Clase 5: gastrointestinal.Organización y control de sistema digestivo, motilidad. En su organización se presentan esfínteres, por ejemplo, en el esófago está el esfínter esofágico superior (UES), esfínter esofágico inferior (LES), que va a permitir cerrar la parte superior del estómago y el esfínter pilórico que va a permitir cerrar la parte inferior del estomago. Hay una conexión entre boca, esófago, estomago en intestino y salen glándulas anexas que son el hígado, el páncreas y el riñón que van a dar a un mismo conducto que es el esfínter de Oddi. El sistema gastrointestinal va a tener la digestión del alimento, la digestión de los productos de ese alimento, secreciones hacia el lumen gastrointestinal y además luego de la digestión, los productos van a ser absorbidos o reabsorbidos hacia la sangre. Además de la digestión, el tracto sirve como almacenamiento de ciertas secreciones y nutrientes. También está la absorción de estos. Hay 2 tipos de drenajes: - Drenaje venoso a la circulación portal (hígado). Drenaje linfático (absorción de sustancias liposolubles) y se conecta con el drenaje venoso a nivel del conducto torácico. Regulacion del TGI - Endocrina: algunas células van a secretar hormonas al torrente sanguíneo para que actúen sobre otras células que estén más lejanas. Neurocrina: a pesar de que hay células marcapasos en el TGI igual hay regulación del sistema nervioso simpatico y para simpatico. Paracrina: algunas células van a secretar alguna hormona que va a actuar sobre las ceulas vecinas. Inervación del tubo digestivo Está dada por el sistema nervioso autónomo, que se divide en 2 regulaciones (extrínseca e intrínseca). La intrínseca está estrechamente relacionada con el sistema nervioso entérico. La inervación extrínseca va a estar dada por el sistema nervioso autónomo donde la regulación parasimpática actúa como excitador nervio vago (X) y nervio pélvico. La regulación simpática actúa como inhibidor (de T8-L2). La inervación intrínseca va a estar dada por plexos. Plexo mientérico (ppalmente regula movilidad). Plexo submucoso (ppalmente regula la secreción y el flujo sanguíneo). Recibe la información aferente desde quimio y mecanorreceptores, por lo que va a recibir info. mecánica y química y en base a eso se va a activar la inervación intrínseca. Plexo mienterico y plexo submucoso están conectados entre sí y a su vez reciben inervación del sistema simpático y parasimpático. El plexo simpatico desde el plexo mienterico superior e inferior va a traer información hacia el plexo mienterico submucoso y este al epitelio y de ahí van a salir aferencias sensoriales a lugares como la medula espinal y el tronco del encéfalo. El nervio vago principalmente irá a inervar la parte del esófago, el estómago, intestino delgado y parte del colon. El nervio pélvico va a inervar principalmente… Inervación simpática es principalmente postganglionar porque primero hubo relevo en el plexo celiaco mesentérico superior e inferior para luego llegar a la zona del intestino, estomago, esófago. La inervación sale de la parte torácico lumbar. Antes de que el alimento llegue al estómago, todo lo que tiene que ver con el olor del alimento, la apariencia del alimento, lo que escuche uno que diga otra persona del alimento o los recuerdos que me traiga éste va a empezar a desencadenar una respuesta del sistema gastrointestinal. Eso va a estar relacionado con los sentidos especiales que va a mandar información al centro superior y de ahí al complejo vago-dorsal. Y a su vez voy a tener terminales nerviosas que son quimiosensitivas y esas van a mandar información al s. nervioso entérico. El s.n. entérico va a estar en constante comunicación con el nervio vago y van a empezar a estimular tanto el estomago como intestino, páncreas, vesícula biliar, etc. Y van a regular también el cierre de los esfínteres. Van a regular distintas secreciones y además regulan el abre y cierre de esfínteres para que las secreciones puedan salir al lumen del TGI. Motilidad gastrointestinal Se refiere a la contracción y relajación de las paredes y esfínteres del tubo digestivo. En algunos tramos del tubo digestivo, el alimento se va a mover a través de la contracción y relajación de sus paredes. En algunas partes, el epitelio esta formado por células endocrinas capaces de secretar hormonas y muchas veces producen unos pequeñps tubulos que son glándulas endocrinas que nunca superan la profundidad de la mucosa y tienen función tanto endo como exocrina. Esas células pueden secretar sustancia para células que están cercanas y tmb pueden secretar hormonas que se pueden liberar hacia el lumen gastrointestinal. En algunas ocasiones se pueden formar ductos que atraviesen todo el TGI, eso va a hacer que se unan las glándulas que están mas cercanas como el hígado o la vesícula biliar con el TGI. Ahí generalmente voy a tener un esfínter que va a estar regulado para que se abra o se cierre según la secreción que se quiera liberar. De las capas musculuras, está la circular y la longitudinal El musculo circular puede ir acortándose a pequeños segmentos, y como se acorta reduce el diámetro del segmento. Entonces, se corta un pedazo y se contrae, se relaja el siguiente. provoca un movimiento de licuadora, porque el alimento se v a amover contra las paredes del TGI, lo que va a favorecer la ruptura mecánica del alimento. El musculo longitudinal puede contraerse y relaje, pero cuando lo haga va a generar una onda hacia adelante movimiento que permite que el alimento avance por el tubo digestivo. Esto es lo que se conoce como contracciones peristálticas (m. longitudinal), segmentadas (m.circular). Estos movimientos se dan por ejemplo en el esófago. Para que las células del TGI se contraigan debe haber una estimulación que haga que se contraiga. Se debe variar el potencial de membrana de manera de generar una cierta despolarización. Las células del musculo liso están inervadas por las células de cajal que son capaces de generar ondas lentas (-50 y -40 mV). Es como el marcapaso del TGI. Eso es lo que permite tener un potencial de membrana que no sea estable asi es mas fácil generar sobre ese potencial de membrana (de ondas lentas) una despolarización y una contracción. Contantemente las células presentan oscilaciones en el potencial de membrana que se conoce como potencial de reposo, a pesar de que no hay una actividad motora. Cuando esas ondas lentas reciben algún tipo de estimulación porque hay alimento empujando la pared, o porque hay secreción de acetilcolina porque hubo algún estimulo cuando olí el alimento, o hay secreción parasimpática: sobre esas ondas lentas se van a generar espigas que van a permitir que se produzcan contracciones musculares, es decir, actividad motora. Esas mismas ondas lentas también son capaces de hiperpolarizarse si estimulo con efectos contrarios, y hacer que las ondas lentas se hagan cada vez más lentas. Cuando hay onda lenta en el potencial de membrana de la célula del TGI, casi no hay fuerza de contracción motora. Cuando empiezan a aparecer los potenciales de acción, estos están generando distintas fuerzas en cuanto amplitus y duración de la contracción, por lo que ocurre es que hay una generación de ondas lentas por las ondas basales y sobre esas ondas basales se generan las espigas que son las encargadas de dar la señal para que se produzca la contracción muscular. Cómo funciona? Tengo las células marcapasos o las células intersticiales de cajal que producen ondas lentas. Esas ondas lentas pueden comenzar a superponerse potenciales de acción si tengo estimulación parasimpática o hiperpolarizarse si tengo estimulación simpática. Si empiezan a generarse potenciales de acción, empiezo a tener contracción muscular. Las ondas lentas no son siempre iguales en todas las porciones del TGI. Por ejemplo, son mucho más lentas en el estomago que en el duodeno es lógico porque están relacionados con la función que cumple cada porción del TGI. En el estómago, la frecuencia es de 3 ondas/min. En el duodeno donde se produce reabsorción y no digestión, 12 ondas/min. Sobre estas frecuencias es que se van a generar los potenciales de acción para generar contracción. Una vez que llega el alimento al estómago, se van a dar diferentes tipos de motilidades también, por ejemplo, va a haber una acomodación a la distensión, un proceso de reducción y propulsión, proceso de retropropulsión (dado por el pH, tamaño del alimento y las grasas) y va a haber un control del vaciamiento gástrico. Una vez que se este produciendo la digestión en el estomago, el hecho de que se siga revolviendo dentro y pase de ahí al intestino, va a estar modulado con las características mencionadas. Por ejemplo, si yo termine de digerir un alimento que tiene cierto tamaño y el pH acido del estomago ya fue relativamente neutralizado, entonces todas esas señales van a generar que se produzca un vaciamiento gástrico. Si las partículas están muy grandes, el pH está muy acido o el contenido es muy rico en grasas, yo no voy a dejar que el alimento salga del estomago por lo que inhibiré el vaciamiento gástrico y voy a hacer que el alimento vuelva hacia la parte de atrás del estomago, por lo tanto producirá una retropropulsión. Con más detalle: Lo primero que uno ve es la acomodación a la distensión. Cuando el estomago está vacío, la presión es baja. A medida que el estomago se va llenando, aunque yo incorpore alimento la presión del estomago se mantiene bastante normal hasta que supera un cierto volumen. Eso es lo que se llama acomodación a la distensión: por más que el estomago se esté distendiendo porque lo estoy llenando de comida, no aumenta su presión (no se ensancha demasiado), solo cuando llega a un volumen comienza a ensancharse un poco. eso está controlado por el nervio vago. Eso se sabe porque si se hace una vagotomía (se corta el nervio vago), inmediatamente que empiezo a llenar el estomago con comida, empieza a aumentar la presión y se pierde la acomodación a la distensión. Entonces una de las funciones del nervio es no aumentar la presión intraluminal aunque yo me esté llenando de comida. En la imagen se muestra el volumen al cual se le “avisa” al estomago que ya no puede entrar comida (en esa sensación de “no puedo comer más, estoy lleno”) 800 ml. Vaciamiento gástrico. Cuando se termina de producir la digestión en el estómago, los productos van a pasar a la primera porción del intestino y ahí va a comenzar inmediatamente la absorción de nutrientes. Algo importante que ocurre es 1) Que los nutrientes tienen que tener un cierto tamaño (alimento degradado en moléculas pequeñas que son las que pueden ser absorbidas). 2) Dentro del estomago estoy secretando HCL, por lo que hay un pH extremadamente ácido. Si se deja salir el alimento en ese pH, destruyo las paredes de intestino que no están adaptadas para ese pH, por eso hay que regularlo. 3) La emulsión de las grasas va a ocurrir en la primera parte del i .delgado y las grasas son difíciles de digerir, por lo tanto no pueden llegar ahí en porciones de grasa muy concentrada porque no se va a poder digerir. Lo que hace el estomago es que en su producto de digestión salgan de a poco las cantidades de grasa para darle tiempo al intestino para poder digerirlas. Todas estas características van a ser evaluadas al momento de vaciar el estomago. El vaciamiento gástrico está relacionado con el volumen, las propiedades y composiciones químicas del alimento. Otro de los fenómenos que se da es la retropropulsión. Entonces, cuando yo no dejo que se vacíe el estomago porque el esfínter no se abre ya que detecta mucha grasa. Qué se hace? volver como a empujarlo hacia el estómago para que de nuevo las enzimas y todas las secreciones que hay dentro del estómago hagan la digestión. Como las partículas de grasa son muy grandes y no se puede vaciar el estomago, se produce una contracción a nivel del antro del estomago y se devuelve la comida hacia el fondo del estomago y ahí se va a encontrar con toda la secreción que hubo antes y por lo tanto se va a seguir produciendo la secreción gástrica, y de nuevo va a intentar salir por el píloro. Si es de un tamaño considerable, va a poder pasar por el píloro. Si es que no puede pasar, ocurre nuevamente la contracción antral hasta que suceda el vaciamiento. La comida que queda y que no se devuelve al estomago constantemente va a intentar digerirse hasta que se vacíe el estomago. Hay cosas que van a pasar más rápido como los líquidos. En el gráfico, la solución salina se ve que se vacía muy rápido. La que es mas rica en grasa es la que va a estar mas tiempo dentro del estomago hasta que se vacíe. Funciones de la motilidad gástrica: - Avance de contenido (alimentos) a una velocidad adecuada 5 segundos= esófago aquí quiero que pase rápido para que llegue al estomago y se digiera. 36 horas= colon aca se va a absorber. - Modificación de las características físicas de los nutrientes. - Mezcla con enzimas y contacto adecuado con superficie absortiva. Intenta de que las enzimas que se secretan y el jugo gástrico llegue de forma adecuada a todas las células (como de forma homogénea). - Los esfínteres evitan el reflujo retrógrado del contenido (que el jugo gástrico no vuelva al esófago). - Mantener (en algunos segmentos) una baja población de bacterias. Cuando se incorpora el alimento a la boca, la lengua empuja el alimento hacia atrás y se produce un reflejo de deglución y lo que hace es que se cierra con la epiglotis el tracto respiratorio para que el alimento baje a través de movimientos peristálticos hacia y por el esófago. El primer tercio del esófago tiene musculatura estriada, el segundo tercio tiene musculatura lisa y el último tiene musculatura estriada y lisa. Al relajarse unas y contraerse otras se producen los movimientos peristálticos para que baje el alimento. Secreciones gastrointestinales Secreción salival Hay 3 glándulas salivales involucradas (parótida, submandibular y sublingual). La secreción salival tiene enzimas por lo que tendrá que ver con la digestión, también tiene que ver con la formación del bolo alimenticio y tendrá que ver con el gusto porque al diluir las moléculas de la comida, se activar las papilas gustativas. Pero también tiene funciones de defensa, tiene actividad antibacteriana, antiviral y antifungica. Además tiene inmunoglobulinas. También tiene funciones protectivas porque le permite a los dientes estar en contacto con sustancias que permitan la remineralizacion de los dientes. Permite también mantener la zona humedecida y por lo tanto, hace que este lubricada al llegar el alimento. Las células epiteliales que conforman las glándulas están organizadas en acinos que producen la secreción primaria que tiene características muy similares al plasma por lo que se dice que es isotónica con respecto al plasma. A medida que va avanzando esa secreción salival por el ducto, se van transformando y secretando cosas hacia el ducto y se van reabsorbiendo cosas del ducto, se forma una secreción secundaria que va a ser hipotónica con respecto del plasma y de la secreción primaria. Secreción salival primaria contiene : - proteinas ricas en prolina que colaboran con la homeostasis del Ca y la lubricación Histatina: tiene actividad antimicrobiana. - Cistatinas: inhibidor de proteinasas virales y bacterianas. Transporte de cloruro de sodio y agua hacia el interior de acino Secreción de inmunoglobulina A Secreción de lisosimas (antibacterianas) Amilasas Kalicreina: hidroliza algunas proteínas y regula el flujo sanguíneo local. Alfa-amilasa: puede romper las uniones de glucosa en polisacáridos grandes. Los acinos de las glándulas salivales, por la tanto la secreción salival, tiene inervación tanto por parasimpática como simpática. Pero principalmente es estimulación parasimpática pero hay terminales de ambos tipos. Entonces los acinos van a producir la secreción primaria que contiene agua y ciertos electrolitos (Na, K, Cl, HCO3-) en concentraciones similares al plasma, por eso es isotónica. En la imagen se ve una célula del acino que tiene un receptor para acetil-colina que es colinérgico muscarinico que son del sistema nervioso autónomo parasimpático. Qué ocurre cuando esta secreción primaria isotónica pasa a través del ducto? Se reabsorbe Na y Cl, se secreta K y HCO3- entonces va a haber menos concentración de Na y Cl que en el plasma y más concentración de K y HCO3- que en el plasma. por lo tanto la secreción secundaria es hipotónica con respecto del plasma. Además, como los ductos son impermeables a agua (hidrofobicos) se convierten en hipotónicos. Una vez que el alimento llega al estómago va a producirse la secreción gástrica y en general todas las secreciones gastrointestinales están reguladas por 3 fases: - cefálica, se relaciona con la parte del sistema nervioso gástrica, se relaciona con el estomago intestinal, se relaciona con lo que pase en el intestino. El estomago está compuesto por un fundus, un cuerpo gástrico y el antro. En el cuerpo, hay 2 tipos de células principales: las células parietales (que son las que secetan ác. clorhídrico y factor intrínseco) y las células principales o simogenicas (secretan pepsinogenos). En el antro están la células que secretan mucus y las células G o pilóricas que van a secretar gastrina a la circulación. La gastrina va a viajar por la circulación para ir a regular a las células principales y parietales (función endocrina). En el área oxíntica o fúndica están las células parietales que secretan acido clorhídrico y factor intrínseco. Este ultimo es muy importante porque es el que permite la absorción de la vitamina B12 (estimula la maduración de los globulos rojos). Las células principales secretan pepsinogeno es un zimogeno: sustancia que secreta en forma inactiva y debe sufrir una hidrólisis para convertirse en una sustancia activa. El pepsinogeno por acción del HCl se va a convertir en una pepsina que es capaz de degradar proteínas. En el antro están las células del mucus que secretaran el mucus que va a recubrir y proteger al estómago del HCl que el mismo secreta. Y también están las células G que van a secretar la gastrina que será liberada a la circulación y será una de las principales reguladoras del HCl en la secreción. Las células del mucus además producen bicarbonato. Aparecen otro tipo de células que son las células tipo enterocromafines (ELC) que son capaces de secretar histamina que es un regulador del acido clorhídrico. Las células D producen somatostatina que también son capaces de regular la secreción de HCl. Muchos de los estímulos están dados por la acetil-colina, por lo que constantemente el parasimpático está regulando. Entonces cuando uno habla de que hay una fase cefálica, se habla de la regulación que está dada por la acetilcolina en el sistema nervioso parasimpático. Regulación de la secreción del HCl: está dada por 2 fases. a) Cefálica: 30% de la secreción. b) Gástrica: 60% de la secreción. Regulación cefálica: cuando llego a mi casa con mucho hambre, abro el refrigerador y veo un pedazo de algo que se ve rico y que me recuerda de una vez que comí ese algo y que estaba muy rico, entonces antes de que yo me lleve ese pedazo de comida a la boca, el nervio vago ya está trabajando sobre las células parietales haciendo que se secrete HCl. Esta estimulación de HCl también la puedo generar con condicionamiento: yo asocio algo visual a un sonido y después quito alguna de las 2 cosas y la persona reacciona como si estuvieran las 2. Como se genera el HCl? el vago tiene terminaciones nerviosas sobre las células parietales. Entonces, cuando se estimula el nervio vago se va a liberar acetilcolina y ésta va a actuar sobre las células parietales que van a liberar HCl. A su vez el vago tiene otro terminal que da a las células G, y en vez de liberar acetilcolina, se libera un péptido que es el GRP (péptido liberador de gastrina), entonces se va a liberar gastrina que viaja a la circulación hasta las células parietales para que se secrete HCl. Huelo, veo la comida se activa el nervio vago va a activar las células parietales directamente con acetilcolina libera HCl activa la célula G a traves del GRP libera gastina que mandan a la circulación va a las parietales libera HCl TODO ESTO ANTES DE QUE INGRESE LA COMIDA. Regulación gástrica: cuando llega el alimento, se produce una distensión del estomago que es detectada por mecanoreceptores que tienen terminaciones nerviosas y liberan acetilcolina que activan a la célula G, éstas liberan gastrina. Gastrina se va a la circulación y libera más HCl. Además, a medida que se produzca la digestión, voy a empezar a tener aminoácidos o pequeños péptidos que también son capaces de activar la célula G gastrina circulación células parietales liberación de HCl. Cómo secretan las células parietales el HCl? En la membrana de la celul parietal que da hacia la sangre hay unos canales de cloro a través de los cuales el Cl sale, por lo que ahora tengo Cl en el lumen. Ahora necesito los protones. La bomba protón/K ATPasa va a enviar los protones hacia el lumen, entonces ahí se va a formar el HCl. Y como estoy sacando protones y estoy entrando K, necesito alguien que me saque el K que se está acumulando dentro, por lo que hay transportadores de K en la zona apical y en la basolateral. El agua y el CO2 que pueden entrar a la célula tranquilamente pueden unirse para formar acido carbonica a través de una enzima que es la anhidrasa carbónica. Pero el acido carbonico es altamente inestable por lo que se separa en bicarbonato y protones. Los protones son lo que se van por el transportador protón/K, el bicarbonato sirve para entrar Cl a la célula (que es el que también puede salir), entones entra bicarbonato y sale Cl. Entonces, en las células parietales que secretan acido clorhídrico hay una estimulación cefálica a través del nervio vago, directamente sobre las células parietales o indirectamente cuando el estimulo llega a las células enterocromafines que liberan histamina, y la histamina llega a las células parietales para estimular la secreción de HCl. A su vez la gastrina que se esta generando por el nervio vago, por la distensión y por los aminoácidos que se van formando gracias a la digestión en el estómago, además de actuar sobre las células parietales directamente, la gastrina también puede actuar sobre las células enterocromafines promoviendo la secreción de histamina para que éstas actúen sobre las células parietales y liberen HCl. Es un feedback positiva todo el tiempo. Cuando el pH del lumen se hace extremadamente acido hay una alta concentración de protones que es censada por las células D. Las células D liberan somatostatina que inhibe a la célula G, por lo tanto inhibe la secreción de gastrina. Y si eso pasa, se inhibe la liberación de HCl. Por ende, la somatostatina es un inhibidor de la secreción de HCl, aunque muy indirectamente. La bomba que secreta protones para la formación de HCl es inhibida por el omeprazol (remedio) que se da muchas veces cuando los antibióticos son muy fuertes. El problema de tomar omeprazol sobre mucho tiempo es que pueden crecer microorganismos porque una de las cosas que hace el HCl es mantener semiesteril el ambiente estomacal. Llega la comida: por un lado tengo un input que tiene que ver con el nervio vago, eso tiene terminaciones sobre la célula G, las enterocromafines y las células parietales. La comida se va a empezar a degradar, los aminoácidos y los péptidos también estimularan a la célula G. Todo esto va a producir liberación de gastrina que va a actuar sobre las células enterocromafines y además sobre las células parietales. Las enterocromafines van a liberar histamina que también va a actuar sobre las células parietales. Cuando haya mucha concentración de HCl, va a haber un feedback positivo sobre las células D para que secreten somatostatina que va a inhibir a las células G y además va a inhibir a las parietales y principales. Entonces, la fase cefálica va a llegar vía vago. El parasimpático va a excitar la producción de pepsina y HCl. La fase gástrica va a tener reflejos locales como la distensión, reflejos vagales por terminaciónes vagales y la estimulación gastrina-histamina. Después, va a haber una fase intestinal que va a tener un mecanismo neuronal porque también va a tener inervación parasimpática y también va a tener un mecanismo hormonal. Van a estar las células del mucus que secretaban mucus y bicarbonato. Ese bicarbonato me permite que se neutralicen los protones, por lo tanto, disminuye el efecto de los protones sobre las paredes epiteliales que recubren el estomago. Y a su vez, el mucus impide que la pepsina actué sobre las proteínas que recubren el estomago. Las células de la mucosa se pueden dañar por el cigarro, alcohol, tomar mucha aspirina, bacterias, etc. *A través del HCl el pepsinógeno se transforma en pepsina que va a actuar sobre las proteínas. A su vez, en la primera parte del intestino están las células S que son capaces de secretar secretina que viaja por a sangre y puede actuar sobre las células principales para que liberen mas pepsinógeno. Una vez que se digería la comida a nivel del estomago, la digestión gástrica va a pasar al intestino y en la primera parte del intestino hay un ducto que lleva la secreción del páncreas y la secreción de la vesícula biliar que está conectada con el hígado. Este páncreas también va a estar conformado por acinos conductos y va a generar la secreción pancreática que por un lado también esta estimulada por estimulación vagal. Cuando el producto de la digestión del estomago pase al duodeno, la concentración de acido que pase con es eproducto va a estimular a las células S a que secreten secretina y la cantidad de grasas que tenga ese producto va a estimular la secreción de una enzima que es la colecistoquinina. Tanto la secretina como la colecistoquinina van a ser liberadas al torrente sanguíneo. La secretina va a ser un estimulo para que se secrete el fluido pancreático. Secreción pancreática: contiene alta concentración de bicarbonato porque va a terminar de neutralizar el pH de lo digerido en el estomago. Además contiene enzimas de la digestión. Es de gran volumen. Cantidades de Na y K iguales que las del plasma. Concentraciones de Cl menores que las del plasma. HCO3- MAYORES que las del plasma. Tiene lipasas, amilasas y proteasas pancreáticas (enzimas de digestión). Se va a secretar en un lugar parecido al de las glándulas salivares donde hay acinos y conductor. Las células acinares son estimuladas por la CCK y la célula de los conductos es estimuladas por las secretinas. Cuando pase por el ducto se va a secretar mas HCO3- y se va a reabsorber Cl. Por eso se mantiene ISOTONICO. Este intercambio se hace a través de un transportador Cl/HCO3-. El HCO3- se mueve hacia el lumen. Los protones que entran lo hacen a través de una bomba Na/H+, y el Na se restablece a través de una bomba Na/K. La secreción pancreática va a conformarse de ciertos zimogenos que son similares al pepsinógeno (tabla). Todas son zimogenos que una vez que se activen van a ser enzimas que degradan proteínas. También contiene alfa-amilasa y contiene lipasas (que digieren lípidos principalmente). En la imagen, se ven las células del acino y del ducto pancreático, además del intestino delgado. Entonces, va a haber estimulación por un lado cefálica y por el otro lado gástrica. La estimulación cefálica a través del nervio vago va a estimular a las células G a secretar gastrina y ésta va a actuar sobre unos receptores para CCK que están sobre el páncreas va a estimular la secreción de agua y enzimas. Por otro lado la estimulación i. vagal va a tener directamente receptores en los acinos que también van a generar delgado secreción de agua y enzimas. Pero a su vez la estimulación vagal también tendrá receptores sobre las células del ducto, y éstas células lo que hacían era secretar bicarbonato , entonces iba a aumentar su concentración. Cuando el alimento pasa del estomago al duodeno, se va a activar la fase intestinal. Las células S se activan por la concentración de H+ y generan secretina. La secretina tiene receptores en la célula del ducto y hacen que se secrete bicarbonato. La cantidad de proteínas y ácidos grasos actúan sobre las células que secretan CCK y éstas actúan sobre los receptores de CCK y hacen que secreten enzimas y agua, que junto con el bicarbonato forman la secreción pancreática. Cuando la digestión del estomago pasa a la primera parte del duodeno, ahí hay unas células que son sensibles a la concentración de H+ y células que son sensibles a la concentración de proteínas y grasas. Las células sensibles a la concentración de protones (Células S) van a secretar secretina y van a estimular las células del ducto. Las que son sensibles a proteínas y ácidos grasos son las células I, secretan CCK y activan las células del acino. A través del ducto sale un líquido que es rico en bicarbonato para que neutralice a los protones. Esa secreción también tendrá proteasas y lipasas para que se terminen de degradar las proteínas y los ácidos grasos. La fase cefálica y gástrica ya se empiezan a estimular cuando la comida entra a la boca. Por el otro lado todavía tengo un problema: las grasas son difíciles de digerir e hidrolizar, entonces necesito otro tipo de secreción que me ayude con las grasas secreción biliar. Bilis: va a ser secretada en los hepatocitos y va a emerger hacia el duodeno a través del conducto biliar. Esta formada de sales biliares que son moléculas antipáticas que permiten emulsionar grasas, fosfolípidos, colesterol y pigmentos biliares. Se va a formar en el hepatocito. Va a modificar su volumen y composición en los ductos por la actividad de los colangiocitos. Se almacena en la vesícula biliar. Hepatocitossales biliares sale por el conducto biliar es modificada (iones y agua) se almacena en la vesícula biliar cuando llegue un estimulo se va a contraer la vesícula biliar para que la bilis salga se va a relajar el conducto de Oddi para que la bilis salga cuando salga se va a encontrar en el duodeno con las grasas. Que va a hacer? Va a emulsionar los lípidos y todas las moléculas que sean hidrofobicas, se va a mezclar con ellos para aumentar la superficie. Las grasas tratan de juntarse todas para evitar el agua. Si yo le meto entre medio moléculas hidrofóbicas que las separen voy a hacer que se separe un poco el acolchonamiento de moléculas hidrofobicas. Entonces las enzimas, lipasas, pueden agarrar a las grasas e hidrolizarlas sin problema. Una vez que hidrolice esa grasa, necesito captarla por las células del intestino y llevarla a los vasos linfáticos. La CCK se secreta por la cantidad de proteínas y grasas que están atravesando al duodeno, por lo tanto cuando por acá (¿?) pasen grasas, se va a secretar CCK que me estimulaba la secreción pancreática para que salieran las lipasas. Pero ahora necesito que salga la bilis para que ayude a las lipasas que vienen de la secreción pancreática. Entonces la CCK hace que la vesícula biliar se contraiga y se relaje el conducto de Oddi. Por un lado va a venir la secreción pancreática con sus lipasas y proteasa y por el otro va a salir la bilis entonces cuando venga la grasa la va a emulsionar, se va a encontrar con la lipasa y la va a degradar. Una vez que se utiliza la bilis, las sales biliares pueden ser reutilizadas. Vuelven al sistema porta. El contenido de grasas hace que se secrete CCK hace que se contraiga el musculo liso disminuye el calibre vesicular y aumenta la presión vesicular, vaciamiento vesicular y la apertura del esfínter de Oddi. Igual hay una estimulación nerviosa vagal que también permite la contracción de la vesícula biliar y la dilatación del esfínter de Oddi, pero la CCK es la principal. Digestión y absorción de nutrientes. La absorción puede ser: - sin ningún tipo d transportador, con moléculas que atraviesan la membrana y después parten directamente hacia la sangre. Moléculas que son hidrolizadas en el lumen del TGI y luego son transportadas como proteínas en aminoácidos o disacáridos en monosacáridos para luego ser transportados. - - Moléculas que son absorbidas en tamaño mayor y son hidrolizados dentro de la célula para que después esos productos hidrolizados sean movidos hacia la sangre. Los triglicéridos se desarman, se absorben, se rearman dentro de la célula y después pasan a los vasos linfáticos (emulsion-reemulsion-absorcion). Una cosa importante es que para poder absorber yo necesito tener una gran superficie de absorción y eso solo me lo permite tener microvellosidades y las células del intestino delgado las tienen, haciendo que el área se aumente 600 veces y tenga 2 millones cm2 para poder absorber. Los HC solo se reabsorben como monosacáridos. Necesito tenerlos como monosacáridos para reabsorberlos y cuando la amilasa actúa sobre el almidón, lo convierte a éste en maltosa, maltotriosa y dextrinas Todos son más grandes que monosacáridos. Entonces el problema ahora es convertir esas moléculas en monosacáridos que pueda reabsorber. No cualquier monosacarido, necesito convertir todo el alimento en glucosa, fructosa o galactosa porque para eso tengo transportadores en el intestino delgado. Por lo tanto luego de que actúe la amilasa ( tanto pancreática como salival) hay otras enzimas que actúan para degradar maltosas, maltriosas, dextrinas, lactosas en glucosa, galactosa y fructosa. Una vez que tengo glucosa, galactosa y fructosa, las células del intestino delgado se llaman células en borde de cepillo. Los disacáridos o trisacáridos los tengo que degradar a monosacáridos antes de que sean reabsorbidos, entonces qué tengo en la pared de las célula en borde de cepillo? Hay unas enzimas que son capaces de tomar estos HC y convertirlos en los monosacáridos que necesito. Entonces la lactosa es degradada por la lactasa en galactosa y glucosa y éstas van a ingresar a las células del intestino que es SGLT1 que transporta monosacáridos con Na. La maltotriosa y la maltosa es degradada por otra enzima y convertida en glucosa que se transporta a través de los SGLT1 con Na hacia el interior de la célula en borde de cepillo. La sucrosa, la maltosa, la maltotriosa, la dextrina, las maltasas, las maltotriasas son degradadas por un complejo de enzimas llamadas sucrasasisomaltasas que las degradan en los monosacáridos para que sean transportadas por transporte activo secundario. Entonces tengo: - Galactosa y glucosa que se transportan a través de SGLT1 con Na. Fructosa que se transporta a través de GLUT5. Solita. En el ¿lumen? Por lo general están en menor concentración que dentro de la célula , entonces la fructosa es lo que más se genera. Una vez dentro de la célula se concentran y para pasar para al otro lado usan el GLUT2 y asi todos pasan hacia la sangre así reabsorbí monosacáridos. Las células principales secretaban pepsinogeno, las células parietales secretaban HCl, esto convertía en pepsina y las proteínas podían ser degradadas en aas o péptidos pequeños. Todas las que no pudieron ser degradas en el estomago, son degradadas en el intestino delgado. Si recordamos, nosotros secretamos con la secreción pancreática cimógenos y esos cimógenos de proteasas que secretamos con la secreción pancreática van a actuar en el intestino delgado en las células del borde de cepillo. Pero el cimógeno que teníamos en el estomago, el pepsinogeno, se activo porque había HCl, pero acá estamos liberando secreción pancreática que no hay HCl para que se active, entonces alguien tiene que estar para activarlos y convertirlos en proteasa y eso es una enzima que está presente en las células en borde de cepillo y son las enteroquinasa es capaz de tomar los cimógenos que están en la secreción pancreática y convertirlos en proteasas activas. Dentro de esas proteasas activas hay 2 tipos : - Endopeptidasas: rompen o hidrolizan proteínas por el medio . Exopeptidasas: agarran a la proteína por la cola y le van cortando un pedacito todo el tiempo, el ultimo aminoácido. La carboxipeptidasa A y la carboxipeptidasa B son exopeptidasas, enzimas que son capaces de degradar el aminoácido del extremo carboxiterminal. Por qué hay 2 tipos? Porque una corta solo los aminoácidos aromaticos y neutros que estén en el carboxiterminal y la otra corta solo los aminoácidos cargados que estén en el carboxiterminal. El resto son todas endopeptidasas, están la tripsina, la pepsina, la quimotripsina y la elastasa. Por qué tengo tanta endopeptidasa? Porque una reconoce aas aromáticos que están en un lugar interno de la proteína, la otra reconoce aas de leucina que están en la mitad de la proteína, la otra aas básicos de algún lugar interno de la proteína, etc. Entonces después de todo esto, de la pepsina del estomago, de la peptidasa de la secreción pancreática, que es lo que necesito obtener para poder absorber? aminoácidos, dipeptidos o tripeptidos. Los tripeptidos es lo máximo que puedo absorber a nivel de nutrientes y entonces existen unos transportadores para dipeptidos y tripeptidos que se llaman PEPT1, que son cotransportadores con protones. Pero cuál es el problema? Yo puedo absorber di o tripeptidos pero no los puedo mandar a la sangre para eso las células del intestino delgado tienen peptidasas, que son unas especiales que solo pueden hidrolizar péptidos pequeños. Entonces terminan de hacer la hidrólisis y hay transportadores para aminoácidos que los mueven. Como estoy entrando protones, tengo una bomba protón/Na y como estoy entrando Na, tengo del otro lado una bomba Na/K ATPasa. Ya digerí carbohidratos, ya absorbí monosacáridos. Ya digerí proteínas, ya absorbí aminoácidos, dipeptidos y tripeptidos. Ahora quedan los lípidos. Dijimos que los lípidos que en general son triglicéridos, necesitaban las lipasas de la secreción pancreática, las sales biliares de la bilis. El estomago hizo la digestión y van a salir las grasitas. Los triglicéridos se van a emulsionar con las sales biliares. La lipasa va a aprovechar (como están más expuestos) y va a hidrolizar. Quedan monoacilglicerol, quedan lípidos que son muy apolares y ahora las mismas sales biliares van a ayudar a que se formen micelas: voy a poner todo lo que es hidrofilico hacia fuera y todo lo que es hidrofobico hacia el interior. Por qué?, porque estas micelas van a poder fusionarse con la membrana de la célula intestinal y podrán ingresar a la célula intestinal. Triglicéridos los emulsiono llegan las lipasas lipasa y colipasa pancreática se forma la micela micela es capaz de ingresar a la célula del intestino (se fusiona e ingresa) adentro del intestino voy a tener colesterol, monogliceridos y digliceridos (gracias a las sales biliares), entonces re-emulsiono y voy a formar de nuevo los triglicéridos. Ese triglicérido se va a unir con colesterol que la misma micela trajo y con proteínas que se forman dentro de la célula, y forman los KILOMICRONES que son capaces de pasar al tejido linfático por exocitosis e ingresan luego a la circulación vía conducto toráxico. Las LDL tienen colesterol, ácidos grasos y apoproteína B se parecen a los KILOMICRONES. Los KILOMICRONES ahora pueden llegar por sangre a las células que van a formar hormonas que derivan del colesterol lo que hacen es endocitar al KILOMICRON, degradar lo con las lisosimas y dejan al colesterol solo. Y con ese colesterol forman las hormonas. Por eso es necesario hacer toda esta pega porque alguien debe tener el colesterol para obtener esas hormonas. Las gotas de grasas que salieron del estomago, las sales biliares las emulsionan entonces las lipasas y colipasas chuchuchu , degradan. Entonces se van las sales biliares y se forman las micelas. Las micelas pueden absorberse por el lado apical del intestino delgado, se reemulsionan dentro de la célula como triglicéridos y ahora se unen con el colesterol y la proteína y forman el kilomicron. El kilomicron viaja hacia el sistema linfático y de ahí pasa al sistema sanguíneo. Es altamente hidrofobico por eso es preferible que pase primero por el linfático y luego por la sangre. Cuando se libera grasa, se secreta CCK y cuando se liberaba mucha grasa, o sea si el contenido gástrico contenía mucha grasa, se enlentecía el vaciado gástrico, por lo tanto la CCK va a enlentecer el vaciado gástrico. Absorcion intestinal de electrolitos y agua. Por nuestra sangre viajan también agua y iones, por lo que en alguna parte de nuestro TGI debe haber absorción de agua y iones. Eso ocurre en el yeyuno e ileon. Como el agua siempre va acompañada de NaCl. En la misma zona puede haber reabsorción o secreción de K y eso va a depender de las condiciones del individuo. El Ca se reabsorbe en el intestino a nivel de duodeno y gracias al calcitriol. Lo mismo ocurre con el Fe. En el colon también se puede producir reabsorción de algunos nutrientes como de Na y secreción o absorción de K pero dependiente de los niveles de aldosterona (que produce reabsorción de Na y serecion de K). Al absorción de electrolitos y agua puede ocurrir de 2 formas: - Via transcelular: a través de la célula Via paracelular: como son tan pequeños pueden pasar a través de las uniones celulares. Donde mejor pasan paracelularmente es en el intestino delgado. Donde menor pasan paracelularmente es en el colon, por eso se dice que es un epitelio cerrado. App. uno ingiere por dia 2 L de agua, y a eso se agregan todas las secreciones del TGI. De esos 9 litros de secreción (entre lo que ingiero y lo que produzco), la cantidad de agua que se elimina por las heces no debería ser mayor a 100-200 mL. Es superior o inferior a eso, algo está sucediendo. El Na ya tenemos claro como se va a reabsorber, porque casi todos los transportadores están asociados a Na. El Cl se reabsorbe con un cotransportador Na/Cl. El Na y K pueden viajar vía paracelular. El agua también lo puede hacer. Dentro de las células del intestino uno encuentra 2 tipos: - Superficiales: son las que tienen la capacidad de absorber solutos, iones y agua. De la cripta: capacidad secretora de NaCl y agua. En el enterocito, en la microvellosidad del intestino delgado lo que tiene es transportadores que permiten que se transporte Na con glucosa, y tienen asociadas bombas Na/K ATPasa. Los enterocitos de la superficie del colon tienen un canal ENaC que permite absorber Na. Como permite absorber Na, voy a sacar Na a través de la bomba Na/K atpasa, y voy a entrar K, entonces el K que entro es el que secreto, por eso la aldosterona permite reabsorber Na y secretar K. Las células de la cripta tienen un tritransportador que es K, Cl y Na. El Cl después se mueve hacia el lumen a través de un canal que se llama CFTR que es el canal de la fibrosis quística. El K vuelve hacia el intersticio a través de un canal de K. El Na se mueve a través de la bomba Na/K ATPasa. El problema es que como yo tiré Cl para acá, el Na que está acá va a sentirse atraído para moverse con el Cl, y como se mueve NaCl se va a mover agua también, por eso las células de la cripta secretan Na,Cl y agua Cl a través del canal, Na y agua paracelularmente. Cuando uno se infecta de cólera, lo que se afecta es el transporte de Cl. Entonces si no saco tanto Cl no se va a ir tanto Na ni tampoco tanto H20. Por eso a veces se produce estreñimiento. Hay veces que se generan diarreas: se excreta más agua de las necesarias en las heces. - - - - Diarrea osmótica: es una que se produce porque no hay una buena digestión de los alimentos. Partículas más grandes que las necesarias se trasladan a través del túbulo TGI y cuando llegan a la altura del intestino delgado, al yeyuno e íleon donde es necesario reabsorber agua, lo que yo tengo en el túbulo es un osmolito que va viajando y haciendo que este más concentrado el lumen del TGI y la osmolaridad de este va a ser mayor. Entonces la célula va a arrastrar agua desde la sangre a través de ella para tratar de diluir la osmolaridad en el tubo gastrointestinal y por eso voy a tener una diarrea. Este caso se observa en gente que tiene intolerancia a la lactosa porque no es capaz de degradar la lactosa. Para poder absorber HC necesito que se conviertan en monosacáridos que sean glucosa, galactosa o fructosa y NO LACTOSA. Entonces a medida que avance por el TGI y se va a convertir en un osmolito que provoque osmosis que atraiga agua. Diarrea secretora: sucede porque las células de la cripta secretan mas iones que los necesarios. Por ejemplo el CFTR esta liberando más Cl, por lo tanto lo acompaña más Na y más agua. Eso se puede dar por algunas infecciones bacterianas como E. coli, salmonela. Diarrea inflamatoria o hemorrágica: se producen ulceras (por una inflamación del tejido) en las células del intestino que empiezan a secretar pedazos de células o sustancias al tubo gastrointestinal y eso provoca que se mueva agua también. Diarrea mecánica o mótil: es similar a la osmótica pero producto de otra cosa. Cuando la gente come muy rápido o esta con mucho estrés, los movimientos peristálticos funcionan muy rápido y no permite que los alimentos estén el tiempo suficiente con las enzimas y quedan restos de alimentos que arrastran agua.