Fisiología Gastrointestinal

Sistema Digestivo

• El sistema digestivo provee nutrientes y vitaminas a través del transporte de alimentos, secreción de jugos digestivos, digestión y absorción.
• Requiere circulación sanguínea para transportar sustancias absorbidas y control nervioso y hormonal para funcionar.

Anatomía Fisiológica de la Pared Gastrointestinal

• Capas de la pared intestinal (externa a interna): serosa (excepto adventicia en el estómago), muscular lisa longitudinal y circular, submucosa y mucosa.
• La mucosa presenta pliegues para aumentar la superficie de absorción y fibras musculares lisas (muscular de la mucosa) para funciones motoras.
• Las fibras musculares lisas se organizan en haces unidos por uniones de hendidura, permitiendo la transmisión rápida de potenciales de acción.

Actividad Eléctrica del Músculo Liso Gastrointestinal

• El músculo liso gastrointestinal exhibe actividad eléctrica continua y lenta con dos tipos de ondas.
• Las ondas lentas, dependientes de canales de Na lentos, determinan el ritmo de contracción (3-12/minuto, 15mV).

Factores que Afectan el Potencial de Membrana

• Despolarización: estiramiento del músculo, acetilcolina (parasimpático), nervios parasimpáticos y hormonas gastrointestinales.
• Hiperpolarización: adrenalina, noradrenalina y nervios simpáticos.

Control Nervioso Gastrointestinal

• El sistema nervioso entérico (SNE), ubicado en la pared gastrointestinal, regula los movimientos y secreciones.
• Está compuesto por dos plexos.

Plexos del Sistema Nervioso Entérico

• Mientérico (de Auerbach): entre capas musculares lisas longitudinal y circular.
  • Controla los movimientos gastrointestinales, especialmente la contracción.
• Submucoso (de Meissner): en la submucosa.
  • Controla la secreción, el flujo sanguíneo y la motilidad.
• El SNE puede funcionar independientemente, pero es modulado por los sistemas nerviosos simpático y parasimpático.

Diferencias entre Plexos Mientérico y Submucoso

• Mientérico: aumenta el tono, la intensidad y frecuencia de contracciones, la velocidad de conducción y la rapidez de ondas peristálticas.
  • Las fibras secretan transmisores inhibidores (polipéptidos intestinales vasoactivos) que relajan esfínteres y músculos.
• Submucoso: regula la secreción intestinal, la absorción local y la contracción del músculo submucoso.

Control Autónomo del Tracto Digestivo

• La estimulación parasimpática aumenta la actividad del SNE.
  • Craneal: fibras del nervio vago inervan esófago, estómago, páncreas y en menor medida el intestino.
  • Sacra: se origina en segmentos sacros de la médula espinal, inerva la mitad distal del intestino grueso hasta el ano.
• La estimulación simpática inhibe la actividad del tubo digestivo (fibras de T5 a L2).
  • Las terminaciones simpáticas liberan noradrenalina, inhibiendo la actividad digestiva.

Fibras Aferentes Sensitivas

• Se originan en la mucosa intestinal y son estimuladas por irritación, pH alterado, distensión o sustancias químicas.
• Transmiten señales que excitan o inhiben movimientos/secreciones intestinales.
• El 80% de las fibras vagales son aferentes,transmitiendo señales sensitivas al bulbo raquídeo, que luego envía señales vagales de retorno.

Neurotransmisores Secretados por Neuronas Entéricas

• Acetilcolina, noradrenalina, ATP, serotonina, dopamina, colecistoquinina, VIP, sustancia P, somatostatina, metencefalina y bombesina.

Control Hormonal de la Motilidad Gastrointestinal

• Gastrina: estimula la secreción de ácido gástrico y el desarrollo de la mucosa gastrointestinal.
• Colecistoquinina: estimulada por proteínas, grasas y ácidos, producida por el yeyuno, estimula la secreción de bilis y inhibe la motilidad gástrica.
• Secretina: estimulada por ácidos y grasas, secretada en el duodeno, estimula la secreción de pepsina y bicarbonato, e inhibe levemente la motilidad del tubo digestivo.
• Péptido Inhibidor Gástrico: estimulado por grasas, secretado en el intestino delgado, estimula la liberación de insulina e inhibe la motilidad gástrica.
• Motilina: estimulada por grasas y ácidos, estimula la motilidad gástrica e intestinal.

Tipos de Movimientos Gastrointestinales

• Peristaltismo: movimientos de propulsión que desplazan los alimentos a una velocidad adecuada para la digestión y absorción.
  • Estimulado por la distensión del tubo digestivo, irritación del revestimiento epitelial y el sistema nervioso parasimpático.
• Mezcla: mantiene el contenido intestinal mezclado, varía según la región del tubo digestivo.
  • Los esfínteres favorecen la mezcla al retener el contenido en un órgano.

Circulación Esplénica

• El flujo sanguíneo del sistema digestivo pasa por el intestino, bazo, páncreas y la vena porta al hígado.
• La sangre pasa por sinusoides hepáticos y desemboca en la vena hepática hacia la vena cava inferior.
• La circulación esplénica es funcional, no tan nutricia.
• El intestino delgado presenta microvascularización para la absorción.

Regulación de la Microvascularización

• Secreción de sustancias vasodilatadoras (Ej: colecistoquinina).
• Estimuladores de secreción en la pared (Ej: Bradicinina).
• Reducción de la concentración de oxígeno (vasoconstricción).
• Parasimpático (favorece la circulación y absorción) y simpático (efecto contrario).
• Es vulnerable a isquemias.

Ingestión de Alimentos

• La comida se mantiene en cada parte del sistema digestivo por un tiempo determinado para su procesamiento y absorción.

Masticación

• Tritura los alimentos para facilitar la acción de las enzimas digestivas.
• Depende del quinto par craneal (trigémino).

Deglución

• Fase voluntaria en la cavidad bucal, fase involuntaria en la faringe y esófago.
• Reflejo iniciado cuando el bolo alimenticio llega a la faringe.
• La epiglotis cierra la laringe para evitar el paso de alimentos a las vías respiratorias.
• El centro de la deglución se encuentra en el bulbo y protuberancia, regulado por los pares craneales V, IX, X y XI.

Etapa Esofágica Involuntaria

• Movimientos peristálticos primarios (continuación de la onda faríngea) y secundarios (iniciados por restos alimenticios).
• Las ondas primarias duran de 8 a 10 segundos, y se produce la relajación del esfínter esofágico inferior.

Regulación de la Función Motora del Estómago

• Almacena grandes cantidades de comida, mezcla los alimentos con secreciones gástricas para formar el quimo, y vacía lentamente el quimo al intestino delgado.
• Factores que activan el vaciamiento gástrico: distensión del estómago y gastrina.
• Factores que inhiben el vaciamiento gástrico: reflejos enterogástricos, distensión duodenal, acidez, osmolaridad, productos no digeridos en el duodeno y hormonas (colecistoquinina, secretina).

Movimientos del Intestino Delgado

• Contracción de mezcla (segmentación): distensión de la pared produce contracciones que mezclan el quimo con jugos intestinales.
• Contracción de propulsión (peristaltismo): ondas peristálticas empujan el quimo hasta la válvula ileocecal (3-5 horas).

Control del Peristaltismo en el Intestino Delgado

• Aumenta después de una comida debido a la llegada del quimo al duodeno, el reflejo gastroentérico y factores hormonales (gastrina, CCK, insulina, motilina, serotonina).
• Hormonas que inhiben la motilidad: secretina y glucagón.

Motilidad del Colon y Recto

• Funciones del colon son la absorción de agua y electrolitos y el almacenamiento de heces.
• La mitad proximal absorbe; la distal almacena.
• Los movimientos son más lentos que en el intestino delgado.
• Se produce mezcla y la propulsión se da se da por los reflejos gastrocolico y duodenocólico.
• Aldosterona: favorece la absorción de cloruro de sodio y agua.

Defecación

• El movimiento de masa lleva las heces al recto, produciendo el deseo de defecar.
• Contracciones del recto y relajación de esfínteres anales (interno de músculo liso, externo de músculo estriado).
• Reflejos parasimpáticos aumentan las ondas peristálticas y relajan el esfínter anal interno.

Funciones Secretoras del Tubo Digestivo

• Glándulas secretoras producen enzimas digestivas (boca a íleon distal) y moco (boca a ano).

Secreción de Jugos Intestinales

• Glándulas salivales: 1 L/día, pH 7.
• Estómago: 1.5 L, pH 1-5.
• Páncreas: 1 L, pH 8.
• Bilis: 1 L, pH 8.
• Intestino delgado: 1.2 L, pH 8.
• Glándulas de Brunner: 200 ml, pH 9.
• Colon: 200 ml, pH 8.
• El colon absorbe la mayoría de los jugos, y tiene escasa función secretora.
• Se secretan 6.7 L y se reabsorben.
• La secreción y reabsorción son independientes a la ingesta.

Tipos de Glándulas en el Sistema Digestivo

• Mucosas: células caliciformes, secretan moco.
• Criptas de Lieberkühn.
• Tubulares: estómago y duodeno.
• Anexas: salivales, páncreas e hígado.

Propiedades del Moco

• Adhesión de alimentos a pliegues, protección, lubricación, formación del quimo.
• Resistencia a las enzimas digestivas.

Estimulación de la Secreción Glandular

• Parasimpático: favorece la secreción.
• Simpático: frena la actividad de las glándulas.
• Entérico: estímulo local.
• Estómago y duodeno: regulación hormonal (colecistoquinina).

Mecanismo de Secreción

• Transporte activo de nutrientes desde la sangre a las células glandulares.
• Mitocondrias: forman ATP.
• RE y Golgi: sintetizan sustancias orgánicas secretadas.
• Ribosomas del RER: forman proteínas secretadas.
• Vesículas de secreción: almacenan hasta recibir señales para expulsar el contenido.

Secreción Salival

• Glándulas salivales: parótida, submaxilares, sublinguales, menores o bucales.
• Composición de la saliva: K, bicarbonato, ptialina, mucina, IgA y amilasa salival.
• La secreción salival es de hasta 1,5 L, y es rica en K y bicarbonato. Contiene ptialina, que actúa en la digestión de los almidones, y mucina, que se encarga de la lubricación y protección de la superficie.
• Inicia la hidrólisis de los glúcidos.
• Nervios parasimpáticos (sabores y tacto) y área del apetito del encéfalo.
• Reflejos originados en estómago e intestino (irritación o náuseas).
• Estimulación simpática aumenta menos que la parasimpática.
• El aporte sanguíneo de las glándulas aumenta las secreciones salivales.

Secreción Gástrica

• Hidrólisis, pH ácido para la acción enzimática.
• Glándulas oxínticas (ácido, pepsinógeno, factor intrínseco y moco) y pilóricas (moco y gastrina).

Secreción de las Glándulas Oxínticas

• Células mucosas del cuello (moco).
• Células pépticas (pepsinógeno -> pepsina).
• Células parietales (ácido clorhídrico y factor intrínseco, gran cantidad de mitocondrias).
• Factores que estimulan la secreción gástrica: acetilcolina, gastrina e histamina.

Secreción de Ácido Clorhídrico

• Bomba de hidrógeno-K-ATPasa.
• Acetilcolina: estimula la secreción de pepsinógeno, ácido clorhídrico y moco.
• Gastrina e histamina: estimulan la secreción de ácido por células parietales.
• Formación por 3 pasos: -Disociación del agua, intercambio K por H impulsado por ATP. -Bombeo al exterior, formación de bicarbonato a partir de CO2 (anhidrasa carbónica). -Transporte de líquido extracelular e intercambio de iones Cl para formar ácido clorhídrico.

Secreción Pancreática

• Acinos: liberan enzimas digestivas y bicarbonato.
• Jugo pancreático: se verte por el conducto colédoco hacia el duodeno (ampolla de Vater).
• Aumenta con quimo en el intestino delgado.
• Insulina: secretada por islotes de Langerhans directamente a la sangre.

Enzimas Digestivas Pancreáticas

• Proteolíticas: tripsina, quimiotripsina, carboxipolipeptidasa, elastasa (secretadas inactivas).
• Amilasa pancreática: degrada carbohidratos.
• Lipasa pancreática: degrada lípidos.
• Las más importantes son: Proteolíticas: tripsina, quimiotripsina, carboxipolipeptidasa, elastasa, todas se sintetizan en sus formas inactivas (Ej: tripsinógeno), Amilasa pancreática se encarga de degradar a los carbohidratos, forma disacáridos y algunos trisacáridos y Lipasa pancreática, colesterol esterasa, fosfolipasa C, se encarga de degradar los lípidos.

Estímulos para la Secreción Pancreática

• Acetilcolina (SNP, vago).
• Colecistoquinina (mucosa duodeno/yeyuno).
• Secretina (mucosa duodenal/yeyunal).
• Acetilcolina y colecistoquinina estimulan la producción de enzimas pancreáticas.
• Secretina estimula la secreción de bicarbonato sódico.
• Gastrina: señaliza la llegada de ácido desde el estómago.

Funciones de la Colecistoquinina

• Sintetizada en el yeyuno en respuesta a grasas. Produce contracción de la vesícula biliar para la expulsión de la bilis e inhibe parcialmente la motilidad gástrica. Estimula la liberación de enzimas pancreáticas.

Funciones de la Secretina

• Sintetizada en el duodeno y en yeyuno, en respuesta al ácido gástrico. Busca equilibrar el pH. Inhibe la motilidad gástrica. Se estimula la secreción de bicarbonato pancreático y biliar.

Funciones del Péptido Inhibidor Gástrico (PIG)

• Sintetizado en duodeno y yeyuno. Ayuda a la colecistocinina. Inhibe la motilidad del estómago para que no haya vaciamiento cuando hay alimento en la primera porción del duodeno.

Funciones de la Gastrina

• Sintetizado a nivel del intestino delgado y secreta ácido gástrico. Aumenta el crecimiento de la mucosa. Estimula la actividad de la bomba

Secreción Intestinal

• Glándulas de Brunner: secretan moco alcalino en respuesta a estímulos táctiles o irritantes, estimulación vagal y secretina.
  • Protegen la pared duodenal del jugo gástrico y contienen bicarbonato.
• Criptas de Lieberkühn: secretan moco (células caliciformes) y agua/electrolitos (enterocitos).

Enzimas Digestivas en el Intestino Delgado

• Enterocitos: peptidasas (péptidos -> aa), sacarasa, maltasa, isomaltasa y lactasa (disacáridos -> monosacáridos), lipasa intestinal (grasas neutras -> glicerol + ácido graso).

Digestión de H. de C

• Ptialina salival (hidroliza el almidón a maltosa, bloqueada por el pH ácido del estómago).
• Alfa amilasa pancreática (similar a la ptialina, pero más potente).
• Enzimas de la mucosa intestinal (lactasa, sacarasa, maltasa y alfa dextrinasa, descompones disacáridos en monosacáridos).

Digestión de Proteínas

• Pepsina (activa a pH 2-3, inactiva a pH > 5, sólo inicia la digestión).
• Enzimas pancreáticas (tripsina, quimiotripsina, carboxipolipeptidasa y elastasa).
• Enzimas de enterocitos (aminopolipeptidasa y dipeptidasas).

Digestión de Grasas

• Lipasa lingual (< 10%).
• Emulsión (sales biliares y lecitina en el duodeno).
• Lipasa pancreática (principal).
• Enterocitos: del intestino delgado contienen lipasa intestinal

Digestión de Colesterol y Fosfolípidos

• Colesterol esterasa (esterol colesterasa) y fosfolipasa A2.

Absorción Gastrointestinal

• Absorción total: 8-9 l (1.5 l ingeridos + 7 l secreciones).
• Estómago: poca absorción (alcohol, fármacos liposolubles, iones, ácidos grasos simples).
• Intestino delgado: mayor absorción.

Superficie Absortiva del Intestino Delgado

• Pliegues de Kerckring (duodeno y yeyuno).
• Vellosidades.
• Microvellosidades (borde en cepillo).

Mecanismos de Absorción

• Transporte activo.
• Difusión (simple o facilitada).
• Arrastre por solvente.

Absorción de Agua

• Difusión a través de la membrana intestinal o espacios intercelulares (osmosis).

Absorción de Iones

• Na: transporte activo (cotransporte Na-glucosa, Na-aa, contratransporte Na-H).
• Aldosterona: potencia la absorción de Na.

Absorción de Hidratos de Carbono

• Monosacáridos (glucosa, galactosa, fructosa).
• Transporte activo secundario (glucosa y galactosa).
• Difusión facilitada (fructosa).

Absorción de Proteínas

• Péptidos, tripéptidos, aa libres.
• Cotransporte de sodio como fuente de energía.

Absorción de Grasas

• Se disuelven en las micelas biliares y penetran los monogliceridos y acidos grasos en el quimo.
• Micelas liberan monoglicéridos y ácidos grasos a los enterocitos.
• En el REL, se forman triglicéridos que se incorporan a quilomicrones.
• Quilomicrones viajan por el conducto linfático.

Formación de Heces

• 1.5 l de quimo pasa al intestino grueso.
• Absorción de agua y electrolitos en el colon (capacidad de hasta 6 l).
• Las heces contienen solo 100 ml de agua.
• División funcional del colon: absorbente y de almacenamiento.
• Composicion: ¾ de H2O, ¼ sólida formada por 30% bacterias muertas, 30% productos no digeridos y componentes secos de los jugos digestivos, como pigmentos biliares o células epiteliales desprendidas, 10/20% grasa, 10%20% materia inorganica y un 2%/3% proteínas.

Hígado

• Glándula mixta (endocrina y exocrina), la más voluminosa.
• Unidad funcional: lobulillo hepático (50-100k, forma hexagonal, vena central).
• Espacio porta: tríada portal (arteria hepática, vena porta, conductillo biliar).
• Sinusoides: filtran la sangre entre los hepatocitos.

Funciones del Hígado

• Vascular (almacenamiento y filtración).
• Metabólica.
• Secretora y excretora de bilis.
• Función vascular de almacenamiento: baja resistencia al flujo, capacitancia del 10% del volumen sanguíneo total (reservorio).
• Filtración: células de Kupffer (macrófagos) en sinusoides.

Función Metabólica del Hígado

• Metabolismo de H. de C: almacenamiento de glucógeno, interconversión de azúcares, gluconeogénesis.
• Metabolismo de proteínas: deaminación de aa, formación de urea, síntesis de proteínas plasmáticas.
• Metabolismo de grasas: beta oxidación de ácidos grasos, síntesis de colesterol, fosfolípidos y lipoproteínas.

Otras Funciones del Hígado

• Almacenamiento de vitaminas A, D y B12.
• Formación de factores de coagulación (fibrinógeno, protrombina y factores VII, IX, X).
• Almacenamiento de hierro (ferritina).
• Eliminación de fármacos y hormonas.

Secreción Biliar

• Producida por hepatocitos, almacenada en la vesícula biliar y liberada al duodeno (colecistoquinina y relajación del esfínter de Oddi).
• Las sales biliares se encargan de solubilizar lípidos y vitaminas liposolubles ingeridos y facilitan su digestión y absorción

Circulación Enterohepática de las Sales Biliares

• 94% de las sales biliares se reabsorben por la vena porta.
• Formación de sales biliares: colesterol en hepatocitos (2 gr/día).
• En el hígado se produce filtración y almacenamiento de sangre, se metabolizan los H. de C, proteínas, grasas, hormonas y compuestos químicos. Se forma la bilis y es un depósito de hierro y vitaminas. También se produce la síntesis y almacenamiento de factores de coagulación.