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)

Anatomía general del Sistema

Gastrointestinal y su división

en segmentos funcionales

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).

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.

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.

ESPECIALIZACIÓN CELULAR (4)

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: A-

Endocrina, B- paracrina y C - neural.

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.

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).

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.