Sistema Digestivo

Fisiología

La digestión humana incluye dos procesos:

1.-Digestión Mecánica

Consiste en triturar los alimentos, mezclar las partículas resultantes con los jugos digestivos y conducirlos por los órganos de la digestión.

Se realiza mediante la masticación y los movimientos peristálticos de los diferentes órganos.

• La masticación se define como el conjunto de movimientos de la cavidad bucal que tienen como fin ablandar, triturar, moler, rasgar y cortar los alimentos y mezclarlos con la saliva.

La mezcla de la saliva con el alimento o insalivación, se produce con el fin de:

2. Disolver los alimentos. Esto permite apreciar el sabor y reconocer la existencia de cualquier sustancia extraña, tóxicos, irritantes , etc...

3. Lubricar los alimentos. Facilitando la deglución.

4. Iniciar la digestión de algunos hidratos de carbono.

5. Acción bactericida por efecto de la lisozima.

6. Mantener la humedad en la cavidad bucal.

• El volumen diario de saliva es de 1 a 1,5 litro. Existe una secreción de saliva basal, que se llega a multiplicar por 4 al ingerir alimentos.

• El mayor volumen secretor procede de las glándulas parótidas, seguidas por las submaxilares.

El control de la secreción salival, se realiza mediante estímulos:

1.-Extra orales: visión u olor de la comida

2.-Estímulos orales: la ingestión

3.-Estímulos nerviosos.

• La deglución es el proceso por el cual, el alimento se mezcla con la saliva (bolo alimenticio) y consta de una fase bucal, una fase faríngea, y una fase esofágica.

En el esófago se producen contracciones activas del músculo esofágico.

Estas contracciones son de 3 tipos:· Peristaltismo primario: Se produce tras la deglución,

como consecuencia de la relajación del esfínter esofágico superior. Esta contracción es más rápida con alimentos líquidos y calientes, que en el caso de sólidos y fríos.

· Peristaltismo secundario: Originado por la distensión local del esófago.

· Peristaltismo terciario: Muy débiles.

El esfínter esofágico inferior, tiene como principal función evitar que el contenido del estomago vuelva al esófago. Este esfínter suele estar cerrado y se abre para dar paso al bolo alimenticio.

2.-Digestión Química

• Incluye los cambios en la composición química de los alimentos durante su viaje por el tracto GI.

• Hidrólisis: proceso químico en el que un compuesto luego de unirse al agua se fragmenta en compuestos más sencillos.

Enzimas• Enzima = catalizador orgánico.

Compuesto que acelera o disminuye la velocidad de una reacción y no aparece entre los productos finales.

Las enzimas digestivas actúan en el medio extracelular.

Las enzimas digestivas son todas extracelulares.

Propiedades de las Enzimas Digestivas• Son específicas• Funcionan óptimamente a un pH específico.

Si cambia el pH cambia la configuración de la molécula.

4. La mayoría de ellas catalizan una reacción en ambos sentidos. La acumulación de un producto hace más lenta la reacción y tiende a revertirla

6. Son destruidas o eliminadas continuamente en el organismo aunque no se consuman durante la reacción que catalizan.

7. La mayoría de ellas son sintetizadas como proenzimas inactivas

Digestión de los Carbohidratos

• La mayoría de los carbohidratos en los mamíferos se obtienen de la dieta, entre estos se encuentran polisacáridos como el almidón, la celulosa y dextrinas y disácaridos como la sacarosa o azúcar de mesa que está formada por una molécula de glucosa y otra de fructosa.

• La función más importante de la saliva es humedecer y lubricar el bolo alimenticio.

• Desde el punto de vista digestivo es importante por contener la amilasa salival o ptialina, enzima que hidroliza diversos tipos de polisacáridos.

• El pH de la saliva es cercano a la neutralidad, por lo que en el estómago esta enzima se inactiva totalmente, de manera que los carbohidratos no sufren modificaciones de importancia en este órgano.

La composición de la saliva es la siguiente:

• Agua 96%

• Moco, de efecto lubricante.

• Iones (sodio/potasio/cloro/fosfato/bicarbonato/calcio)

• Enzimas: amilasa salival o ptialina (inicia la digestión de los carbohidratos), Lisozima (destructora de bacterias).

Todo ello le otorga un pH de 6.3-6.8.

• Los polisacáridos son hidrolizados a disacáridos por amilasas de la saliva (ptialina) y del jugo pancreático.

• Las que catalizan el paso final de disacáridos a mono son: sacarasa, lactasa y maltasa. Estas enzimas se localizan en la membrana de las células de las vellosidades que tapizan la luz intestinal.

• Es en el intestino donde los disacáridos y los polisacáridos deben ser hidrolizados en sus unidades monoméricas para poder atravesar la pared intestinal y pasar así al torrente sanguíneo para llegar a las células e ingresar al interior para ser utilizados en cualquiera de las funciones en que participan (energética, de reconocimiento, estructural o como precursor de otras moléculas).

• En el duodeno se vierte el jugo pancreático que contiene entre otros muchos elementos, amilasa pancreática (Su pH óptimo es de 7.1 y rompe al azar los enlaces alfa,1-4 del almidón)

La reacción de hidrólisis, consiste en el rompimiento de uniones covalentes por medio de una molécula de agua.

La hidrólisis de un enlace glucosídico se lleva a cabo mediante la disociación de una molécula de agua.

El hidrógeno del agua se une al oxígeno del extremo de una de las moléculas de azúcar; el OH se une al carbono libre del otro residuo de azúcar.

El resultado de esta reacción, es la liberación de un monosacárido, dos si la molécula hidrolizada fue un disacárido o bien el polisacárido-1, dependiendo de la molécula original.

Existe una gama de enzimas hidrolasas que específicamente rompen a los disacáridos en sus monosacáridos

correspondientes.Disacárido Hidrolasa Monosacáridos Tipo de enlace

resultantes que hidroliza

maltasa

Maltosa + H2O 2 D-Glucosa (α1-4)

lactasa Lactosa + H2O D-glucosa + D-galactosa (β1-4)

sacarasa

Sacarosa + H2O D-glucosa + D-fructosa (α1-2)

trehalasa

Trehalosa + H2O 2 D-Glucosa (α1-α1)

• Una vez que los polisacáridos han sido hidrolizados y se encuentran en solución en la sangre, deben ser transportados al interior de las células para su utilización.

• La degradación de la celulosa en los mamíferos es imposible, no existen los sistemas enzimáticos para tal proceso.

• En los rumiantes (presentan un rumen o ciego muy desarrollado), la flora intestinal compuesta principalmente de bacterias y protozoarios, degrada por medio de celulasas que liberan celobiosa (unidad disacárida de la celulosa).

• En los humanos la celulosa da cuerpo al bolo fecal y estimula la motilidad intestinal por lo tanto, actúa como laxante.

• La cascarilla molida de Psyllium plantago es la mas utilizada como escobilla intestinal. Un bajo consumo de fibra cruda, proveniente de frutas y vegetales, se ha correlacionado con la aparición de cáncer de colon.

Absorción de los Hidratos de Carbono

• La velocidad de absorción de los diferentes monosacáridos por el intestino delgado es variable.

• Un valor aproximado es de 1 gramo / Kg de peso corporal / hora

• Los sistemas por los cuales estos nutrientes atraviesan el interior celular, van desde la simple difusión en donde la absorción depende de la concentración de carbohidratos en la luz intestinal, el proceso no consume energía; hasta el transporte activo que ocurre en contra de los gradientes de concentración, por tanto es dependientes de energía.

• En el primer caso se absorbe fructosa y en el segundo galactosa y glucosa . El transporte de la glucosa es simultáneo con iones Na+, cada molécula tiene un sitio de reconocimiento en el transportador.

• El ión viaja a favor del gradiente de concentración por lo que obliga la entrada de la glucosa. El Na+ es expulsado mientras que la glucosa parte va al torrente sanguíneo y parte es fosforilada.

Digestión de la glucosa

• La glucosa, es transportada al interior celular por medio de proteínas específicas que facilitan el transporte localizadas en la membrana celular. Estas proteínas, reconocen a la glucosa y a otras aldohexosas, e incrementan la velocidad del paso de glucosa hacia adentro o afuera de la célula, según sean las necesidades energéticas del organismo. Cuando el organismo se encuentra en reposo, los carbohidratos no utilizados inmediatamente, son introducidos al interior celular para almacenarse en forma de glucógeno en los animales o almidón en los vegetales.

• En condiciones de alta demanda energética -ejercicio- primeramente se utilizan las reservas internas de las células y posteriormente, en el caso de los animales, el hígado que es el órgano de almacenamiento de carbohidratos, secreta glucosa al torrente sanguíneo para mantener la glucemia en niveles normales.

• La glucosa es el combustible más común en los sistemas vivientes.

• Puede ser considerada como de origen exógeno i.e. los alimentos que al ser digeridos producen glucosa, ej. hidrólisis de la sacarosa, azúcar de mesa

• o bien de origen endógeno, cuando proviene del glucógeno o cualquier otro precursor previamente almacenado en hígado y músculo.

De acuerdo al tejido al que pertenezca, la glucosa sigue diferentes caminos:

• En el MÚSCULO, la glucosa se fosforila para dar glucosa-6-fosfato. Cuando la célula tiene altas concentraciones de ATP, i.e. estado de reposo, el exceso de glucosa forma glucógeno; en la situación contraria, la glucosa se degrada en la glucólisis produciendo ácido pirúvico.

• En condiciones de baja concentración de O2, se transforma en ácido láctico que sale al medio extracelular por difusión.

• En condiciones aerobias, la glucosa se oxida hasta CO2 y agua.

El destino de la glucosa en hígado, esta regulada por:

A.- la concentración de glucosa en sangre:• Si es elevada y los niveles de ATP son

suficientes, forma glucógeno, principal medio de almacenamiento de glucosa.

• Si es baja, el glucógeno es degradado por la glucógeno fosforilasa produciendo glucosa-1-fosfato, que se isomeriza a glucosa-6-fosfato, en músculo generalmente sigue el camino de la glucólisis y en hígado se hidroliza a glucosa y fosforo inorgánico. La glucosa sale del hepatocito a la circulación para mantener la glucemia en niveles normales.

B.- los requerimientos energéticos de la célula.

• cuando los niveles de energía son elevados, en el reposo, se transforma a UDP-glucosa y se almacena como glucógeno.

• cuando la concentración de ATP disminuye, en condiciones de alta demanda energética, el glucógeno es degradado por la glucógeno fosforilasa, produciendo glucosa-1-fosfato, ésta es isomerizada a glucosa-6-fosfato y entra a la glucólisis produciendo ácido pirúvico, que se descarboxila para originar acetil-CoA, que en el ciclo de Krebs se degrada hasta CO2.

En TEJIDO ADIPOSO: • Cuando la concentración de glucosa en sangre

es elevada, ésta ingresa al adipocito, en donde se transforman en acetil-CoA, que se utiliza en la síntesis de ácidos grasos los cuales se almacenan en forma de triacilglicéridos en las vacuolas como combustible de reserva.

• Cuando se requiere de energía, el adipocito moviliza sus acúmulos de triacilglicéridos por medio de lipasas. Los ácidos grasos son liberados a la circulación para que puedan ser utilizados por otros tejidos. Esta respuesta es acelerada por la epinefrina que modula positivamente a la triacilglicerol lipasa.

• La ingestión de carbohidratos aumenta la concentración de glucosa en sangre, lo cual estimula a las células β de los islotes del páncreas y produce la liberación de insulina.

• Esta hormona favorece el transporte de glucosa al interior celular disminuyendo su concentración en sangre.

• El receptor de insulina, es una enzima que se localiza en todas las membranas celulares de los mamíferos.

• Los procesos que se llevan a cabo en la digestión y el transporte de carbohidratos, evento fundamental para la subsistencia de cualquier animal, están altamente regulados, por lo cual cualquier anomalía en ellos se verá reflejada en la mayoría de los casos en una enfermedad como la diabetes mellitus.

Digestión Proteica• Las proteínas son moléculas muy grandes

formadas por cadenas (en algunos casos) de cientos de aminoácidos. Plegadas o rotadas.

• Las proteasas las degradan a compuestos intermedios (proteosas y péptidos) y por último a aminoácidos.

• Las principales son: pepsina del jugo gástrico, tripsina del jugo pancreático y las peptidasas del borde en cepillo intestinal.

• La mayoría de los aminoácidos ingeridos en la dieta de los vertebrados, se hallan principalmente en forma de proteínas.

• Los aminoácidos sólo pueden incorporarse a las rutas metabólicas en forma libre por ello, las proteínas y péptidos ingeridos en la dieta, son hidrolizados primeramente por enzimas proteolíticas en el tracto gastrointestinal.

• Estas enzimas son secretadas por el estómago, páncreas e intestino delgado.

• La digestión de proteínas comienza en el estómago.

• La entrada de proteínas al estómago estimula la secreción de gastrina, la cual a su vez estimula la formación de ClH; esta acidez actúa como un antiséptico y mata a la mayoría de los entes patógenos que ingresan al tracto intestinal.

• Las proteínas globulares se desnaturalizan a pHs ácidos, lo cual ocasiona que la hidrólisis de proteína sea más accesible.

• En el estómago, la pepsina es secretada en forma de pepsinógeno por las células de la mucosa gástrica.

• El pepsinógeno se convierte en pepsina, proceso que es favorecido por el pH ácido del jugo gástrico.

• La pepsina no es muy específica, hidroliza los enlaces en los que intervienen aminoácidos aromáticos, aunque también lo hace donde hay Met y Leu.

• El producto de la catálisis de esta enzima son péptidos de tamaño variable y algunos aminoácidos libres.

• A este tipo de proteasa, se le denomina endopeptidasa para diferenciarla de las enzimas que cortan desde cualquiera de los extremos de la cadena que se denominan exopeptidasas.

• A medida que los contenidos ácidos del estómago pasan al intestino delgado, se dispara la síntesis de la hormona secretina a la sangre.

• Esta enzima estimula al páncreas para secretar bicarbonato en el intestino delgado para neutralizar el pH alrededor de 7.0.

• A la entrada de los aminoácidos en la parte superior del intestino (duodeno) se libera la hormona colecistocinina, que estimula la liberación de muchas enzimas pancreáticas cuya actividad catalítica se realiza entre 7 y 8 unidades de pH.

• El jugo pancreático secretado al intestino delgado aporta los zimógenos de tripsina, quimotripsina, tripsinógeno, carboxipeptidasas A y B y elastasa.

• La pancreatitis, condición dolorosa y a menudo fatal, se caracteriza por la activación prematura de proteasas secretadas por el páncreas.

• Como resultado de la acción de la pepsina en el estómago seguida de la acción de las proteasas pancreáticas, las proteínas se convierten en péptidos cortos de diversos tamaños y aminoácidos libres.

• Los péptidos se degradan para dar aminoácidos libres por acción de las peptidasas de la mucosa intestinal.

• Los aminoácidos libres resultantes, son excretados al torrente sanguíneo, de ahí alcanzan el hígado en donde tiene lugar la mayoría del metabolismo ulterior, incluida su degradación.

• La velocidad de degradación de proteínas en una célula varía con su estado nutricional y hormonal.

• En estado de ayuno prolongado, las células aumentan la velocidad de degradación de sus proteínas para obtener los esqueletos carbonados para mantener los procesos metabólicos indispensables.

Digestión de las grasas• Las grasas deben ser emulsionadas, para poder

ser digeridas, por las sustancias presentes en la bilis (lecitina y sales biliares).

• Las principales enzimas para digerir las grasas son las lipasas pancreáticas, hay una lipasa lingual y una gástrica pero no tienen un efecto tan importante.

• Los triglicéridos son degradados a ácidos grasos, monoglicéridos y glicerol.

• Los fosfolípidos se degradan por acción de las fosfolipasas en ácido graso libre y una lisofosfátide (cabeza de fosfolípido con una cola con un solo ácido graso.

• La acción de las lipasas es facilitada por la colipasa una coenzima del jugo pancreático

Secreciones

• Se incluyen entre éstas a:– Secreción de Saliva– Jugo Gástrico

– Bilis– Jugo Pancreático– Jugo Intestinal

Saliva

• H2O: contribuye a formar el quimo.

• Amilasa

• Lipasa• Bicarbonato

La saliva es ligeramente alcalina.

Jugo Gástrico• Células Principales o cimógenas: secretan

pepsinógeno (precursor de la pepsina que es la pincipal enzima gástrica) y una enzima de menor importancia: la lipasa gástrica o tributirinasa (hidroliza triglicéridos de cadena corta)

• Células parietales u oxínticas: en ella se sintetiza ClH, que participa en la conversión del pepsinógeno en pepsina, y factor intrínseco que interviene en la absorción de vitamina B12 para la producción de eritrocitos.

• Células Mucosas: secretan moco• Células G: secretan gastrina (cerca del antro pilórico)

• Los jugos gástricos están compuestos por agua (98%), sales, ácido clorhídrico, mucoproteínas, enzimas proteolíticas, factor intrínseco, secreciones endocrinas (no en el jugo).

• Dentro de estas sustancias destacamos el ClH (ácido clorhídrico), secretado por las células gástricas parietales, mantiene el pH necesario, ablanda la fibrina y el colágeno, controla el paso de bacterias al intestino y estimula la secreción de secretina, estimulador a su vez de la secreción pancreática y biliar.

Existen tres vías fundamentales por las que se estimula la secreción ácida.

• Por vía paracrina actúa la histamina• Por vía endocrina la gastrina

• Por vía neurocrina actúa la acetilcolina.

Estas tres sustancias liberan mensajeros que estimulan las células parietales.

• A su vez existen inhibidores de esta secreción, como son la presencia de CLH y de grasas en el duodeno.

• A la salida del estomago existe el esfínter pilórico, cuya función es dejar paso a las sustancias pequeñas que abandonan el estomago e impedir el paso a las partículas grandes que son impulsadas de forma retrógrada para que continúe su digestión.

Jugo Pancreático

• Es secretado por los acinos pancreáticos.• Contiene: H2O, tripsinógeno (que se activa

por la enzima enterocinasa) y así la tripsina activa a la quimotripsina y otras enzimas que digieren proteínas, también activa a diversas lipasas, nucleasas y amilasas.

• Las células del conducto pancreático producen bicarbonato sódico

BilisEs una mezcla de sustancias producidas por el hígado y

almacenadas y concentradas en la vesícula biliar.

Contiene:

3. Lecitina y sales biliares, éstas forman una cubierta hidrófila alrededor de las gotitas de grasa haciéndolas hidrosolubles y permitiendo que se muevan con libertad en el quimo.

4. Bicarbonato.

5. Sustancias de deshecho para ser eliminadas con las heces: colesterol, pigmentos biliares (bilirrubina) y productos de detoxificación.

La bilirrubina es el producto de la hemólisis.

• La bilis se forma en el hígado y es una mezcla de agua y sales biliares, que primero se concentran y acumulan en la vesícula biliar, y desde allí es secretada al duodeno por el estímulo de una hormona denominada Colecistoquinina (CCK).

• Mediante sus propiedades emulsionantes, la bilis facilita y permite la digestión y posterior absorción de todas las grasas ya sean simples o compuestas (ácidos grasos, fosfolípidos, colesterol y vitaminas liposolubles).

Jugo Intestinal

Solución mucosa ligeramente básica (pH 7,6)

Enzimas del borde en cepillo: • Dextrinasa, maltasa, sucrasa y lactasa

• Aminopeptidasas y dipeptidasas• Nucleosidasas y fosfatasas

El Proceso Digestivo

Las glándulas digestivas exócrinas comienzan a secretar cuando hay comida en el tracto GI o cuando olemos o imaginamos.

La secreción de saliva está controlada por mecanismos reflejos, estímulos químicos, mecánicos, olfativos y visuales inician los impulsos aferentes a los centros del tronco encefálico que envían a su vez impulsos eferentes a las glándulas salivales.

Digestión en el estómago

El estímulo de la secreción gástrica tiene lugar en 3 fases.

• Fase Cefálica o psíquica: centros del BR activados por pensamientos u olores y fibras eferentes del vago conducen impulsos hasta las glándulas gástricas. También se estimula la secreción de gastrina que estimula a su vez la secreción del estómago.

• Fase Gástrica: los productos de la digestión proteica que llegan a la porción pilórica del estómago y la distensión gástrica promueven la secreción de gastrina.

• Fase Intestinal: las secreciones gástricas se inhiben cuando el quimo aparece en el duodeno. Esto ocurre por reflejos endócrinos mediados por el PIG, la secretina y la cck-pz.

El peristaltismo lleva el bolo hacia el estómago donde se mezcla con las secreciones gástricas. La digestión química se inicia en la porción media del estómago, el alimento se torna semilíquido y es atacado por las enzimas.

El quimo ácido del estómago pasa lentamente a través del píloro hacia el duodeno y allí se mezcla con la bilis proveniente del hígado para completar su digestión duodenal.

Peristltismo

La mayoría de los procesos digestivos se completan en el duodeno y el resto de las funciones del intestino delgado se llevan a cabo durante la absorción de los nutrientes.

Casi todo el proceso absortivo es realizado en el yeyuno e íleon.

Control de la secreción pancreática

La secretina estimula la secreción de un líquido pobre en enzimas pero rico en bicarbonato y

La CCK-PZ estimula la secreción rica en enzimas e inhibe la secreción de ClH por el estómago y estimula la contracción de la vesícula biliar.

• El intestino delgado es el órgano principal y fundamental para la absorción de todas las sustancias que llegan a su interior.

• Su longitud y su característica disposición de las glándulas (con sus respectivas células) con su revestimiento velloso en forma de criptas, produce una superficie absortiva de aproximadamente 250 metros cuadrados.

Esta enorme superficie, permite la absorción o pasaje de todo el contenido intestinal diario.

Se considera que aproximadamente se absorben:

3. varios cientos de gramos diarios de monosacáridos

4. 100 o más gramos de lípidos

5. otros tantos de aminoácidos

6. y unos 7 a 8 litros de agua.

• La absorción de un nutriente no es otra cosa que el pasaje del mismo desde la luz intestinal, hacia la circulación general.

• Este pasaje se realiza a través de las células del epitelio intestinal, entre ellas o por los canalículos linfáticos.

• El pasaje se realiza tanto en forma pasiva (para algunos nutrientes) como con participación activa con gasto de energía (para otros).

Piense usted lo que sucede, por ejemplo, cuando toma un vaso de leche.

La leche está constituida en un 95% por agua y el resto por hidratos de carbono, proteínas, grasas, vitaminas y minerales. Cuando llega al estómago comienza su digestión y se completa en el duodeno, en este nivel todos sus elementos están separados, agua, nutrientes, vitaminas y minerales y como tales se absorben a través de ese epitelio cada uno por el lugar que le corresponde y pasan a la circulación general, de allí al hígado para redistribuir esos nutrientes a todos los órganos y sistemas para cumplir sus funciones.

Mecanismos de Absorción

• Ósmosis: Agua

• Transporte Activo: Na, Mg, K, Ca, I, Fe, aminoácidos, glucosa, galactosa, fosfato.

• Difusión facilitada: fructosa

Eliminación

• Expulsión de los residuos de la digestión.

• La formación de las heces es la principal función del colon.

• La defecación es un reflejo desencadenado por la estimulación de los receptores de la mucosa rectal.

• El recto suele estar vacío hasta que el peristaltismo de masa traslada la materia fecal del colon al recto que se distiende y se produce el deseo de defecar. También estimula el peristaltismo colónico que relaja el esfínter interno. Si se inhibe voluntariamente, los receptores rectales se deprimen y la urgencia se pospone hasta que actúe nuevamente el peristaltismo de masa.