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Fisiología Gastrointestinal
Mariana Isabel Valderrama
Agárrense ctm porque esto se viene bueno, me quiero eximir y GG todo FTW. Sientan mi odio y amor a este ramo, sumado a la cafeína, el sueño, a las nueces y a que ya no me quedan ganas de estudiar a estas alturas del semestre. Ojo que el resumen está en mi orden mental, si la weá esta enredada no me hago cargo.
Musculo Liso
RECEPTORES
DE MEMBRANA (SALIDA POR CENTELLEOS EN CAVEOLAS POR CONTRATRANSPORTADOR 3SODIO/1CALCIO)
ACOPLADO A PROTEINA G TIPO L VOLTAJEDEPENDIENTE presentes en caveolas
DEL RETICULO SARCOPLASMICO (RECAPTURADO POR SERCA)
DE RYANODINA permite salida de Ca del RS tras su estimulacion por ca extracelular ACTIVADO POR IP 3
Se divide grosamente en:
UNITARIO tiene una contracción coordinada por acoplamiento de GAP junctions. MULTIUNITARIO tiene estimulación individual que no influye en las vecinas.
Tiene contracciones de tipo
FASCICO actividad rítmica e intermitente y TÓNICA actividad contínua y sostenida con bajo uso energético QUE NO NECESARIAMENTE NECESITA POTENCIALES DE ACCION.
El musculo liso forma capas alrededor de las vísceras huecas y reduce el diámetro de estas mismas al contraerse. Esta contracción está determinada por los plexos ubicados entre las capas musculares circular (profunda) y longitudinal (superficial). Las células musculares nunca tocan el contenido de las vísceras, siempre tienen un recubrimiento y están separados por endotelio o mucosa.
Las células musculares lisas se unen entre ellas, no tienen llegada a un tendón como el musculo esquelético. De este modo deben contraerse al mismo tiempo y con la misma intensidad. Tienen inserciones en la vaina del tejido conjuntivo.
Se unen por:
GAP JUNCTIONS (HENDIDURAS) permiten el paso de iones. Contraccion simultanea. PLACAS DENSAS unión mecánica entre celula homologa del disco Z. Punto de anclaje de fibras.
Tienen particularidades como lo son las CAVEOLAS HOMOLOGOS TUBULOST, LA CAPTACIÓN DE CALCIO EN EL SACROLEMA. PRODUCEN CENTELLEOS DE CA POR CONTRATRANSPORTADOR 3NA/1CA. TIENEN CANALES DE CA TIPO L.
FILAMENTOS
DELGADOS Tienen más actina y tropomiosina que el musculo esquelético. Presentan CALDESMON y CALPONINA que se sabe que inhibe la unión de la miosina no fosforilada.
Poseen CALMODULINA que tiene por función UNIR EL Ca, supliendo a la troponina C.
Sus fibras convergen en los cuerpos densos.
No es necesario que haya un potencial de acción para inicial una contracción. Hay membranas que con ayuda de farmacos no cambian su Vm y por activación de IP3 se produce igual contracción. Asimismo hay membranas muy despolarizadas (contraídas tónicamente) que por pequeñas inhibiciones el Ca intracelular y disminuye la fuerza realizada por el musculo (como en el musculo liso vascular).
Para que haya una contracción muscular primero debe haber una fosforilacion de las cadenas de miosina INDEPENDIENTE Y EXTRA AL ATP Y AL PI QUE SE LE UNIRA CONVENCIONALMENTE. Necesitamos de dos enzimas. La activación de una contempla la inhibición de la otra.
MLCK fosforila, y mientras la cadena este fosforilada estará en constantes ciclos de contracción por unión e hidrólisis de ATP. MLCP desfosforila.
La cascada de las RHOkinasas , activadas por CATECOLAMINAS, VASOPRESINA, ACTIVACION DE RECEPTORESα 1 en receptor Gq(según BerneLevy) , inhibe a la MLCP contribuyendo a la contracción. Además produce una sensibilización al Ca.
La contracción o relajación finalmente depente de la relación de presente en esa célula.
MECANISMO DE CONTRACCIÓN
Parte con unión de un agonista que active al IP3, una célula de cajal o los centelleos de Ca normales del sarcomero liso. En el caso de la unión de un agonista se activa la RoC que produce una despolarización activando un canal de Ca tipo L, Ca mioplasmico que activa los RYR sacando mas Ca del RS. Asimismo la unión de un agonista a una proteína Gq activa la cascada del IP3 que activa a su canal en el RS sacando Ca.
entrar Ca, así bajan los complejos CaCaM, no hay fosforilacion por MLCK y en resumen se reducen los puentes y hay relajación. ¿Ok? Ok. Todo muy bacán.
INNERVACION
La innervación del musculo esquelético esta dado por nervios (principalmente el vago) que en vez de presentar placa motora presentan VARICOSIDADES que son vesículas que poseen en su interior distintos NTs como lo son:
NOREPINEFRINA α1 contracción en arterias y útero β2 relaja el musculo liso en via aérea y GI. NO relajación de uretra y vasodilatación. Relajación musculo liso gástrico. ATP excitación rápida y lenta de la vejiga, vías urinarias, deferentes y arterias.
FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL
HISTOLOGÍA capas especializadas de celulas
Mucosa más superficial. Tienen enterocitos importantes en absorción. Producen H+^ y PRODUCEN MUCINA que es un protector y lubricante. Función absortiva aumenta área con criptas y vellosidades. Epitelio Lamina propia Colágeno, elastina. Linfáticos, fibras nerviosas. Muscular de la mucosa Submucosa Tiene glándulas en las invaginaciones que presenta. Ademas en este se encuentra el PLEXO SUBMUCOSO. Capas de musculo (muscular externa o propia) dos capas principales entre las cuales se encuentra el PLEXO MIENTERICO (SNE actividad motora/secretora). Circular Longitudinal Serosa peritoneo xdxd.
Regulación del tracto GI
Endocrinacelulas enteroendocrinas que secretan hormonas ante estimulos. Por ejemplo las celulas enterocromafines que secretan histamina. Paracrinapor ejemplo la serotonina secretada por mastocitos y celulas enterocromafines regulan la absorción de agua. Endocrinos y Paracrinos a la vezCCK que aumenta la saciedad NeuralCuando el nervio que llega a esa celula libera NT
Mediadores hormonales endocrinos y paracrinos:
Hormona Origen Estimulo Via Diana Efecto CCK Células I duodeno
AGy proteínas hidrolizadas
Paracrina, endocrina
Terminales aferentes vago, células acinares del páncreas
Inhibe vaciado gástrico, secreción de protones, estimula enzimaspancreas, saciedad, contracción vesícula. Gastrina Antro, células
Oligopeptid os
Endocrina Células ECL y parietales.
Estimulan secreción histamina y parietales H+. Secretina Células S duodeno
H+^ Paracrina, endocrina
Terminal aferente vago, ducto pancreático
Secreciones pancreáticas de H 2 O y Bicarbonato.
GIP Células K intestino
AG y glucosa Endocrina Células B páncreas
Estimulan insulina
Péptido YY Células L intestino
AG, glucosa, proteínas hidrolizadas
Endocrina, paracrina
Neuronas y musculo liso
Inhibe vaciado gástrico, secreción pancreática y acida gástrica, motilidad y saciedad. Péptidos derivados del proglucagon 1 y 2
Células L intestino
AG, glucosa, proteínas hidrolizadas
Endocrina, paracrina
Neuronas y epitelio
Homeostasia de glucosa, proliferación epitelial
REGULACIÓN NEURAL
SN extrínseco SNA, Simpatico y Parasimpatico
Corresponde a un grupo de nervios que tienen sus cuerpos celulares fuera de la pared intestinal.
El sistema nervioso Parasimpatico se transmite por el nervio vago. Innerva desde el esófago hasta el colon proximal. Cuerpos preganglionares en el rafe y postganglionares en la pared del órgano, por lo que son neuronas entéricas de la pared GI (todas las neuronas postganglionares son del SNE). El NT es Ach (nicotínico) No hay innervación directa de nervios eferentes al tracto GI, siempre pasan por una vía extrínseca. Los cuerpos celulares de las neuronas aferentes del parasimpático vagal se encuentran en el ganglio nodoso inferior al foramen yugular. Las aferencias llegan al NTS caudal y de ahí se van a centros superiores de integración.
SN intrínseco SN Entérico y Plexos
Los cuerpos celulares de las neuronas del SNE se encuentran aglutinadas en estructuras ganglionares que se interconectan entre sí formando dos grandes plexos nerviosos.
Plexo mienterico o de Auerbach entre las capas musculares circular y longitudinal del tracto GI. Se extiende del tercio medio del esófago al canal anal. Regula la motilidad del musculo liso. Plexo submucoso o de Meissner ubicado profundo a la mucosa muscular. Desarrollado en el yeyuno íleon y colon principalmente. Regula la función secretora de las celulas de la mucosa.
Contienen además neuronas sensitivas y poseen interneuronas.
Hay comunicación entre tubo digestivo y cerebro, influye en toma de desiciones. GUT FEELINGS.
Componentes de la saliva La saliva se compone principalmente por enzimas:
- Lipasa lingualSecretada en las glándulas de Ebner. Digestión de la grasa de la leche en los RN.
- α-amilasainicia la digestión de carbohidratos
- Mucinaslubricación
- IgA primera defensa inmune
- Bactericidas
- Lisozima destruye las paredes bacterianas
- Lactoferrinafija hierro y es bacteriostática
- Proteínas ricas en Prolina que protegen el esmalte dentario
- Calicreínacataliza paso de cininógenobradicinina que es vasodilatador.
La secreción de cada glándula no es igual:
Glandula Histología Secreción % de 1,5L/día Parotida Serosa Agua +iones, amilasa, lisozima, IgA. 20% Submandibular Mixta Medio viscosa, agua, mucina 70% Sublingual Sero mucosa Mucina, viscosa 5% La glándula parótida recibe aferencias desde el nervio vago, pasando por el ganglio ótico.
Funciones de la saliva
- Lubricación y humedecimiento favoreciendo masticación y deglución
- Limpia y mantiene saludables tejidos orales IgA, lisozima, lactoferrina
- Inicia digestiónamilasa
- Excreción de metales pesados como Pb o Hg, yodo o tiocinato
- Neutralización de HCl en la luz esofágica y estomacal (alcalino)
- Trófico de la mucosa gástrica
- Buffer y remineralizadorBicarbonato, P, Ca, Staterina, proteínas anionicas ricas en Pro, F.
Anatomía funcional se produce
principalmente en las celulas ACINARES de las glándulas, las cuales se organizan en estructuras tuboalveolares que presentan ACINOS, fondos ciegosde celulas acinares. Los hay de tipo mucoso y seroso. Estos generan la secreción primaria que es principalmente ISOTONICA en relación al plasma, y contiene amilasa, la cual es secretada junto a la saliva principalmente desde los GRANULOS DE ZIMOGENO. Los
DUCTOS (si, son importantes) a su vez modifican el contenido iónico de la saliva por ciertos canales en sus células. De este modo licúan la saliva isotónica, retirándole el Na por canales ENAC apicales que posteriormente salen a la sangre por la bomba Na/K basolateral. También se retira el Cl por un intercambiador Cl/HCO3. El Cl que ingresa sale tanto por basolateral como es reciclado por el canal CFTR dependiente de Ca++. Este Ca es estimulado por vía vagal sobre un receptor para Ach tipo M3. Asimismo el K es secretado por un contratrasnportador H+/K.
- SN simpático secreción mas espesa a alta velocidad de flujo, se secreta menos y se reabsorbe menos.
- SN parasimpático secreción mas aguada y abundante, se reabsorbe mas y se secreta mas ya que el flujo es más lento.
¡¡La saliva siempre es hipotónica respecto al plasma!! ¡¡Cuando esta estimulada disminuye levemente esa diferencia ya que se hace mas isotónica!!
Regulación de la salivación Tiene un control neural que parte del ganglio cervical superior. Desde el SN simpático llega NE que actuará por cAMP, mientras la Ach actúa vía IP3.
La ATROPINA es un fármaco agonista que compite con la Ach en su unión al receptor muscarínico, disminuyendo la producción de saliva, la motilidad y la secreción GI. Se usa en tratamiento de ulceras pépticas, síndrome del intestino irritable y diarrea.
MASTICACIÓN Y DEGLUCIÓN La masticación es la etapa inicial que prepara el alimento para su digestión y absorción, mezclando los alimentos, reduciendo el tamaño de estos y mezclando los hidratos de carbono con la súper αamilasa. La deglución por su parte tiene 2 fases : la fase oral o voluntaria , donde la lengua presiona hacia atrás contra el paladar; y la fase involuntaria o faríngea , que inicia cuando el bolo presiona en la faringe activando, produciendo el cierre de las cuerdas vocales, el bloqueo a la nasofaringe y la bajada de la epiglotis, antes de iniciar las contracciones esofágicas .Se regulan por aferencias de los pares V, IX y X llegando al núcleo ambiguo y del tracto solitario antes de enviar eferencias por los pares V, VII y XII. (Son las 3:20 AM y me quiero matar, llevo 12 planas escritas y la prueba es en… en 2 días. Me cago.)
El EEI además tiene relajaciones independientes de deglución a causa de la distención gástrica y comidas ricas en grasa, producido por un reflejo vago vagal (NTS censaDMNNO). Tiene una frecuencia de 3,5% /24hrs y superior a eso puede dar esofagitis por reflujo.
ACHALASIA es una patología en la que aumenta la presión en el EEI ya que este no se relaja al tragar, produciendo una dilatación del esófago medial y reflujos. Se produce por una alteración de plexos.
FASE GÁSTRICA La entrada de la comida al estomago produce una distensión de las paredes GI generando reflejos extrínsecos e intrínsecos, siendo la vía eferente principal el vago que activa luego el parasimpático, para variar.
Anatómicamente el estómago se divide en cardias, fondo y antro, pero funcionalmente solo diremos distal y proximal. En su mucosa tiene criptas gástricas con celulas productoras de distintas cosas. Hay algunas en común como celulas mucosas superficiales, mucosas del cuello, mucosas glandulares, celulas D productoras de GHIH (que tienen de importancia que en la zona oxintica el vago las inhibe y en el antro las activa) , y en el resto se puede dividir en:
- Zona oxintica o parietalsecretora de acido (80-90%) es próximal. o Serotonina: producido en las celulas cromafines. o Pepsinogeno: producido en las celulas principales y almacenado en granulos de zimogeno. Estimulado por H+, gastrina, secretina, vago. o Histamina: se produce en células HCL por acción de la gastrina o del vago, su función principal es estimular la secreción de acido en las celulas parietales. Su vía es paracrina, es inhibida por GHIH. o Secreción ácida de HCl Celulas parietales estimuladas por Histamina 30% en fase cefálica y el resto en alimentación. Es importante la K+/H+ATPasa. Transformación pepsinogeno en pepsina. Estas tienen canalículos internos. o Factor intrínseco importante en la absorción de vitamina B12, secretado en celulas parietales.
- Zona glandular o pilórica secretora de gastrina y GHIH (10-20%) es distal. o Gastrina: es producido en las celulas G y es mediador, por receptores de CCK2 de histamina para la producción de acido por via paracrina, es trofica de la mucosa gástrica y motilidad y vaciamiento gástrico de alimentos solidos. o GHIH: se libera ante estimulación vagal y pH acido, inhibe la secreción de HCl, la liberación de gastrina e histamina, motilidad y retarda vaciamiento gástrico de sólidos y líquidos.
PROSTAGLANDINAS Tienen acción corta (como 1 minuto), paracrina y autocrina. No son almacenadas en las células y se inactivan principalmente en pulmón, riñón y bazo. producción HCl. Su inhibición por AINES DEBILITA LA MUCOSA.
Composición de la barrera mucosa estomacal Preepitelial: mucus, bicarbonato y capa fosfolipidica. Epitelial: restitución, resistencia celular, factores de crecimiento, prostaglandinas. Subepitelio: leucocitos, vasos, sistema inmune.
Motilidad y
Vaciamiento
Gastrico
Se limita del cardias al antro, el cuerpo y fondo reciben al bolo alimenticio. Función acumuladora, vaciamiento y molienda.
En relación a la motilidad es distinta según la etapa:
- Postprandialreflejo de acomodación, disgregación y mezcla del bolo, digestión inicial de proteínas (Pepsina), vaciamiento controlado duodenal, liberación de hormonas que contribuyen al vaciado gástrico.
- Ayunovaciamiento de solidos indigeribles y demasiado grandes.
Ya sabemos entonces que el musculo liso estomacal puede tener cierto tono y además tener un ritmo de contracción. Estas contracciones solo se dan en la zona distal estomacal y son denominadas REB o ritmo eléctrico basal que está regulado por las celulas interstriciales de cajal.
Vaciamiento gástrico Se produce solo el paso de partículas de tamaño menor o igual a 2mm. Tiene que haber una acción coordianada de fondo y antro, se regula por feedbacks duodenales y es dependiente de si el sólido es digerible, no digerible, si es un liquido o no inocuo, si es una grasa, etc. Es diferenciado, hay cosas que pasan primero que otras, como los liquidos inocuos como el agua, y otros que son los mas lentos, que son las grasas que quedan flotando por sobre toda la comida en el estomago.
Vaciamiento de liquidos Hay una curva estándar para liquidos inertes que es de cinetica de primer orden y tiene un tiempo de vaciado medio de entre 8 -18mins. En este vaciamiento influyen las PROPIEDADES NUTRICIONALES de lo que se ingirió, de modo que tenemos: una inicial rápida (5-30mins), una tardia lenta (120mins) y un feedback duodenal que retarda el vaciamiento. Estos tres factores se regulan por la densidad calórica del liquido (200kcal/h), por su osmolaridad (isotónicos pasan mas rápido), por la acidez y por la presencia de ciertos nutrientes específicos como el TRIPTOFANO Y LOS ACIDOS GRASOS. Estos enlentecen. Se regula en el fondo de estomago. (MecanoreceptorNTSDMNVagoNO (plexo mienterico)Relajacion).
Vaciamiento de solidos digeribles Depende de la parte distal porque la comida que te tragas apurado hay que molerla xdxd. Tiene un retardo o “lag phase ” ya que tenemos que esperar que toda la comida se haga pedacitos chicos con el proceso de CAT lo cual es dependiente de hormonas que aumenten o disminuyan el REB (ver mas arriba), así que hasta que estén todas de este porte el vaciamiento será lento. Se relaciona con el contenido calórico.
Está relacionado y comandado por dos procesos: el feedback duodenal (pH, osm y proteínas, inervación) y por el intestino (freno ilealretarda vaciamiento solido al realizar infusión de glucosa, distensión rectalretarda vaciamiento solido).
Vaciamiento de solidos no digeribles participa el complejo motor migratorio CMM que ocurre cada dos horas. Te debes estar preguntando que es esa cosa, pues yo también. Tiene tres fases, la primera dura de 20-25min y solo hay REB sin espigas ni actividad motora. La segunda es de 50-55mins y hay REB con espigas intermitentes, es decir, con actividad motora irregular. La tercera dura 5-7mins y hay reb y espigas de manera regular y máxima, actividad motora propulsiva para los sólidos que no se digieren, esta ultima es la mas importante y cuando falla se producen FITOBEZOARES (acumulaciones de solidos no digeribes que no se quieren ir). Además CMM cumple función de “house keeping” manteniendo limpio el estomago y sin bacterias. En ausencia de comida cada 90 minutos hace ciclos de contracción. Es controlada por la MOTILINA y el vago pero tiene origen en el SNE. Disminuye con el estrés.
El CMM aparece en los periodos interdigestivos y se detiene con la alimentación. Es interrumpido por Gastrina, CCK, Neurotensina, Vago.
FASE INTESTINAL Funciones del intestino: digestión, mezcla, propulsión, dispersión.
Hormonas intestinalesLa mucosa gástrica esta organizada de modo que se formen criptas o foveolas que reciben secreción de 3 a 7 tipos celulares.
- CCK (colecistokinina)Su estimulo principal son la presencia de proteínas y grasas secretado en las celulas I, estimula la secreción pancreática de enzimas como lipasas, bicarbonato y amilasas, es inhibidor del apetito por el SNC e inhibe la secreción y vaciamiento gástrico. Además produce la contracción de la vesicula y la relajación del esfínter de Oddi. Receptor CCK1-A en el plexo mienterico y CCK2-B en el cerebro y estomago, que además es promiscuo con la gastrina.
- Secretina su estimulo es la acidificación del duodeno (<4) y la presencia de acidos grasos y sales biliares. Hace que el páncreas secrete agua y bicarbonato en sus celulas, disminuye la gastrina, inhibe el HCl, retarda y ralentiza el vaciamiento gástrico de solidos y liquidos. Ademas estimula la secreción de bicarbonato en colangiocitos.
- GIPEstímulos son glucosa, aminoácidos y acidos grasos. Actúa AUMENTANDO LA INSULINA, haciendo mas lento el vaciamiento gástrico, disminuyendo la secreción acida y la motilidad.
detrás del bolo, contracción musculo longitudinal sobre el bolo y contracción circular provocando que el bolo avance. Para que esto pase tiene que relajarse distal al bolo.
Ocurre gracias a las celulas enterocromafines que activan a las neuronas IPAN que envían CGRP que estimula a las neuronas del plexo entérico, hay una que libera NO y VIP relajando y la otra Ach y sustancia P contrayendo.
Motilidad colon Es importante la presencia de la valvula ileocecal y la absorción e agua y electrolitos. Las contracciones son tónicas y antiperistálticas que se originan en el colon ascendente y se mueve como 30 cms, son de alta presión (100mmHg). Aca tenemos las HAUSTRACIONES que dan propulsión en masa, y esto ocurre de 1 a 3 veces al dia. El objetivo es limpiar el colon de su contenido.
Es importante destacar los reflejos gastrocolicos y duodenocolico, que en resumen son los responsables que al censarse la distención de el estomago y duodeno te den ganas de ir al baño por la relajación del esfínter anal interno. Esto lo llevan los nervios pélvicos (desde el 1/3 proximal del colon). Luego cuando vas al baño abres tu esfínter anal externo, nervios somáticos pudendos y defecas por un aumento en la presión intraabdominal (como que apretamos la guatita, eso que uno hace). De este modo la defecación tiene vías tanto involuntarias como voluntarias. El recto puede llenarse lento o rápidamente por un movimiento en masa.
Secreción pancreática
División del páncreas en dos zonas: endocrino y exocrino. Las funciones de este ultimo son digestión de nutrientes y neutralización pH acido duodenal. La secreción se produce en los acinos que drenan en los conductos intercalados, que a su vez llegan a conductos iterlobulares y al conducto pancreático principal.
Las celulas acinales producen enzimas y tienen granulos de zimogeno donde las almacenan. Comienza en el RER, luego se incirpora en las cisternas del golgi y pasa a través de las vesículas de este, luego se concentran como granulos de zimogeno y finalmente esperan al estimulo para fusionarse las vesículas. La secreción pancreática acinar usa Ca y se estimula por:
- CCK (paracrina)
- Gastrina
- Ach
- GRP
Centroacinales y conductos secretan bicarbonato, agua e iones, rico en Na y Cl pero poco abundante en K. La secreción de bicarbonato es moderada. Todo esto ultimo en secreción de tipo basal.
La secreción ductal usa cAMP y se estimula por
- Secretina producida por las celulas S que censan baja de pH y aumenta directamente la secreción de bicarbonato. Se une a Gs y fosforila el CFTR.
- VIP
Es inhibido todo por: GHIH, PP, PYY, Glucagón.
