SNA

SNS SNP SN Entérico

Fisiología Digestiva. El sistema digestivo cuenta con dos funciones principales:

1. Secreción 2. Absorción

Y tiene 4 actividades para cumplir con estas funciones:

1. Motilidad mediante esta se impulsa el alimento a través del tubo digestivo, mezclándolo con secreciones y disminuyendo su tamaño

2. Secreción de líquido, electrolitos, enzimas y mucus. 3. Digestión. 4. Absorción de nutrientes, electrolitos y agua.

ESTRUCTURA DEL TUBO DIGESTIVO.

Posee dos superficies:

• Mucosa: Mira hacia la luz • Serosa: Contacta con vasos

sanguíneos Además de sus distintas porciones, incluye a las glándulas salivales, el páncreas, el hígado y la vesícula biliar. Las capas de la pared digestiva son las siguientes:

• Mucosa: Consta de células

epiteliales especializadas en absorción y secreción, una lámina propia con tejido conectivo, y una muscular de la mucosa, la cual consta de células musculares lisas que modifican el área de superficie de la capa de céls. epiteliales luminales.

• Submucosa: En donde se encuentran vasos sanguíneos y troncos nerviosos • Muscular. Consta de dos capas de músculo liso, la circular interna y la longitudinal externa.

o Músculo circular: Disminuye el diámetro transverso o Músculo longitudinal: produce el avance del alimento

• Serosa

Entre la submucosa y el músculo circular está el plexo submucoso (de Meissner); y, entre las dos capas musculares, se encuentra el plexo mientérico (de Auerbach). Ambas forman una red de neuronas e interneuronas que contribuyen a la motilidad y secreción. Trabajan con el sistema nervioso simpático y parasimpático, pero no dependen de él para que el sistema digestivo trabaje.

Las vellosidades aumentan la superficie de absorción En el tubo digestivo no existen glándulas endocrinas, sino células con función endocrina.

Plexos intraparietales

INERVACIÓN DEL TUBO DIGESTIVO.

El tubo digestivo está controlado por el S.N.A, que posee un componente extrínseco (inervación simpática y parasimpática) y un componente intrínseco (S.N. Entérico). Ambos componentes se comunican. Inervación: Neuronas controlan musculatura 1/3 superior contiene musculatura estriada esquelética Flujo sanguíneo Secreción endocrina Componente extrínseco: Son las vías por las cuales el sistema nervioso central puede ayudar a controlar al sistema digestivo

a) Inervación parasimpática. Proviene de los nervios vago (NC X) y pélvico. El nervio vago inerva el tubo digestivo alto (desde el esófago hasta el colon ascendente). El nervio pélvico inerva el tubo digestivo bajo. Los ganglios parasimpáticos se localizan en la pared de los órganos, dentro de los plexos submucoso y mientérico. Las neuronas posganglionares se dirigen hacia células de músculo liso, endocrinas y secretoras. Se clasifican en neuronas posganglionares colinérgicas o peptidérgicas. El nervio vago es un nervio mixto. Mecanorreceptores y quimiorreceptores envían información aferente al S.N.C. por el nervio vago; esto inicia un reflejo cuya rama eferente también se encuentra en el nervio vago (reflejos vagovagales). La cotrabsmisión se caracteriza por al liberación por parte de la neurona postganglionar de 2 NT. Vago (reflejos vagovagales): 75% fibras aferentes desde receptores 25% fibras eferentes hacia los efectores

b) Inervación simpática. Los

ganglios simpáticos se encuentran externos al tubo digestivo. En el tubo digestivo se encuentran cuatro: ganglios celiaco, mesentéricos superior e inferior e hipogástrico. Las fibras posganglionares, adrenérgicas (secretan noradrenalina), hacen sinapsis sobre ganglios de los plexos mientérico y submucoso o inervan directamente células musculares lisas, endocrinas o secretoras. También se envía información sensorial y motora en ambas direcciones. Nervios mixtos: 50% fibras

aferentes 50% fibras eferentes

Componente intrínseco (sistema nervioso entérico). Puede controlar todas las funciones del tubo digestivo, incluso en ausencia de la inervación extrínseca. Sus ganglios reciben impulsos de la inervación extrínseca que modulan su actividad. También actúan como centros directos de integración de información sensorial y motora.

Se han identificado sustancias neuroquímicas o neurocrinas, que pueden ser clasificadas como neurotransmisores o neuromoduladores.

- El componente extrínseco optimiza

los tiempos digestión y absorción. - El sistema nervioso simpático es el

único que inerva directamente los vasos sanguíneos en el tubo digestivo.

- El sistema nervioso parasimpático actúa por medio de los plexos sobre los vasos sanguíneos.

- La secreción salival es más acuosa por acción del parasimpático.

- Las encefalinas elevan el umbral del dolor. Son péptidos opioides endógenos (β-endorfinas) que son

liberadas en situaciones de estrés.

PÉPTIDOS DIGESTIVOS. Características de los péptidos digestivos.

Regulan las funciones del tubo digestivo (contracción y relajación del músculo liso en pared y esfínteres, secreción, etc.) • Hormonas. Son mensajeros químicos liberadas por células endocrinas del tubo digestivo hacia la

circulación portal. Las células efectoras pueden localizarse en el propio tubo digestivo o en otra parte del cuerpo. Las células endocrinas de la mucosa digestiva no se encuentran concentradas en glándulas. Ej. Gastrina, CCK, secretina y GIP (son sólo 4 péptidos con función endocrina). Pueden actuar a nivel del mismo órgano o de sistema: la gastrina, secretadas por las células G del antro actúan sobre las células parietales. Pueden actuar en otro órgano: GIP pasa a sistema portal, atraviesa el hígado y se dirige a su efector que son las células β del páncreas.

• Péptidos paracrinos. Son secretados por células endocrinas del tubo digestivo. Actúan localmente. Ej. Somatostatina (la histamina, otro paracrino, no es un péptido).

• Péptidos neurocrinos. Se sintetizan en neuronas del tubo digestivo. Ej. ACh, noradrenalina, GRP, encefalinas, neuropéptido Y y sustancia P. Ach: Contracción de la musculatura lisa y relajación de los esfínteres, secreción glandular NA: producción salival densa VIP: secreción intestinal

Hormonas digestivas. Una hormona debe satisfacer los siguientes criterios: (a) debe secretarse como reacción a un estímulo fisiológico y transportarse por la sangre, (b) su función debe ser independiente de la actividad nerviosa y; (c) debe ser aislada, purificada, químicamente identificada y sintetizada. Gastrina.

Promueve la secreción de H+ por las células gástricas parietales. Es liberada por las células G en el antro de estómago. Existe en dos formas sintetizadas por vías diferentes: la forma G17, secretada en respuesta a una comida (activa); y la forma G34 generada en períodos interdigestivos (inactiva/ basal/ no es el precursor de G17, sino una forma inactiva modificada con su propia vía de producción).

El tetrapéptido terminal-C es el fragmento mínimo necesario para actividad biológica. • Secreción de gastrina. Los estímulos que inician la secreción son producto de la digestión de proteínas

(p. ej., péptidos y aminoácidos como Phe y Trp), distensión del estómago por el alimento y reflejos vagales locales en que se libera el péptido liberador de gastrina (GRP) en el antro.

• Acciones de la gastrina. (a) estimula la secreción de H+, y (b) estimula el crecimiento de la mucosa gástrica (efecto trófico).

• Síndrome de Zollinger-Ellison (gastrinoma). Causado por un tumor secretor de gastrina que habitualmente afecta las células no beta del páncreas. Sus síntomas son: mayor secreción de H+ por la hipertrofia de la mucosa, úlceras duodenales, acidificación del contenido de la luz intestinal e inactivación de la lipasa pancreática (causa de esteatorrea).

• El pH inhibe a la gastrina por desnaturalización e inhibición de su liberación. El pH interfiere en al vía metabólica por la cual la gastrina es secretada.

• Cuando la gastrina pasa al duodeno interfiere con el metabolismo de los ácidos grasos (quimo ácido) • El pH bajo interfiere con las enzima pancreáticas y las lipasas pancreáticas produciendo esteatorrea

Colecistocinina (CCK).

Promueve la digestión y absorción de grasas. Es miembro de la “familia gastrina-CCK”, por lo que posee algo de actividad gastrina. Su heptapéptido C-terminal es el fragmento mínimo para su actividad biológica.

CCK es secretada por las células I de la mucosa duodenal y yeyunal en respuesta a: (a) monoglicéridos y ácidos grasos y, (b) péptidos pequeño y aminoácidos.

Hay cinco acciones principales de la CCK:

• Contracción de la vesícula biliar. Vierte la bilis (que emulsiona y solubiliza lípidos) en la luz del

duodeno. • Secreción de enzimas pancreáticas. Las lipasas, la amilasa y la proteasa pancreáticas. • Secreción de HCO3

- del páncreas. • Crecimiento de páncreas exocrino y de la vesícula biliar (efecto trófico). • Inhibición del vaciamiento gástrico. Asegura el tiempo adecuado para que ocurra la digestión y

absorción de grasa en el intestino delgado. Secretina.

Es miembro de la familia secretina-glucagón. Para mostrar actividad requiere de la totalidad de sus 27 aminoácidos.

Se libera en las células S del duodeno en respuesta a la presencia de H+ y ácidos grasos en la luz del intestino delgado. Su función es promover la secreción de HCO3

- pancreático y biliar, indispensable para mantener el pH óptimo para la actividad de las lipasas pancreáticas (de 6 a 8). También inhibe el efecto de la gastrina. Péptido gástrico inhibidor (GIP).

También es miembro de la familia secretina-glucagón. El GIP produce casi todas las acciones de la secretina.

El GIP es secretado por las células de la mucosa intestinal duodenal y yeyunal como reacción a: glucosa, aminoácidos y ácidos grasos.

Su principal acción es estimular la secreción de insulina. Solo la glucosa oral (y no la administrada por vía intravenosa) estimula la secreción de GIP. La otra acción de GIP, es inhibir la secreción gástrica de H+.

La administración vía oral de glucosa produce efectos más rápidos que si se administrara la glucosa vía endovenosa debido a la acción del GIP. Paracrinos. Se sintetizan en células endocrinas del tubo digestivo, actúan localmente y no penetran en la circulación sistémica.

La somatostatina es secretada como reacción a los descensos de pH e inhibe la secreción de otras hormonas digestivas y la secreción estomacal de H+. Como hormona pancreática, suprime la secreción de insulina y glucagón.

La histamina, junto con gastrina y ACh, aumenta la secreción de H+ en las células gástricas parietales. Neurocrinos. Se sintetizan en el cuerpo de las neuronas gastrointestinales para difundir a través del espacio sináptico. Son la ACh, y noradrenalina, y péptidos como VIP, GRP, encefalinas, neuropéptido Y y sustancia P.

MOTILIDAD. El tubo digestivo esta formado por músculo liso, excepto en la faringe, tercio superior del esófago y esfínter anal externo, donde es estriado. El músculo liso es músculo liso unitario, cuyas células están eléctricamente acopladas a través de uniones de brecha (GAP juntions).

La motilidad es la respuesta contráctil de una fibra muscular (lisa, aunque también hay esqueléticas). Estas contracciones producen las acciones mecánicas del sistema digestivo (moler, mezclar con secreciones, etc.)

Cuando el músculo circular se contrae, se reduce el diámetro del segmento, y cuando se contrae el músculo longitudinal, se reduce su longitud. La capa muscular interna o de la mucosa, cambia la superficie.

Las contracciones del m. liso gastrointestinal pueden ser fásicas o tónicas. Las contracciones fásicas son periódicas (en esófago, antro gástrico e intestino delgado). Las contracciones tónicas mantienen un nivel constante de contracción (en regiones bucal del estómago y baja del esófago, en el esfínter ileocecal y en el anal interno). Ondas lentas. Son despolarizaciones y repolarizaciones oscilantes del potencial de membrana del músculo liso. La onda lenta arrastra el potencial de membrana hasta el umbral necesario para la ocurrencia de un potencial de acción. • Frecuencia. Varía desde 3 a 12 ondas lentas

por minuto. Cada porción del tubo digestivo posee una frecuencia característica. La frecuencia establece la periodicidad de los potenciales de acción y, por lo tanto, la de la contracción. La frecuencia de las ondas lentas no es influida por estímulos nerviosos ni hormonales. Esófago: 3 OL/min. Intestino delgado: 12 OL/min., lo cual aumenta su fuerza de contracción.

• Origen. Presumiblemente, en las células intersticiales de Cajal (plexo mientérico). Despolarizaciones y repolarizaciones cíclicas en éstas células se propagan al músculo adyacente (señales bioeléctricas se transmiten de forma local al músculo liso). Las células de Cajal son el marcapaso del músculo liso gastrointestinal.

• Mecanismo. En la fase despolarizante, se abren cíclicamente los canales de Na+ que acerca el potencial de membrana al potencial de acción. Durante la meseta, los canales de Ca2+ se abren y generan una corriente interna de Ca2+ (causante del potencial de acción). En la fase repolarizante, hay apertura de los canales de K+. Entre 7 a 12 mV hay de diferencia entre potencial de reposo y umbral de descarga. La tensión generada no está acoplada a la onda lenta en el tiempo (existe un desfase).

Masticación y deglución. Masticación.

Tiene tres funciones: (a) mezclar el alimento con saliva y lubricarlo, (b) reducir el tamaño de las partículas de alimento; y (c) mezclar los carbohidratos con la amilasa salival para iniciar su digestión.

La masticación tiene componentes voluntarios e involuntarios o reflejos (en los que participa el tallo encefálico).

Deglución. Se inicia de manera voluntaria en la boca, pero después queda bajo control involuntario por el centro de la deglución (en bulbo raquídeo; motoneuronas trigeminales lo controlan), que recibe la información aferente a través de los nervios vago y glosofaríngeo. Existen tres fases en la deglución: • Fase bucal. Es la única voluntaria. Los receptores somatosensoriales de la faringe son activados con la

llegada del bolo alimenticio, con lo que se inicia la deglución involuntaria. • Fase faríngea. (a) El paladar blando se desplaza hacia arriba para que el alimento pase a la faringe; (b) la

epiglotis cubre el orificio laríngeo (la respiración se inhibe brevemente); (c) el esfínter esofágico alto se relaja y permite el paso de los alimentos, (d) en la faringe se inicia una onda peristáltica que impulsa el alimento.

• Fase esofágica. Tras la entrada del alimento al esófago, un reflejo cierra el esfínter para impedir el reflujo. Luego, una onda peristáltica primaria mediada por el reflejo de la deglución, viaja hacia abajo en dirección del esófago impulsando el alimento. Si quedó alimento, se inicia una onda peristáltica secundaria, mediada por el sistema nervioso entérico. (* esto es importante ya que dijo que haría preguntas de esto)

En el reflejo de deglución existe una relajación del esfínter esofágico superior para el paso del bolo. Motilidad esofágica. Impulsa el alimento desde la faringe hasta el estómago. El trayecto del bolo alimenticio es el siguiente:

1. El esfínter esofágico superior se abre, mediado por el reflejo de la deglución, permitiendo la entrada del alimento al esófago.

2. Una onda peristáltica primaria, supone una serie de contracciones secuenciales coordinadas. Esto, eleva la presión por detrás del bolo, por lo que es empujado hacia abajo. Si la persona está de pie, la fuerza de gravedad favorece éste evento.

3. Se abre el esfínter esofágico inferior, como respuesta a la liberación del neurotransmisor VIP por el nervio vago. Simultáneamente, se relaja la región bucal del estómago (relajación receptiva). Tan pronto el bolo entra al estómago, el esfínter esofágico inferior se contrae.

4. Si quedó alimento en el esófago, una onda peristáltica secundaria, mediada por el S.N. entérico, depura al esófago de todo residuo.

La ubicación torácica del esófago provoca que la presión intraesofágica sea igual a la intratorácica y,

por lo tanto, menor que las presiones atmosférica y abdominal. Frente a esto, es tarea de los esfínteres esofágicos superior e inferior mantener el aire y el contenido gástrico fuera del esófago. Los esfínteres permanecen cerrados, excepto cuando el alimento pasa. El aumento de la presión dentro del abdomen (obesidad, embarazo) podría provocar reflujo gastroesofágico.

El esfínter esofágico inferior es regulado. La onda peristáltica contribuye a abrirlo.

Relajación del esfínter esofágico inferior + Relajación de la región bucal del estómago = Relajación receptiva Las capas musculares se van engrosando hacia el antro. Bolo: alimento masticado + secreciones bucales y esofágicas Quimo: bolo + secreciones gástricas (alimentos semidigeridos) Quilo: quimo + secreciones intestinales + secreciones pancreáticas + secreciones biliares Atropina: bloquea receptores muscarínicos, por lo tanto disminuye la secreción gástrica (no inhibe la relajación receptiva porque los receptores de este reflejo son peptidérgicos) GIP: inhibe secreción gástrica Fenilalanina y triptófano: inhiben La frecuencia de los pot. de acción y al fuerza de contracción puede ser regulada por SNC y hormonas

Motilidad gástrica. Estructura e inervación del estómago.

El estómago posee tres capas de músculo: longitudinal externa, circular media y oblicua

interna. La inervación del estómago incluye inervación

extrínseca e intrínseca. El plexo mientérico que inerva el estómago recibe impulsos parasimpáticos a través del nervio vago e inervación simpática por fibras del ganglio celíaco.

El estómago se divide anatómicamente en tres: fondo, cuerpo y antro. Según su motilidad, también se puede dividir en la región bucal, que contiene el fondo y la porción proximal del cuerpo además de una pared muscular delgada; y la región distal, de pared gruesa, que contiene la porción distal del cuerpo y el antro. La región distal mezcla e impulsa el alimento hacia el duodeno.

Relajación receptiva.

La distensión de la parte baja del esófago por el alimento relaja el esfínter esofágico inferior y, simultáneamente, relaja el estómago bucal, a lo cual se le conoce como relajación receptiva. Éste es un reflejo vagovagal, en que el neurotransmisor liberado por las fibras posganglionares vagales es VIP. La vagotomía elimina la relajación receptiva.

Mezclado y digestión.

Las contracciones de las paredes gruesas de la región caudal provocan la mezcla y digestión del alimento. Las ondas de contracción comienzan en el cuerpo y se desplazan, con intensidad creciente, hacia el píloro. Las contracciones mezclan el contenido gástrico y periódicamente impulsan una parte de este contenido hacia el duodeno. La onda de contracción también cierra el píloro, por lo que la mayor parte del contenido gástrico es empujada de vuelta hacia el estómago para un mezclado adicional, proceso conocido como retropulsión.

Durante el ayuno hay contracciones periódicas denominadas complejo mioeléctrico migrante, mediado por motilina. Su función es limpiar el estómago de todo residuo.

La frecuencia de las ondas lentas en el estómago caudal es de 3 a 5 ondas por minuto, por lo que el estómago caudal se contrae 3 a 5 veces por minuto.

Ni los impulsos nerviosos ni las hormonas alteran la frecuencia de las ondas lentas, pero sí la de los potenciales de acción. Gastrina, motilina y la estimulación parasimpática aumentan la frecuencia de los potenciales de acción y la fuerza de contracción. Secretina, GIP y la estimulación simpática reducen la frecuencia y la fuerza. Vaciamiento gástrico.

Toma aproximadamente tres horas. Los dos factores que aumentan el tiempo de vaciado gástrico son la grasa y el H+ (pH bajo) en el duodeno. El efecto de la grasa es mediado por CCK, que reduce la tasa de vaciamiento gástrico, permitiendo así el tiempo adecuado para la digestión y absorción de grasas. El efecto del H+ es mediado por reflejos en el S.N. entérico. Éste reflejo asegura que el contenido gástrico pase al duodeno lentamente para permitir que el HCO3

- pancreático neutralice el H+, requisito para la función óptima de las enzimas pancreáticas. Motilidad del intestino delgado. Sirve para mezclar el quimo con enzimas digestivas y secreciones pancreáticas, exponer los nutrientes a la mucosa intestinal para su absorción e impulsar el quimo no absorbido hacia el intestino grueso.

En el intestino delgado, la frecuencia de las ondas lentas es de 12 ondas por minuto, y disminuye a 9 ondas por minuto hacia el íleon. Tal como en el estómago, aparecen complejos mioeléctricos migrantes cada 90min para limpiar el intestino delgado de residuos de quimo.

La inervación parasimpática, que aumenta la contracción del músculo intestinal, proviene del nervio vago; y la simpática, que reduce la contracción, proviene de los ganglios mesentéricos celíaco y superior. La mayoría de los nervios parasimpáticos son colinérgicos, aunque hay algunos en ésta zona que liberan neurocrinos peptidérgicos como VIP, encefalinas y motilina.

Existen dos patrones de contracción del intestino delgado, los cuales serán descritos a continuación. Contracciones segmentales

Mezclan el quimo y lo exponen a las enzimas y secreciones pancreáticas. Consiste en una contracción que rompe el bolo de quimo y lo envía en las direcciones bucal y caudal. A continuación, la porción contraída se relaja y permite que el bolo de quimo desdoblado vuelva a mezclarse. Estos movimientos no provocan el avance del quimo a lo largo del intestino. Contracciones peristálticas

Sirven para impulsar el quimo en la dirección del intestino grueso. Primero, se contrae la región del intestino delgado que se encuentra detrás (bucal) del bolo de quimo. Luego, la porción del intestino por delante (caudal) del bolo se relaja. En consecuencia, el quimo es empujado en dirección caudal. La repetición de esta secuencia desplaza el quimo a lo largo del intestino.

Los neurotransmisores de la contracción bucal son ACh y sustancia P y los de la relajación caudal son VIP y óxido nítrico.

Motilidad del intestino grueso. El contenido del intestino grueso (heces) está destinado a la excreción. Cuando el contenido del intestino delgado entra al ciego, el esfínter ileocecal se contrae y evita el reflujo al interior del íleon. Contracciones segmentales.

Aparecen en ciego y colon proximal. Su función es mezclar el contenido del intestino grueso. Movimiento de masa.

Se presentan en el colon y su función es desplazar el contenido del intestino grueso a gran distancia. Los movimientos de masa ocurren en cualquier parte desde 1 a 3 veces por día. En el colon distal se absorbe agua por lo que el contenido fecal se convierte en una masa semisólida que necesita de un movimiento final de masa para pasar al recto. Defecación.

A medida que el recto se llena de heces, el músculo liso de la pared del recto se contrae y el esfínter interno del ano se relaja (reflejo rectosfinteriano). Una vez que el recto se llena hasta el 25% de su capacidad se precipita la necesidad de defecar. Para esto, es necesaria la relajación del esfínter anal externo. Reflejo gastrocólico.

La distensión del estómago por el alimento aumenta la motilidad del colon y la frecuencia de sus movimientos de masa. La rama aferente del reflejo es mediada por el S.N. parasimpático y la rama eferente por CCK y gastrina.

SECRECIÓN. Es la adición de líquidos, enzimas y moco a la luz del tubo digestivo por parte de las glándulas salivales, mucosa gástrica, células exocrinas del páncreas e hígado. Secreción salival.

La saliva se secreta a una tasa de 1L por día. Sus funciones son la digestión

inicial de almidones y lípidos, la dilución y

amortiguación de los alimentos ingeridos y la lubricación de dichos alimentos. Estructura de las glándulas salivales.

Las glándulas parótidas se componen de células serosas secretoras de un líquido compuesto de agua, iones y enzimas. Las glándulas submaxilares y sublinguales son glándulas mixtas que, además de células serosas, poseen células mucosas secretoras de mucina para lubricación.

Cada glándula está formada por un sistema de conductos cuyos extremos, revestidos por células acinares, reciben el nombre de acino. Las células acinares liberan la saliva inicial (agua, iones, enzimas y moco), que luego pasa a través del conducto intercalado y después por el conducto estriado, revestido de células ductales (Fig 8-11, pág 332). Los acinos y los conductos intercalados están revestidos por células mioepiteliales, cuya contracción derrama saliva en el interior de la boca.

Las células salivales acinares y las células ductales poseen inervación parasimpática y simpática. Las glándulas salivales evidencian un flujo sanguíneo inusitadamente alto, que aumenta cuando se

estimula producción de saliva. Formación de saliva.

La saliva se compone de agua, electrolitos, α-amilasa, lipasa lingual, calicreína y moco. Con respecto al plasma, es hipotónica y posee concentraciones más altas de K+ y HCO-

3 y más bajas de Na+ y Cl-. Por lo tanto, la saliva no es un simple ultrafiltrado del plasma.

La saliva se forma mediante un proceso de dos pasos.

1. Las células acinares secretan la saliva inicial, isotónica. 2. Las células ductales modifican la saliva inicial gracias a la participación de distintos mecanismos de

transporte. La membrana luminal de las células ductales contiene tres transportadores: intercambios de Na+-H+, Cl--HCO-

3 y H+-K+. La membrana basolateral contiene la Na+-K+ ATPasa y canales de Cl-. La acción combinada de estos transportadores es la absorción de Na+ y Cl- y la secreción de K+ y HCO-

3. Puesto que se absorbe más NaCl que KHCO3 secretado, el resultado es la absorción neta de soluto.

Las células ductales son impermeables al agua, por lo que el agua no se reabsorbe junto con el soluto, haciendo hipotónica a la saliva final.

Las células acinares también secretan α-amilasa, lipasa lingual, mucina, IgA y calicreína. Las funciones

de la α-amilasa y lipasa lingual es la digestión inicial de carbohidratos y lípidos. La calicreína es una enzima que participa en la síntesis de bradicinina, un potente vasodilatador que actúa sobre los vasos que irrigan a las glándulas salivales. Composición y tasa de flujo de saliva.

Con tasas elevadas de flujo (4ml/min) la composición de la saliva es la de la saliva inicial producida por las células acinares. Con tasa baja de flujo (menos de 1ml/min), la saliva tiene menores concentraciones de Na+ y Cl- y mayor concentración de K+. Esto es porque con tasas elevadas de flujo, las células ductales tienen menos tiempo para modificar la saliva; con tasas de flujo bajas, tienen más tiempo para hacerlo.

La concentración de HCO-3 en la saliva es mayor con tasas altas de flujo. Esto se debe a que la

producción de saliva estimula selectivamente la secreción de HCO-3 (por estimulación parasimpática).

Regulación de la secreción salival.

Esta regulación posee dos características inusuales: (a) está exclusivamente bajo control del S.N.A. (sin control hormonal); y (b) la secreción salival aumenta en respuesta a la estimulación parasimpática y simpática, aunque domina la primera. • Inervación parasimpática.

Nervios involucrados

Facial y glosofaríngeo

Neurotransmisor y su receptor(*)

ACh, receptor muscarínico

2° Mensajero IP3, Ca2+

Acción sobre la secreción

Aumento

(*): Ubicado sobre las células acinares y ductales

• Inervación simpática. Segmentos Involucrados

T1, T2, T3

Neurotransmisor y su receptor(*)

NA, receptor adrenérgico β

2° Mensajero cAMP

Acción sobre la secreción

Aumento

(*): Ubicado sobre las células acinares y ductales

Los alimentos, estímulos olfativos, náuseas y reflejos condicionados incrementan la actividad parasimpática en las glándulas salivales. Ésta última, disminuye con el temor, sueño y deshidratación.

Secreción gástrica. Los cuatro principales elementos del jugo gástrico son:

a) Ácido clorhídrico (HCl): Disminuye pH para activar al pepsinógeno b) Pepsinógeno: Precursor de pepsina c) Factor intrínseco. Absorción de Vit B12 d) Moco: Protección

Estructura y tipos de célula de la mucosa gástrica.

El cuerpo del estómago contiene glándulas oxínticas, que vacían sus productos secretorios en la luz estomacal. En la profundidad de estas glándulas se encuentran las células mucosas del cuello, las células parietales (oxínticas) secretoras de HCl y factor intrínseco; y las células principales, secretoras de pepsinógeno.

El antro del estómago contiene las glándulas pilóricas con dos tipos de células: (a) las células G, que secretan gastrina hacia la circulación; y (b) las células mucosas del cuello, que secretan moco, HCO3

- y pepsinógeno. Secreción de HCl.

La principal función de la secreción de HCl es reducir el pH del contenido gástrico de modo que el pepsinógeno inactivo puede convertirse en pepsina activa, dando inicio a la digestión de proteínas. Mecanismos celulares de la secreción de HCl.

1. En el LIC, el CO2 se combina con H2O, para formar H2CO3, en una reacción catalizada por la anhidrasa carbónica. El H2CO3 se disocia en H+ y HCO3

-. 2. En la membrana apical se libera H+

hacia la luz del estómago por medio de H+-K+ ATPasa (el omeprazol reduce la secreción de H+ al inhibir esta H+-K+ ATPasa). El Cl- difunde hacia la luz estomacal a través de canales de Cl- en la membrana apical.

3. A través de la membrana basolateral se absorbe HCO3

- de la célula a la sangre por medio del intercambiador de Cl--HCO3

-. 4. El resultado de estos sucesos es la

secreción neta de HCl y absorción neta de HCO3-.

Sustancias que alteran la secreción de HCl. • Acetilcolina (ACh).

Tipo Neurocrino

Liberada por

Nervio vago

Receptor sobre células parietales

Muscarínico

2° Mensajeros

IP3, DAG, Ca2+

Acción fisiológica

Secreción de H+ por cél. parietales

• Histamina.

Tipo Paracrino

Liberada por

Células cebadas de la

mucosa gástrica

Receptor sobre células parietales

Receptor H2

2° Mensajero

cAMP

Acción fisiológica

Secreción de H+ por cél. parietales

• Gastrina.

Tipo

Hormona (es liberada a la circulación)

Liberada por

Células G del antro

estomacal

Receptor sobre células parietales

CCK3

2° Mensajero

Ca2+

Acción fisiológica

Secreción de H+ por cél. parietales

La tasa de secreción de H+ está regulada por acciones independientes de ACh, histamina y gastrina y por la interacción entre estos tres agentes. Tal interacción se denomina potenciación y se refiere a la capacidad de dos estímulos para generar una reacción combinada que es mayor que la suma de las respuestas individuales. Una consecuencia de esta potenciación es que los agentes bloqueadores de los receptores de H2 y muscarínicos (cimetidina y atropina) tienen mayor efecto de lo esperado.

Estimulación de la secreción de H+. La estimulación del nervio vago provoca la secreción de H+ a través de dos rutas. En la ruta directa el nervio vago, mediante la liberación de ACh, estimula directamente a las células parietales para que estas secreten H+. En la ruta indirecta, el vago, mediante la liberación de GRP, estimula la liberación de gastrina por parte de las células G. Posteriormente, la gastrina llega a través de la circulación a las células parietales, estimulando ahí la secreción de H+. Agentes bloqueadores muscarínicos (atropina) solamente inhiben los efectos vagales directos.

La secreción gástrica de HCl se divide en tres fases: • Fase cefálica. Explica el 30% de la secreción

de HCl. Los estímulos para la secreción son: olfato y gusto, masticación, deglución y reflejos condicionados. En la fase cefálica, dos mecanismos promueven la secreción de HCl: (a) estimulación de células parietales; y (b) estimulación de células G para estimular parietales por medio de gastrina.

• Fase gástrica. Explica el 60% de la secreción de HCl. Cuatro mecanismos promueven la secreción de HCl: (a) y (b) la distensión estomacal provoca estimulación vagal directa e indirecta, (c) reflejos locales (en el antro) que estimulan la secreción de gastrina en respuesta a la distensión; y (d) efecto directo de aminoácidos y péptidos pequeños para estimular la secreción de gastrina. El alcohol y la cafeína también estimulan la secreción estomacal de HCl.

• Fase intestinal. Explica el 10% de la secreción de HCl. Es mediada por productos de la digestión de proteínas. Acción de aminoácidos y péptidos pequeños sobre células G.

Liberación de gastrina: Sobre células parietales

Ach Histamina (sobre

células cebadas / producción de histamina)

Gastrina Inhibición de la secreción de HCl. Ocurre cuando el quimo ya se ha desplazado al intestino delgado. El principal control inhibidor de la secreción de HCl es la reducción de pH del contenido gástrico como resultado de la pérdida de amortiguación de H+ por el paso de los alimentos al duodeno (alimento es un amortiguador). La reducción de pH suprime la secreción de gastrina y provoca la liberación de somatostatina y GIP, que inhiben aun más la liberación de gastrina. (Recordar que GIP responde a glúcidos, lípidos y aminoácidos). La disminución del pH interfiere con la estimulación de gastrina. La presencia de alimento en el estómago hace que el pH se mantenga. El paso del quimo al duodeno disminuye el pH en el estómago. Las contracciones del estómago (motilidad) producen la apertura y también cierre del píloro. Retropulsión: Lo que no pasa por el píloro se devuelve para mezcla adicional. La mayor presencia de ácidos grasos al duodeno endentece la motilidad.

Secreción de pepsinógeno.

El pepsinógeno se libera en las células principales y mucosas de las glándulas oxínticas. En las fases cefálica y gástrica, la estimulación vagal es el factor más importante para la secreción de pepsinógeno. El H+ también desencadena reflejos locales que estimulan su secreción. Secreción de factor intrínseco.

El factor intrínseco es secretado por las células parietales. Es necesario para absorber vitamina B12 en el íleon y su ausencia provoca anemia perniciosa. El factor intrínseco es la única secreción indispensable del estómago, por lo que posteriormente a una gastrectomía, los pacientes requieren inyecciones de vitamina B12.

Secreción pancreática. El páncreas exocrino secreta 1L de líquido por día. La secreción consta de una porción acuosa rica en HCO3

- (por las células centroacinares) que neutraliza el H+ proveniente del estómago, y una porción enzimática, cuya función es digerir carbohidratos, proteínas y lípidos. Estructura de las glándulas pancreáticas exocrinas.

El páncreas exocrino comprende el 90% del páncreas (2% endocrino y resto vasos sanguíneos y líquido intersticial). Está organizado de manera similar a las glándulas salivales: es un sistema de conductos que terminan en acinos. Cada acino está revestido con células acinares que secretan enzimas. Las células ductales, que revisten los conductos, y las células centroacinares, liberan el componente acuoso de la secreción pancreática.

La inervación simpática del páncreas exocrino procede de los plexos celíaco y mesentérico superior, y suprime la secreción pancreática. La inervación parasimpática proviene del nervio vago y estimula la secreción. Formación de la secreción pancreática.

Mecanismos diferenciados generan los componentes enzimático y acuoso de la secreción pancreática. La secreción pancreática tiene lugar en los siguientes pasos.

1. Componente enzimático de la secreción pancreática (células acinares). Las amilasas y lipasas pancreáticas se secretan como enzimas activas. Las proteasas pancreáticas lo hacen en forma de cimógeno. Las enzimas pancreáticas se sintetizan en el retículo endoplásmico rugoso de las células acinares, para posteriormente ser almacenadas en gránulos de cimógeno hasta que un estímulo desencadene su secreción.

2. Componente acuoso de la secreción pancreática (células centroacinares y ductales). El jugo pancreático es una solución isotónica que contiene Na+, Cl-, K+ y HCO3

-. Las células centroacinares y ductales producen la secreción acuosa isotónica inicial. Posteriormente, los procesos de transporte en las células ductales modifican ésta secreción inicial de la siguiente forma: primero, en las células ductales se forman H+ y HCO3

- a partir de CO2 y H2O en presencia de anhidrasa carbónica. Luego,

el HCO3- es secretado hacia la luz del conducto pancreático. Al mismo tiempo, el H+ es absorbido

hacia la sangre. La fuerza impulsora para éste transporte es, indirectamente, la Na+-K+ ATPasa (ver fig. 8-19).

Composición y tasa de flujo de la secreción pancreática.

Cuando la tasa de flujo pancreático cambia, las concentraciones de Na+ y K+ en el jugo pancreático permanecen constantes, en tanto que las de HCO3

- y Cl- varían de forma recíproca. Cuando la tasa de flujo pancreático se eleva (más de 30 µL/min x g), la concentración de HCO3

- en el jugo pancreático aumenta y la concentración de Cl-

desciende y viceversa. Esto ocurre porque, dependiendo la tasa de flujo, se favorece la secreción de HCO3

-o de Cl-. La tasa de flujo se refiere a la tasa de velocidad, al aumentar la tasa de flujo aumenta la actividad del transportador Cl--HCO3

- Regulación de la secreción pancreática

Las porciones acuosa y enzimática se regulan por separado: El H+ en el duodeno estimula la secreción acuosa y los productos de la digestión estimulan la secreción enzimática.

La secreción pancreática, como la gástrica, se divide en fases cefálica, gástrica e intestinal. La fase cefálica es iniciada por el olfato, el gusto y el condicionamiento. La fase gástrica es iniciada por la distensión estomacal. Ambas fases son mediadas por el nervio vago y producen principalmente secreción enzimática.

La fase intestinal es la más importante (80% de la secreción pancreática). En ésta se estimulan ambas

secreciones: enzimática y acuosa. • Células acinares (secreción enzimática). Tienen receptores para CCK y para ACh (muscarínico). Los

aminoácidos (Phe, Met y Trp), péptidos pequeños y ácidos grasos estimulan la secreción de CCK (más importante para secreción enzimática en fase intestinal) por las células I. Además, la ACh estimula la secreción de enzimas por un reflejo vagovagal.

• Células ductales (secreción acuosa de Na+, HCO3- y H2O). Tienen receptores para CCK, ACh y

secretina. La secretina es liberada por las células S del duodeno en respuesta a la presencia de H+ en la luz del intestino, que indica la llegada del quimo ácido. Ésta estimula la producción de HCO3

- por medio del jugo pancreático (componente acuoso). El quimo debe ser neutralizado para asegurar la actividad de las lipasas pancreáticas, ya que las lipasas actúan entre pH 6 – 8 (pH menores de 4 o 3 desnaturalizar las enzimas / si las lipasas se desnaturalizan no se absorben los ácidos grasos y se produce esteatorrea) y el HCO3

- mantiene el pH (pH ácido inactiva lipasas). La CCK y ACh potencian los efectos de la secretina. La CCK también tiene que ver con la secreción de HCO3

-, pero es mucho más importante la secretina. Los ácidos grasos y los aminoácidos estimulan la liberación de CCK (Phe, Trp). La CCK participa principalmente en la contracción del la vesícula biliar y relajación del esfínter de Oddi para el vaciamiento de la bilis.

Algunas enzimas pancreáticas se liberan en forma activa e inactiva. Las amilasas y lipasas se secretan en forma activa, las proteasas en forma inactiva. Secreción biliar La digestión y absorción de lípidos requiere de bilis en el intestino delgado y plantea problemas por su insolubilidad en agua. En la luz intestinal los ácidos biliares emulsifican lípidos y los preparan para la digestión y luego solubilizan los productos de la digestión en micelas. Los hepatocitos secretan la bilis, la cual es almacenada en la vesícula biliar. La presencia de ácidos grasos en duodeno estimula la producción de CCK que estimulará la contracción de la vesícula y relajación del esfínter de Oddi para que la bilis pase al duodeno. Lo importante es que las grasas no son solubles en un medio acuoso y en el intestino tenemos una solución líquida, por lo que es necesario solubilizar las grasas (formación de corpúsculos llamados micelas que se forman debido a la formación de sales biliares) y emulsificarlas (emulsificar significa fragmentar para que haya una mayor superficie para acción de lipasas)

Sinopsis general del sistema biliar

Los componentes del sistema biliar son hígado, vesícula biliar, conductos biliares, duodeno, íleon y circulación portal.

Los hepatocitos sintetizan y secretan continuamente los elementos de la bilis. La bilis fluye fuera del hígado a través de los conductos biliares y se almacena en la vesícula biliar. La vesícula biliar concentra los ácidos biliares absorbiendo iones y agua.

Cuando el quimo alcanza el intestino delgado se libera CCK. Esta tiene dos acciones: estimula la contracción de la vesícula y relaja el esfínter de Oddi y, de este modo la bilis fluye desde la vesícula a la luz del duodeno, donde emulsifica (fragmenta las gotas de grasas para una mayor área para acción de lipasas) y solubiliza los lípidos.

Una vez concluida la absorción de lípidos, los ácidos biliares retornan al hígado a través de la circulación enterohepática. (Circulación portal: establece relación entre íleon y circulación enterohepática) Formación de bilis

Los constituyentes orgánicos de la bilis son ácidos biliares (50%), pigmentos biliares como la bilirrubina (2%), colesterol (4%) y fosfolípidos (40%). La bilis también contiene electrólitos y agua. • Los ácidos biliares constituyen 50% de los componentes orgánicos de la bilis. La reserva total de ácidos

biliares es de 2.5 gramos. La bilis contiene cuatro ácidos biliares diferentes. Los dos ácidos biliares primarios (ácido cólico y quenodesoxicólico) se sintetizan en los hepatocitos, y son deshidroxilados por bacterias intestinales en la luz duodenal para producir ácidos biliares secundarios (ácido desoxicólico y litocólico).

El hígado conjuga los ácidos biliares (de fórmula general HA) con glicina o taurina para formar sales biliares (de forma A-). Este paso de conjugación cambia el pK de los ácidos biliares y los hace mucho

más hidrosolubles en el contenido duodenal (de pH 3 a 5). Las sales biliares son anfipáticas. Además, son moléculas planares con los grupos hidrófilos

apuntando hacia fuera del núcleo esteroide hidrófobo. Estas propiedades son útiles para la emulsificación y digestión de lípidos debido a que las sales biliares rodean y mantienen dispersas a las gotas de lípido, aumentando la superficie para la acción de enzimas digestivas.

Cuando las sales biliares alcanzan la concentración micelar crítica, forman micelas. Las micelas contienen sales biliares (y fosfolípidos) y productos de la digestión de lípidos: ácidos grasos, monoglicéridos y colesterol. Las sales biliares se disponen en el exterior de las micelas con sus porciones hidrófilas disueltas en la solución intestinal acuosa, solubilizando los productos de la digestión de lípidos y haciendo posible su absorción.

• Los hepatocitos también secretan fosfolípidos (40%) y colesterol (4%) en la bilis. Al igual que las sales biliares, los fosfolípidos son anfipáticos y participan en la formación de micelas.

• La bilirrubina (2%) es un subproducto del metabolismo de la hemoglobina y el principal pigmento biliar. Tras la descomposición de la Hb, la bilirrubina se transporta en la sangre unida a la albúmina. El hígado conjuga a la bilirrubina con ácido glucorónico para formar glucoronato de bilirrubina, secretado a la bilis (y que le confiere su color amarillo). En el intestino delgado, las bacterias intestinales desconjugan y reducen a urobilinógeno una parte del glucoronato de bilirrubina. Parte del urobilinógeno es reciclada y reutilizada y el resto es excretado por las heces.

• Las células epiteliales de los conductos biliares secretan iones y agua dentro de la bilis, mediante un mecanismo igual al de las células pancreáticas ductales y con la misma regulación.

Función de la vesícula biliar. • Llenado de la vesícula biliar. Conforme la bilis se produce continuamente, fluye hacia el interior de la

vesícula biliar, donde es almacenada. En los períodos interdigestivos, la vesícula puede llenarse porque se encuentra relajada y el esfínter de Oddi cerrado.

• Concentración de la bilis. Los componentes orgánicos de la bilis, que no se absorben, se concentran a medida que las células epiteliales de la vesícula absorben iones y agua (líquido isoosmótico).

• Expulsión de la bilis. Se inicia 30 minutos después de una comida (paso de quimo ácido). El principal estímulo para la expulsión de bilis es la CCK. La CCK tiene dos efectos simultáneos: (a) contracción de la vesícula biliar, y (b) relajación del esfínter de Oddi. La bilis es liberada por pulsos y no en una corriente continua. Este patrón pulsátil se debe a las diferencias de la presión en luz intestinal como producto de la contracción rítmica del duodeno.

Circulación enterohepática. Los ácidos biliares emulsifican las grasas, mientras que las sales biliares las solubilizan (las estabilizan en un medio acuoso), pero hay que recuperarlas.

Normalmente, un 95% de los ácidos biliares secretados retornan al hígado a través de la circulación enterohepática, cuyos pasos son los siguientes.

1. En el íleon, los ácidos biliares se transportan desde la luz del intestino a la sangre portal mediante

cotransportadores de Na+-ácido biliar. Este paso ocurre en la porción terminal del intestino delgado para que la recirculación tenga lugar sólo cuando todos los lípidos se hayan absorbido.

2. Los ácidos biliares retornan al hígado a través de la sangre portal. 3. En el hígado, los ácidos biliares son incorporados a la reserva de ácidos biliares. La mayoría

(95%) de los ácidos biliares son reutilizados, el resto es excretado por las heces y requiere ser reemplazado mediante la síntesis de ácidos biliares nuevos. La síntesis de ácidos biliares se encuentra bajo el control de los propios ácidos biliares mediante retroalimentación negativa a nivel de la 7-α-hidroxilasa de colesterol (produce la síntesis de colesterol). A menor retorno de ácidos biliares, aumenta la demanda de síntesis de éstos y la enzima se estimula. A mayor retorno de ácidos biliares, la enzima se inhibe (efecto colerético).

Colerético: se refiere a la recirculación de ácidos biliares (transporte activo secundario / cotransporte con Na+) Los ácidos biliares se reabsorben en el íleon para que los ácidos grasos se digieran el tiempo suficiente como para poder absorberlos.

En personas con resección ileal (en el íleon se recuperan lso ácidos biliares), la recirculación se interrumpe y se excretan por las heces grandes cantidades de ácidos biliares. La vía de biosíntesis no puede compensar el déficit de ácidos biliares, por lo que hay absorción deficiente de grasa y esteatorrea.

El colesterol forma los 4 ácidos biliares. Tenemos los ácidos biliares primarios como son el ácido cólico y quenodeoxicólico, y luego cuando pasan al intestino las bacterias los transforman en secundarios (deoxicólico y litocólico). En el hígado estos ácidos se conjugan con aminoácidos, ya sea glicina o taurina y forman sales conjugadas (sales glicocólicos y taurocólicos). Hay 8 tipos de sales biliares en total. Cuando las sales biliares alcanzan una concentración crítica forman las micelas Complejo Mioeléctrico Migrante (CMM): Es estimulado por motilina. Se encarga de limpiar el tubo digestivo del alimento que queda en él (onda peristáltica)

DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN. Digestión es el desdoblamiento químico de los alimentos en moléculas absorbibles gracias a la acción de las enzimas digestivas (secreciones salival, gástrica y pancreática / bilis no tiene acción digestiva porque en sus componentes no hay enzimas). Las enzimas que están en el jugo gástrico son, por ejemplo, la pepsina, secretada como pepsinógeno. Absorción es el movimiento de nutrientes, agua y electrólitos desde la luz intestinal hacia la sangre. Hay dos vías de absorción, una celular, en la que la sustancia debe atravesar transportadores ubicados en las membranas apical y basolateral; y una paracelular, en que las sustancias se desplazan a través de uniones brecha entre las células epiteliales (uniones). Carbohidratos. Digestión de carbohidratos.

Las células del epitelio intestinal solo absorben monosacáridos (glucosa, galactosa y fructosa).

Una α-amilasa inicia la digestión del almidón. La función de la amilasa salival es breve, puesto que el

pH gástrico la inactiva. La amilasa pancreática crea, a partir del almidón, tres disacáridos: α-dextrina, maltosa y maltotriosa. Las enzimas del borde en cepillo (α-dextrinasa, maltasa y sucrasa) digieren estos disacáridos hasta glucosa.

Almidón

α-amilasa

A-dextrina maltosa maltotriosa

Glucosa

α-dextrinasa maltasa

sucrasa

Trealosa

Trealasa

Glucosa

Lactosa

Glucosa Galactosa

Lactasa

Sucrosa

Glucosa Fructosa

Los tres disacáridos del alimento son trealosa, lactosa y sucrosa. Las enzimas trealasa, lactasa y sucrasa digieren cada molécula en dos moléculas de monosacárido: trealosa → 2 glucosa; lactosa → glucosa + galactosa; sucrosa → glucosa + fructosa.

En resumen, los tres productos finales de la digestión de carbohidratos son glucosa, galactosa y fructosa. Absorción de carbohidratos.

La glucosa y galactosa se absorben a través de la membrana apical por medio de un cotransportador de Na+-glucosa y un cotransportador de Na+-galactosa, respectivamente. Ambas se transportan contra un gradiente electroquímico utilizando como fuente de energía el gradiente de Na+ mantenido por la Na+-K+ ATPasa. Luego, pasan a la sangre mediante difusión facilitada.

La fructosa, por su parte, se transporta a través de la membrana apical mediante difusión facilitada y luego pasa a la sangre. Por esto, la fructosa no puede absorberse contra un gradiente electroquímico. Trastornos de la digestión y absorción de carbohidratos.

Cuando hay deficiencias en el desdoblamiento de carbohidratos, estos no son absorbibles. El soluto retenido en la luz intestinal retiene una cantidad equivalente de agua, originando diarrea osmótica.

Una deficiencia de lactasa causa intolerancia a la lactosa. En esta enfermedad, la lactosa no es digerida hasta glucosa y galactosa, por lo que permanece en la luz intestinal, provocando diarrea osmótica. Proteínas. Son absorbibles en forma de aminoácidos, dipéptidos y tripéptidos. Prácticamente toda la proteína de la dieta es digerida y absorbida. Además, las proteínas de las secreciones gastrointestinales son tratadas de la misma forma que las de la dieta. Acá son muy importantes las enzimas pancreáticas Digestión de proteínas.

La pepsina y las proteasas participan en la digestión de proteínas. Hay dos tipos de proteasas: las endopeptidasas, que hidrolizan uniones peptídicas internas; y las exopeptidasas, que hidrolizan un aminoácido a la vez desde los extremos C-terminal.

La digestión de proteínas comienza en el estómago con la acción de la pepsina, la cual es secretada como pepsinógeno, que se activa a un pH de entre 1 y 3. La pepsina se inactiva en el duodeno por la neutralización del H+ gástrico por el HCO3

-. La pepsina no es indispensable para la digestión de proteínas ya que la proteasa pancreática y el borde de cepillo pueden por sí solos digerir adecuadamente las proteínas.

La digestión continúa en el intestino delgado por acción combinada de las proteasas pancreáticas y el borde en cepillo intestinal.

Primero, ocurre la activación del tripsinógeno hacia su forma activa, tripsina, por la enterocinasa del borde en cepillo. Luego, la tripsina cataliza la conversión de todos los otros precursores enzimáticos inactivos, incluyendo más tripsinógeno. Esto crea cinco enzimas activadas para la digestión de proteínas: tripsina, quimiotrpsina, elastasa y carboxipeptidasas A y B (las cinco proteasas pancreáticas).

A continuación, estas proteasas hidrolizan las proteínas de la dieta hasta su forma absorbible y oligopéptidos, los cuales son hidrolizados adicionalmente por proteasas del borde en cepillo.

ATP

Na

Glucosa

Na+ Galactosa

Fructosa Fructosa

Galactosa

Glucosa

Na+

K+

Luz Célula epitelial del intestino delgado Sangre

Por último, las proteasas pancreáticas se digieren entre sí.

Absorción de proteínas.

Los L-aminoácidos son absorbidos mediante cotransportadores de Na+-aminoácidos, utilizando la energía del gradiente de Na+. Hay un cotransportador para cada tipo de aminoácido: neutros, ácidos, básicos e imino.

La mayor parte de las proteínas son absorbidas como dipéptidos y tripéptidos mediante cotrasportadores separados dependientes de Na+.

Finalmente, los aminoácidos salen de la célula por difusión facilitada en dirección a la sangre.

A.- Estómago Pepsinógeno

Pepsina

B.- Intestino delgado Tripsinógeno

Tripsina

Tripsinógeno Quimiotripsinógeno Proelastasa Procarboxi- Procarboxi- peptidasa A peptidasa B

Tripsina Quimiotripsina Elastasa Carboxi- Peptidasa A

Carboxipeptidasa

Tripsina Tripsina tripsina Tripsina Tripsina

pH

Enterocinasa (borde en cepillo)

A.- Estómago Proteína

Aminoácidos Oligopéptidos

Pepsina (Luz)

B.- Intestino Delgado Proteína

Aminoácidos

Dipéptido

Tripéptido

Oligopéptidos

Aminoácidos Tripéptido

Dipéptido

Peptidasa (borde en cepillo)

Trastornos de la digestión y absorción de proteínas.

En las enfermedades del páncreas exocrino (pancreatitis crónica, fibrosis quística) hay deficiencia de todas las enzimas pancreáticas, por lo que las proteínas de la dieta no pueden absorberse.

Por ser quien las activa, la sola ausencia de tripsina provoca la ausencia de las formas activas de todas las enzimas pancreáticas.

La cistinuria es una enfermedad genética en que falta el transportador de cistina, lisina, arginina y ornitina, por lo que no son absorbidos para luego ser excretados en las heces. Lípidos. Para que los lípidos sean digeridos se deben solubilizar o estabilizar con las sales biliares (ácidos biliares + aminoácidos). Su insolubilidad en agua es un factor que complica la digestión y absorción de lípidos, por lo que deben ser solubilizados. También se debe fragmentar las gotas de lípidos o emulsificar para aumentar la superficie de acción de las lipasas. Esto se logra por medio de los ácidos biliares. Digestión de lípidos.

Estómago. El batido rompe los lípidos y los transforma en gotas, lo cual aumenta el área de exposición a las enzimas. En el estómago, las gotas de grasa son emulsificadas por las proteínas de la dieta. La lipasa lingual inicia la digestión de lípidos e hidroliza el 10% de los TAG ingeridos. La lentitud del vaciamiento gástrico (mediada por CCK) confiere el tiempo adecuado para que las enzimas pancreáticas digieran los lípidos para su absorción.

Intestino delgado. Aquí ocurre casi toda la digestión de lípidos. Los ácidos biliares rodean y emulsifican los lípidos de la dieta. La emulsificación crea pequeñas gotas de lípidos cubiertas por cargas negativas de los ácidos biliares que impiden su agregación. Esto, suministra una gran área de superficie para la acción de las enzimas pancreáticas:

• La lipasa pancreática hidroliza moléculas de TAG. Un problema potencia de esta enzima es que los

ácidos biliares la desplazan e inactivan. Este problema es resuelto por la colipasa, que desplaza los ácidos biliares permitiendo la acción de la lipasa pancreática.

• La hidrolasa éster de colesterol hidroliza los ésteres de colesterol y las uniones éster de los TAG. • La fosfolipasa A2, a diferencia de las anteriores, se secreta como proenzima. Hidroliza fosfolípidos.

Triglicéridos Ester de colesterol Fosfolípido

Monoglicéridos Acido graso

Acido graso

Lipasa lingual Y pancreática

Colesterol Acido graso

Hidrolasa éster de colesterol

Lisolecitina

Acido graso

Fosfolipasa A2

Luz Célula epitelial del intestino delgado Sangre

ATP

Na+

K

Na

Dipéptido Y tripéptidos

Amino- ácidos

peptidasa

Na

Aminoácidos

Los productos finales de la digestión de lípidos son monoglicéridos, ácidos grasos, colesterol, lisolecitina y glicerol. Para ser absorbidos, los productos hidrófobos (todos menos glicerol) deben formar micelas. Absorción de lípidos.

1. Los productos de la digestión de lípidos se solubilizan en la luz intestinal formando micelas mixtas (con aspecto de disco). La capa más interna de la micela se compone de ácidos biliares, que son antipáticos (los fosfolípidos también).

2. En la membrana apical los lípidos se liberan de la micela y se difunden siguiendo su gradiente de concentración hacia el LIC. Los ácidos biliares permanecen en la luz intestinal.

3. En las células epiteliales, los lípidos son reesterificados para volver a formar: TAG, ésteres de colesterol y fosfolípidos.

4. Los lípidos reesterificados se unen con apoproteínas para formar quilomicrones. Las apoproteínas son indispensables para la absorción de quilomicrones.

5. Los quilomicrones permanecen empaquetados sobre el aparato de Golgi para luego ser liberados por exocitosis en la membrana basolateral hacia los capilares linfáticos. La circulación linfática conduce los quilomicrones al conducto torácico que los vierte en la sangre.

Anomalías de la absorción y digestión de lípidos.

Cualquier interferencia en la absorción de los lípidos produce esteatorrea. • Insuficiencia pancreática. Las enfermedades del páncreas exocrino dan lugar a secreción deficiente de

enzimas pancreáticas, entre ellas las que digieren lípidos. • Acidez del contenido duodenal. Si el HCO3

- de las secreciones pancreáticas no neutraliza de manera adecuada el quimo ácido que llega al duodeno, las enzimas pancreáticas se inactivan. Esto puede ocurrir por: (a) la secreción excesiva de H+ en el estómago (síndrome de Zollinger-Ellison), o (b) la secreción insuficiente de HCO3

- en el jugo pancreático por trastornos del páncreas exocrino ( se produce finalmente esteatorrea).

• Deficiencia de ácidos biliares. Interfiere con la capacidad para formar micelas. Esta deficiencia puede ocurrir por la disminución de la reserva total de ácidos biliares como producto de la resección del íleon.

Luz Célula epitelial del intestino delgado Sangre

Acidos biliares

Acidos biliares

Acidos biliares

Acidos biliares

Col

MG

LisoPL

AGL

Col

MG

LipoPL

AGL

AGL AGL AGL

ColE TG FL

FL

Apo B

ColE TG

Quilomicrón

Linfa (conducto Torácico) Exoc

FL

FL

FL

FL

Mecanismo de absorción de los lípidos en el intestino delgado

Micela

(Col, colesterol; CoIE, colesterol éster; AGL, ácidos grasos libres; LisoPL, lisolecitina; MG, Monoglicéridos; FL, fosfolípidos; TG, triglicéridos; Apo B, lipoproteína *).

FL

1

2

3

4 5

• El crecimiento bacteriano excesivo reduce la eficacia de las sales biliares porque las desconjuga, formando ácidos biliares. Los ácidos biliares, por ser liposolubles, se absorben antes de alcanzar el íleon, cuando aún no concluye la formación de micelas y la absorción de lípidos.

• Disminución del número de células intestinales encargadas de la absorción. En enfermedades como el esprue tropical o la enteropatía inducida por gluten el número de células epiteliales intestinales se reduce, por lo que también se reduce la absorción de lípidos.

• Insuficiencia para sintetizar apoproteína. La incapacidad de sintetizar apoB causa abetalipoproteinemia. En esta afección no se forman quilomicrones, lo que disminuye la absorción de lípidos hacia la sangre.

Vitaminas.

Las vitaminas actúan como coenzimas o cofactores. Debido a que no se sintetizan en el cuerpo, deben formar parte de la dieta. Vitaminas liposolubles.

Son las vitaminas A, D, E y K. Por ser liposolubles, estas vitaminas se procesan de la misma manera que los lípidos de la dieta (forman micelas y quilomicrones). Vitaminas hidrosolubles.

Incluyen las vitaminas B1, B2, B6, B12, biotina, ácido fólico, ácido nicotínico y ácido pantoténico. Con excepción de B12, son absorbidas mediante un cotransporte dependiente de Na+ en el intestino delgado.

La absorción de la vitamina B12 requiere de factor intrínseco y ocurre en los siguientes pasos: (a) la vitamina B12 de la dieta se libera de los alimentos; (b) la vitamina B12 se une a proteína R de los jugos salivales; (c) las proteasas pancreáticas descomponen la proteína R y transfieren la vitamina B12 al factor intrínseco, y (d) el complejo vitamina B12 –factor intrínseco se desplaza hacia el íleon donde es absorbido por un mecanismo de transporte específico.

La pérdida de las células parietales secretoras de factor intrínseco como consecuencia de una gastrectomía origina un déficit de absorción de vitamina B12 que, a largo plazo, podría causar anemia perniciosa. Calcio. La absorción de calcio depende de la forma activa de la vitamina D, 1,25-dihidroxicolecalciferol que se forma en los túbulos proximales del riñón gracias a la acción de la 1-α-hidroxilasa. La acción del 1,25-dihidroxicolecalciferol en la homeostasis del calcio es promover la absorción de Ca2+ desde el intestino delgado e inducir la síntesis de proteína de unión a Ca2+ dependiente de vitamina D en las células epiteliales intestinales.

En niños, la absorción inapropiada de Ca2+ produce raquitismo y en adultos osteomalacia. Hierro. El hierro se absorbe en el intestino delgado como hierro libre (Fe2+) o como hierro hem. En el LIC, las enzimas lisosomales digieren el hierro hem, produciendo hierro libre. Éste se une en seguida a apoferritina y se trasporta a través de la membrana basolateral hacia la sangre. En la circulación, el hierro se une a transferían, que lo conduce hasta sus sitios de almacenamiento en el hígado.

LÍQUIDO INTESTINAL Y TRANSPORTE DE ELECTROLITOS. Juntos, los intestinos delgado y grueso absorben casi 9 L de líquidos al día, los que son el resultado de la suma del líquido proveniente de los alimentos (2 L) más el volumen combinado de las secreciones gastrointestinales. De esto, la mayor parte se absorbe, y los 100-200ml restantes se excretan por las heces. Un trastorno de los mecanismos de absorción puede provocar diarrea, la que puede afectar tanto al agua total del cuerpo como al equilibrio electrolítico.

La permeabilidad de las uniones estrechas entre las células epiteliales determina si el líquido y los electrólitos se desplazan por la vía paracelular o la celular. Las uniones del intestino delgado son “laxas” y permiten el desplazamiento paracelular. Absorción intestinal. El primer paso de este proceso es la absorción de soluto seguida por absorción de agua. El absorbato (líquido absorbido) es siempre isoosmótico. Yeyuno. Es el principal sitio de absorción de Na+ del intestino delgado. El Na+ entra a las células epiteliales del yeyuno acoplado a cotransportadores de monosacárido-Na+, cotransportadores de Na+-aminoácidos e intercambio de Na+-H+ de la membrana apical. Luego, el Na+ es expulsado por medio de la Na+-K+ ATPasa. El origen del H+ es CO2 y H2O intracelular. Ileon. Contiene mecanismos de transporte iguales a los del yeyuno más un mecanismo de intercambio de Cl--HCO3

- en la membrana apical y un transportador de Cl- en la membrana basolateral. El H+ se libera en la luz del intestino por medio del intercambiador de Na+-H+ y también lo hace el HCO3

-en la luz a través de un intercambiador de Cl--HCO3

-. En el íleon hay absorción neta de NaCl. Colon. La membrana apical contiene canales de Na+ y K+ para la absorción de Na+ y la secreción de K+. La aldosterona induce la síntesis de canales de Na+, lo que incrementa la absorción de Na+ (y secreción de K+). En las células principales del colon se presenta incluso secreción de K+ dependiente de la tasa de flujo. Secreción intestinal. Las células epiteliales que revisten las criptas intestinales secretan líquido y electrólitos.

La membrana apical de las criptas contiene canales de Cl-. La membrana basolateral posee la Na+-K+ ATPasa y un cotransportador de Na+-K+-2Cl-. Este cotransportador lleva Na+, K+ y Cl- al interior de las células procedente de la sangre. El Cl- difunde a través de los canales de Cl- de la membrana apical hacia la luz y es seguido por Na+ y agua.

Los canales de Cl- habitualmente están cerrados, pero pueden abrirse en respuesta a la interacción entre ACh y VIP con un receptor basolateral (mecanismo mediado por cAMP).

En enfermedades como el cólera, la adenilciclasa sufre estimulación máxima y la secreción por las células de las criptas también, por lo que los mecanismos de absorción son superados y se presenta la diarrea. Diarrea. La pérdida rápida de grandes volúmenes de líquido extracelular en el tubo digestivo puede ocasionar enfermedades graves o la muerte.

En la diarrea, la pérdida de líquido extracelular diminuye el volumen del LEC y del LIV y reduce la presión arterial hasta más allá de lo que puede ser compensado por el organismo si la pérdida es demasiado importante.

Además, hay pérdida de electrólitos específicos en el líquido diarreico, en particular HCO3- (lo que

produce acidosis metabólica hiperclorémica), y K+ (que produce hipopotasemia). Las causas de la diarrea incluyen disminución de la superficie de absorción, diarrea osmótica y diarrea secretora.

Disminución de la superficie de absorción. La menor superficie de absorción, la infección e inflamación del intestino delgado, reducen la absorción y provocan diarrea. Diarrea osmótica. La diarrea osmótica se debe a la presencia de solutos no absorbibles en la luz del intestino. Por ejemplo, esto ocurre en la deficiencia de lactasa. Diarrea secretora. La diarrea secretora se debe a la secreción excesiva de líquido por las células de las criptas. La principal causa es el crecimiento excesivo de bacterias enterohepáticas como Vibrio cholerae o Escherichia coli. Las toxinas bacterianas como la toxina del cólera se unen a receptores sobre la membrana apical de las criptas. La activación de estos receptores conduce a la activación irreversible de adenilciclasa, lo que aumenta la secreción intestinal al mantener abiertos los canales de Cl-.

Redactado por:

Jaime Hernández

Javiera León

2009