Download regulación del sistema gastrointestinal

SISTEMA
GASTROINTESTINAL
ANATOMÍA FUNCIONAL Y
PRINCIPIOS GENERALES DE
REGULACIÓN
SISTEMA GASTROINTESTINAL
El tracto gastrointestinal (GI) está constituido por un conjunto de
vísceras huecas y sólidas especializadas en el procesamiento
secuencial de los alimentos para garantizar la salud.
• BOCA Y OROFARINGE: pica la comida en trozos, la lubrica,
e inicia la digestión de grasas y carbohidratos.
• ESÓFAGO: Conducto hacia el estómago.
• ESTÓMAGO: Almacena la comida, inicia la digestión por
agitación de la comida y la secreción de proteasas y ácido.
• INTESTINO DELGADO: Continúa la digestión y es el
principal sitio de absorción de nutrientes.
•INTESTINO GRUESO: Reabsorbe fluidos y electrolitos y
almacena el bolo fecal antes de su eliminación.
SISTEMA GASTROINTESTINAL
continuación
Las glándulas accesorias incluyen: las
salivares, el páncreas y el hígado.
• PÁNCREAS: Secreta enzimas digestivas y
bicarbonato.
• HÍGADO: Secreta la bilis, importante para la
digestión de las grasas.
• VESÍCULA BILIAR: Almacena la bilis.
COMPONENTES DEL
SISTEMA
GASTROINTESTINAL
(GI)
El tracto gastrointestinal es un tubo
hueco dividido en los siguientes
segmentos funcionales:
• Boca
• Faringe
• Esófago
• Estómago
• Duodeno
• Yeyuno intestino delgado
• Íleon
• Colon
intestino grueso
• Recto
• Ano
Asociadas con el tubo digestivo hay
estructuras glandulares de
terminaciones ciegas y que son
invaginaciones de las capas que
recubren el tubo.
Hay también órganos glandulares
unidas al tubo digestivo por ductos
(glándulas salivares y páncreas).
Anatomía general del Sistema
Gastrointestinal y su división
en segmentos funcionales
PROCESO DIGESTIVO
• El procesamiento de los alimentos requiere de
tránsito, digestión, absorción, almacenamiento y
excreción. La asimilación de los alimentos requiere
de digestión y absorción.
• La anatomía y la histología de los diferentes
segmentos interactúa integralmente.
• El tránsito de los alimentos es un proceso complejo
de movimientos musculares altamente regulados
cuya función es exponer los alimentos a las
diferentes fases de: digestión, absorción,
almacenamiento y excreción.
• Función general del tracto gastrointestinal es
la de absorber nutrientes y eliminar productos
de desecho.
• Principales procesos fisiológicos que ocurren
en el tracto gastrointestinal:
Motilidad, Secreción, Digestión,
Absorción, Excreción.
• Tubo largo y hueco comunicado con el
ambiente exterior del cuerpo: vulnerable a
microorganismos infecciosos. Sistema de
defensa con células inmunes. Órgano
inmune más grande del cuerpo.
• La ingestión de los alimentos estimula
múltiples repuestas de tipo endocrino,
neural y paracrino que en conjunto regulan
el proceso alimentario.
• La digestión requiere la secreción de
líquidos y electrolitos, de anticuerpos y de
enzimas a nivel de la boca, del estómago,
del páncreas, de las vías biliares y del
intestino delgado.
• El tracto GI participa también en funciones
de excreción, de balance hidro-electrolítico,
de barrera y de inmunidad.
• Motilidad: Motilidad de la pared muscular del tracto para
mover el contenido a lo largo del tubo digestivo y mezclar la
comida con las secreciones.
• Secreción: Secreciones asociadas a órganos (enzimas,
detergentes biológicos y iones que proporcionan un ambiente
intraluminal óptimo para la digestión y la absorción).
• Digestión: Modificación química y física del alimento de
manera que se pueda absorber en las células epiteliales del
intestino.
• Absorción: Absorción de nutrientes y agua a la circulación.
También absorción de drogas administradas por vía oral o
rectal.
• Excreción: El tracto GI almacena y excreta sustancias de
desecho provenientes de los materiales de comida ingeridos y
también excreta productos del hígado como colesterol,
esteroides y metabolitos de drogas (todos comparten
propiedades comunes de ser moléculas liposolubles).
FUNCIONES DEL SISTEMA DIGESTIVO
•
•
•
•
Digestión
Secreción
Absorción
Motilidad
ORGANIZACIÓN GENERAL DE LAS
CAPAS QUE COMPONEN LA PARED
DEL TRACTO GASTROINTESTINAL
ESPECIALIZACIÓN CELULAR (1)
• Mucosa: Capa más interna del tracto GI
1. Epitelio: capa simple de células especializadas que
bordean el tracto GI y forma una capa continua a lo largo
del tubo con las glándulas y órganos que drenan su
contenido a la luz del tubo digestivo.
Células epiteliales especializadas:
• enterocitos expresan muchas proteínas importantes
para digestión y absorción.
• Células enteroendocrinas que contienen gránulos
secretores que liberan péptidos y aminas para ayudar a
la función GI. Células en la mucosa gástrica producen
protones y células a través de todo el tracto GI que
producen mucina (glicoproteína) para lubricar.
COMPARACIÓN DE LA
MORFOLOGÍA DEL
EPITELIO DEL INTESTINO
DELGADO Y DEL COLON
El área superficial del epitelio está
arreglada en vellos y criptas.
Vellosidades: proyecciones en
forma de dedos que aumentan el
área superficial de la mucosa.
Criptas: invaginaciones o dobleces.
El epitelio que bordea el tracto
gastrointestinal se renueva
continuamente y se reemplaza a
partir de células en división. Las
células proliferativas están en las
criptas donde hay una zona
proliferativa de las células madre
intestinales.
ESPECIALIZACIÓN CELULAR (2)
• Mucosa: Capa más interna del tracto GI
2. Lámina propia: está inmediatamente por debajo del
epitelio y consiste de tejido conectivo laxo que
contiene colágeno y fibras de elastina. Esta lámina es
rica en varios tipos de glándulas y contiene vasos
linfáticos y nódulos, también capilares y fibras
nerviosas.
3. Músculo de la mucosa: Es la capa más interna y
delgada del músculo liso intestinal. Cuando se ve al
endoscopio, la mucosa presenta pliegues y crestas
causadas por las contracciones de la mucosa
muscular.
ESPECIALIZACIÓN CELULAR (3)
• Submucosa: Capa siguiente más interna.
Compuesta ante todo de tejido conectivo laxo con fibras de
colágeno y elastina. En algunas partes del tracto GI se presentan
glándulas (invaginaciones o pliegues de la mucosa). En esta capa
se encuentran los troncos nervioso más grandes, vasos sanguíneos
y linfáticos y uno de los plexos del sistema nervioso entérico, el
plexo submucoso (plexo de Meissner).
• Capas Musculares: capa muscular externa o muscular
propia consta de dos capas de músculo liso:
1. Capa muscular circular interna: orientada en circunferencia.
2. Capa muscular longitudinal, orientada a lo largo del eje
longitudinal
3. El plexo mientérico (plexo de Auerbach): Entre las capas
musculares está el otro plexo nervioso del sistema nervioso
entérico.
ESPECIALIZACIÓN CELULAR (4)
Los dos plexos nerviosos, el de la submucosa y el de las capas
musculares, conforman el Sistema Nervioso Entérico (SNE):
integra las actividades motoras y secretoras del sistema GI. Si
los nervios simpáticos y parasimpáticos que inervan el
intestino se cortan, muchas de las actividades continúan debido
a que el SNE las controla directamente.
• Serosa. Serosa o adventicia es la capa más externa
del tracto GI:
Células mesoteliales escamosas. Es parte del mesenterio que
bordea la superficie de la pared abdominal y suspende los
órganos dentro de la cavidad abdominal.
Las membranas mesentéricas secretan un fluido viscoso que
ayuda a lubricar los órganos abdominales de manera que el
movimiento de éllos pueda ocurrir en la medida en que las
capas musculares se contraen o relajan.
LA PARED DEL TRACTO INTESTINAL
Visión macroscópica de la pared del duodeno
LA PARED DEL TRACTO INTESTINAL
Visión microscópica de la pared del colon
REGULACIÓN DEL SISTEMA
GASTROINTESTINAL - 1
•
Los mecanismos de apetito y saciedad a nivel del
hipotálamo regulan el hábito alimentario.
•
La regulación GI resulta de las interacciones entre influencias
neurales y hormonales sobre células efectoras que
mantienen actividades propias.
•
El eje cerebro-intestino es un sistema bi-direccional que
controla la función GI a través del sistema nervioso
autónomo, las hormonas GI, y el sistema inmune.
•
Los neurotransmisores que regulan la función epitelial y
motora son: acetilcolina, péptidos y aminas bio-activas.
REGULACIÓN DEL SISTEMA
GASTROINTESTINAL - 2
•
El tracto GI está inervado por el sistema nervioso autónomo
el cual está compuesto por tractos nerviosos que son
extrínsecos (parasimpático y simpático) e intrínsecos al
tracto (plexos nerviosos).
•
El sistema nervioso entérico (SNE) es un mini cerebro con
neuronas sensoriales, interneuronas y neuronas motoras.
•
La acetilcolina es uno de los mayores neurotransmisores
excitatorios, y el oxido nítrico (NO) y el péptido vaso
activo intestinal (VIP) dos de los neurotransmisores
inhibitorios.
•
La serotonina y la somatostatina son dos neurotransmisores
importantes de las interneuronas intrínsecas.
MECANISMOS REGULADORES DEL
TRACTO GASTROINTESTINAL - 3
El tracto GI tiene períodos de quiescencia
(entre las comidas) y períodos de actividad
intensa después de la ingesta de comida
(período posprandial). Por consiguiente
detecta y responde en forma apropiada a la
ingesta de alimento y también responde con
mecanismos apropiados de acuerdo con el
tipo de macronutrientes de la comida. Se
comunica con los órganos asociados (p.e.
páncreas) y hay señalización desde las
partes proximales a las distales y viceversa.
Tres tipos de mecanismos de control: AEndocrina, B- paracrina y C - neural.
A-REGULACIÓN ENDOCRINA:
Células enteroendocrinas (CEE), células sensoriales
de estímulos mecánicos y químicos, abiertas a la luz
del tracto. Secretan hormonas y péptidos regulatorios
desde gránulos secretores, que viajan por el torrente
sanguíneo a células “blanco” con receptores
específicos ya sea en el tracto GI o en estructuras
glandulares como páncreas. Hay CEE del tipo cerrado
que no tienen su membrana en contacto con la
superficie luminal del intestino. Son parecidas a la
eneterocromafínicas y se llaman ECL que secretan
histamina.
B - REGULACIÓN PARACRINA:
Una célula sensorial, a menudo CEE, que secreta el
mensajero o péptido regulador al espacio intersticial
para actuar en una célula cercana. Las células que
reciben influencia de agentes paracrinos son de
diversos tipos a lo largo del tracto GI (células de
músculo liso, enterocitos absorbentes, células
secretoras de glándulas u otras células
enteroendocrinas).
Micrografía electrónica de una célula
endocrina del tipo abierto en el tracto
GI. Note las microvellosidades en la
proyección apical y los gránulos
secretores en la porción basolateral.
C- REGULACIÓN NEURAL DE LA FUNCIÓN
GASTROINTESTINAL
Dos grupos de nervios: el sistema nervioso extrínseco y el
sistema nervioso intrínseco.
• Sistema Nervioso Extrínseco: inervan el tracto GI pero
los cuerpos celulares de las neuronas están por fuera de
la pared del tubo digestivo. Son parte del sistema
nervioso autónomo (SNA).
• Sistema Nervioso Intrínseco o también Sistema
nervioso entérico (SNE) que tiene los cuerpos celulares
dentro de la pared del tubo digestivo (los plexos
submucoso y mientérico).
Control neural jerárquico de la función gastrointestinal
Los estímulos del tracto GI provenientes de una comida (por ej:
estímulos osmóticos, químicos o mecánicos) activarán tanto las vías
sensoriales (aferentes) intrínsecas como las extrínsecas que a su vez
activarán las vías reflejas neurales, intrínsecas y extrínsecas.
LA REGULACIÓN EXTRÍNSECA
DEL TRACTO
GASTROINTESTINAL consiste de
dos subdivisiones del sistema nervioso
autónomo: A) Inervación
parasimpática: vía nervio vago
(esófago, estómago vesícula biliar,
páncreas primera porción de intestino,
ciego y parte proximal de colon) y
nervios pélvicos (parte distal de colon y
región anal-rectal además de otros
órganos pélvicos que forman parte del
tracto GI. B) Inervación simpática: Es
a través de cuerpos celulares en la
médula espinal y fibras que terminan en
los ganglios prevertebrales
(mesentéricos celíaco, superior e
inferior).
LA REGULACIÓN
INTRÍNSECA O SISTEMA
NERVIOSO ENTÉRICO:
Dos plexos que son
colecciones de cuerpos
celulares nerviosos (ganglios) y
sus fibras, todo originándose en
la pared del intestino: El plexo
mientérico entre las capas
musculares longitudinal y
circular y el plexo submucoso
en la submucosa. Hay neuronas
aferentes, interneuronas y
eferentes similares a la parte
extrínseca del SNA.
SISTEMA NERVIOSO ENTÉRICO
En la figura anterior se muestra una representación
esquemática del SNE y sus circuitos.
A. Plexo submucoso (Meissner) localizado entre la
mucosa muscular y el músculo circular de la mucosa
externa. El plexo mientérico (Auerbach) localizado
entre las capas circular y longitudinal de la capa
muscular externa. Además de estos dos plexos que
tienen ganglios hay otros (plexo mucoso, muscular
profundo y terciario).
B. El SNE consiste de neuronas sensoriales,
interneuronas y neuronas motoras. Algunas señales
sensoriales viajan centralmente desde el SNE.
Ambas divisiones del SNA (parasimpático y
simpático) modulan el sistema nervioso entérico
SNE.