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SISTEMA GASTROINTESTINAL ANATOMÍA FUNCIONAL Y PRINCIPIOS GENERALES DE REGULACIÓN
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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.
