SISTEMA GASTROINTESTINAL ANATOMÍA FUNCIONAL Y PRINCIPIOS GENERALES DE REGULACIÓN

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1 SISTEMA GASTROINTESTINAL ANATOMÍA FUNCIONAL Y PRINCIPIOS GENERALES DE REGULACIÓN

2 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.

3 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.

4 COMPONENTES DEL SISTEMA GASTROINTESTINAL (GI)

5 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 Anatomía general del Sistema Gastrointestinal y su división en segmentos funcionales 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).

6 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.

7 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.

8 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.

9 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).

10 FUNCIONES DEL SISTEMA DIGESTIVO Digestión Secreción Absorción Motilidad

11 ORGANIZACIÓN GENERAL DE LAS CAPAS QUE COMPONEN LA PARED DEL TRACTO GASTROINTESTINAL

12 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.

13 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.

14 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.

15 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.

16 ESPECIALIZACIÓN CELULAR (4) Los dos plexos nerviosos, el de la submucosa y el de las capas musculares, conforman el Sistema Nervioso Entérico (SNE): integra las actividades motoras y secretoras del sistema GI. Si los nervios simpáticos y parasimpáticos que inervan el intestino se cortan, muchas de las actividades continúan debido a que el SNE las controla directamente. Serosa. Serosa o adventicia es la capa más externa del tracto GI: Células mesoteliales escamosas. Es parte del mesenterio que bordea la superficie de la pared abdominal y suspende los órganos dentro de la cavidad abdominal. Las membranas mesentéricas secretan un fluido viscoso que ayuda a lubricar los órganos abdominales de manera que el movimiento de éllos pueda ocurrir en la medida en que las capas musculares se contraen o relajan.

17 LA PARED DEL TRACTO INTESTINAL Visión macroscópica de la pared del duodeno

18 LA PARED DEL TRACTO INTESTINAL Visión microscópica de la pared del colon

19 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.

20 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.

21 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.

22 A-REGULACIÓN ENDOCRINA: Células enteroendocrinas (CEE), células sensoriales de estímulos mecánicos y químicos, abiertas a la luz del tracto. Secretan hormonas y péptidos regulatorios desde gránulos secretores, que viajan por el torrente sanguíneo a células blanco con receptores específicos ya sea en el tracto GI o en estructuras glandulares como páncreas. Hay CEE del tipo cerrado que no tienen su membrana en contacto con la superficie luminal del intestino. Son parecidas a la eneterocromafínicas y se llaman ECL que secretan histamina. B - REGULACIÓN PARACRINA: Una célula sensorial, a menudo CEE, que secreta el mensajero o péptido regulador al espacio intersticial para actuar en una célula cercana. Las células que reciben influencia de agentes paracrinos son de diversos tipos a lo largo del tracto GI (células de músculo liso, enterocitos absorbentes, células secretoras de glándulas u otras células enteroendocrinas). Micrografía electrónica de una célula endocrina del tipo abierto en el tracto GI. Note las microvellosidades en la proyección apical y los gránulos secretores en la porción basolateral.

23 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).

24 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.

25 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).

26 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.

27 SISTEMA NERVIOSO ENTÉRICO

28 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.

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