Digestión de nutrientes

Transcripción

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2 TEMA 1 Digestión de nutrientes María B. Badía Tahull 1, Ignacio Fruns Giménez 2 1 Jefe de Sección, Servicio de Farmacia, Hospital Universitari Bellvitge. Hospitalet de Llobregat. (Barcelona). 2 Farmacéutico adjunto, Servicio de Farmacia, Hospital Infanta Cristina. Badajoz. Palabras clave: Motilidad gastrointestinal, secreciones gastrointestinales, estómago, intestino, bilis Abreviaturas: CCK: colecistoquinina; CMM: complejo motor migratorio; GI: gastrointestinal; SNC: sistema nervioso central; SNE: sistema nervioso entérico Correspondencia (*): María B. Badía: mbadia@bellvitgehospital.cat Ignacio Fruns: ignaciofruns@yahoo.es Tema 1 - Digestón de nutrientes 2

3 Índice 1. Introducción Objetivos docentes Órganos digestivos Boca y esófago Estómago Intestino Intestino delgado Intestino grueso Motilidad gastrointestinal Motilidad Gástrica Motilidad intestinal Motilidad del intestino delgado Motilidad colorrecta Disfunciones de la motilidad intestinal Obstrucción Diarrea Secreciones gastrointestinales Secreciones gástricas Secreciones biliares Secreciones pancreáticas Secreciones intestinales Tema 1 - Digestón de nutrientes 3

4 1. Introducción Los órganos que componen el tracto gastrointestinal (GI) son principalmente el intestino (delgado y grueso) y el estómago. También se incluyen otras estructuras: vesícula biliar, páncreas, esófago y boca porque todos ellos trabajan conjuntamente como una unidad integrada durante la respuesta a la ingesta 1. La asimilación de nutrientes es el resultado de tres procesos generales: a) el movimiento de los alimentos por el tracto GI, b) la digestión de los alimentos y c) la absorción de los nutrientes. Cada órgano del tracto GI tiene funciones específicas relacionadas con estos tres procesos 2. El tracto GI es el órgano principal en la digestión y absorción de los alimentos y desempeña un papel preponderante en el balance hidroelectrolítico del organismo (tabla 1). Por otra parte, también tiene una importante función inmunológica ya que es la primera línea de defensa contra los patógenos vehiculizados a través de los alimentos Objetivos docentes Describir el funcionamiento del aparato digestivo con la finalidad de proporcionar al organismo agua, electrolitos y los nutrientes necesarios. Revisar la fisiología y los principales rasgos anatómicos de los órganos que lo componen: boca, esófago, estómago, intestino delgado e intestino grueso. Explicar las características de los movimientos de mezcla y propulsión que se producen en las distintas partes del tracto digestivo y su regulación. Analizar las alteraciones de la motilidad por sus implicaciones en la aplicación del soporte nutricional. Describir los fundamentos de la producción de las distintas secreciones digestivas (saliva, secreciones gástricas, biliares, pancreáticas e intestinales), los principales componentes, la función que desempeñan y los mecanismos que controlan su liberación. Proporcionar los conocimientos básicos sobre otras funciones en las que intervienen los órganos del tracto gastrointestinal como los mecanismos de protección gástricos o la defensa inmune intestinal. Explicar la composición de las distintas secreciones digestivas por su importancia en el equilibrio electrolítico de los pacientes sometidos a nutrición artificial. 3. Órganos digestivos 3.1. Boca y esófago La boca se abre a un espacio previo a la faringe denominado cavidad oral o cavidad bucal, y es la primera parte del tubo digestivo. En la cavidad bucal se encuentran una serie de órganos anejos como son: los dientes, la lengua, las encías y las amígdalas. En ella se realizan dos tipos de funciones relacionadas con la digestión de los alimentos, una de tipo mecánico, la masticación, y una función secretora que es la producción de saliva. Tabla 1. Contenido de electrolitos en los fluidos corporales y secreciones a. Secreción Electrolitos (meq/l) Na + K + Cl - HCO3 - H + Gástrica Biliar Pancreática Ileostomía Diarrea b Orina b a Las perdidas de electrolitos varían. También pueden perderse otros electrolitos (magnesio, fósforo, calcio) dependiendo de la gravedad. b También se dan pérdidas significativas de magnesio, especialmente en situaciones de gravedad o con determinados tratamientos farmacológicos Tema 1 - Digestón de nutrientes 4

5 En la masticación los dientes realizan dos tipos de acciones sobre los alimentos. Por una parte los incisivos, situados en la parte anterior, realizan una función de corte, mientras que los posteriores, molares, se encargan de la pulverización. En el proceso se producen distintas transformaciones en los alimentos que facilitan su digestión como son: la rotura de las membranas vegetales de frutas y verduras necesaria para su digestión, se aumenta la superficie de los alimentos expuesta a la acción de las enzimas digestivas que sólo actúan sobre la superficie en contacto, y la pulverización de los alimentos evita que puedan lesionar la mucosa digestiva y facilita su paso a través del tubo digestivo 8. A medida que los dientes desgarran y cortan los alimentos, la saliva los humedece para facilitar la deglución. La amilasa, enzima digestiva que forma parte de la saliva, comienza a descomponer algunos de los carbohidratos (almidones y azúcares) contenidos en los alimentos, incluso antes de que salgan de la boca. Las principales glándulas salivales son las parótidas, las submaxilares y las sublinguales, que segregan entre 800 y 1500 ml de saliva al día. La saliva contiene dos tipos principales de sustancias proteicas: una secreción serosa rica en ptialina, enzima que interviene en la digestión del almidón y una secreción mucosa que interviene en la lubricación de los alimentos y en la protección de la mucosa oral. El ph oscila entre 6.0 y 7.0, valores que favorecen la actividad de la ptialina. También contiene grandes cantidades de iones potasio y bicarbonato. Además, la saliva impide el desarrollo de bacterias patógenas presentes en la boca que pueden llegar a provocar caries dentales y destruir los tejidos. El flujo de la saliva ayuda a lavar la cavidad oral y arrastra los gérmenes y restos de alimentos que favorecen el crecimiento de la flora bacteriana. La saliva también contiene sustancias con capacidad para destruir microorganismos como son los iones tiocianato y enzimas proteolíticas, como la lisozima, que permite la penetración de estos iones y que digiere restos de alimentos que favorecen el desarrollo bacteriano. En la saliva también se encuentran anticuerpos con capacidad para eliminar bacterias 3. La deglución consiste en el paso de los alimentos sólidos y líquidos desde la boca hasta el estómago y se puede dividir en varias fases. La fase inicial es voluntaria y en ella, una vez que los alimentos han sido preparados para ser deglutidos, la lengua empuja el bolo hacia arriba y hacia atrás apoyándose en el paladar. Así, los alimentos son desplazados hacia la faringe donde comienza el proceso automático, no voluntario, de la deglución. En la fase faríngea los alimentos pasan al esófago a través de la faringe. Cuando los alimentos han alcanzado la parte posterior de la boca y la faringe, se estimulan las áreas receptoras de la deglución situadas alrededor de la zona de entrada a la faringe y en los pilares amigdalinos. Los impulsos generados alcanzan el tronco cerebral y se desencadenan las contracciones automáticas de los músculos faríngeos. A partir de este momento se produce el cierre de la tráquea, la apertura del esófago y la generación de una onda peristáltica en la faringe que empuja el bolo hacia la parte superior del esófago e impide el reflujo. La duración de toda esta fase es inferior a dos segundos. A continuación se produce la fase esofágica involuntaria en la cual los alimentos pasan desde la faringe hasta el estómago 3. El esófago es un tubo muscular que comienza al final de la faringe y termina en la zona del cardias en el estómago, y está formado por una capa muscular externa dispuesta en sentido longitudinal y una interna en sentido circular. En su parte superior está compuesto por fibras de músculo estriado que son sustituidas por fibras de músculo liso según se desciende. La función del esófago durante la deglución es conducir los alimentos desde la faringe al estómago. Para ello, el esófago realiza dos tipos de movimientos peristálticos: peristaltismo primario y peristaltismo secundario. El primario consiste en una continuación de la onda peristáltica iniciada en la faringe que se propaga hacia el esófago. Las ondas peristálticas secundarias se generan por efecto de la distensión de las paredes, cuando algo de alimento permanece retenido en el esófago sin llegar al estómago, y se mantienen mientras no ha descendido todo el alimento. En el esófago se producen secreciones de naturaleza mucosa. Las glándulas situadas en la parte superior segregan moco que impide que los alimentos recién ingeridos lesionen la mucosa. Las situadas en la parte inferior, cercanas a la unión gastroesofágica, tienen como finalidad impedir que la acidez de los jugos gástricos produzca lesiones en la pared del esófago 3. Tema 1 - Digestón de nutrientes 5

6 En el extremo inferior del esófago el músculo esofágico actúa como esfínter que no se diferencia en su anatomía del resto, pero que se encuentra en contracción tónica, a diferencia de la porción media que permanece relajada. Cuando la onda peristáltica de deglución desciende por el esófago, el esfínter gastroesofágico se abre por delante de la onda, por efecto de la relajación receptiva que se produce en el estómago y facilita la propulsión de los alimentos al estómago. La contracción tónica del esfínter gastroesofágico es la responsable de que el contenido gástrico no acceda a la parte inferior del esófago impidiendo el reflujo. De esta manera se evita que el ácido y las enzimas proteolíticas lesionen las paredes esofágicas. Además, el reflujo también es dificultado por el efecto valvular que ejerce la porción del esófago situada por debajo del diafragma. Este mecanismo evita que el aumento de la presión abdominal fuerce el contenido gástrico hacia el esófago 3, Estómago El estómago es un órgano digestivo situado en la parte superior del abdomen en el que se pueden distinguir distintas zonas. La parte que lo une al esófago se denomina cardias y próximo al cardias se encuentra el esfínter esofágico inferior. En el extremo inferior se halla el píloro, esfínter que lo conecta con el duodeno. La parte superior del estómago se denomina fundus. A continuación se encuentra la zona denominada cuerpo y más abajo la porción inferior que recibe el nombre de antro gástrico 5. La pared gástrica se divide en distintas capas: mucosa, submucosa, muscularis propia y serosa. La mucosa es la capa más interna y está formada por el epitelio, la lámina propia, y por debajo de ésta una fina capa muscular denominada muscularis mucosa. En la mucosa se encuentran situadas las glándulas gástricas y diferentes tipos de células epiteliales. La submucosa se sitúa por debajo de la mucosa y en ella hallamos vasos sanguíneos, vasos linfáticos, colágeno, células inflamatorias, fibras nerviosas del sistema nervioso autónomo y células ganglionares del plexo de Meissner. La capa más externa de la pared del estómago es la capa serosa 5. La inervación del estómago se divide en extrínseca e intrínseca y tiene como función controlar la actividad motora y las secreciones gástricas. Sistema nervioso extrínseco. Está formado por el nervio vago y permite el control del sistema nervioso parasimpático sobre la actividad gástrica. El principal neurotransmisor que interviene en el proceso es la acetilcolina. Sistema nervioso intrínseco. Está compuesto por ganglios y nervios que constituyen el sistema nervioso entérico. En él intervienen neurotransmisores que estimulan la actividad muscular como: acetilcolina, taquiquininas, sustancia P y neuroquinina. También participan neurotransmisores que tienen efecto inhibidor sobre la actividad motora del estómago como el óxido nítrico y el péptido intestinal vasoactivo. La serotonina afecta a la motilidad gástrica regulando la contracción y la relajación de la musculatura. A nivel de la capa muscularis mucosa existen un tipo de células especializadas, denominadas células intersticiales de Cajal, que regulan la motilidad gástrica al amplificar los impulsos excitadores e inhibidores transportados por los neurotransmisores al músculo liso del estómago y del intestino 5. En la mucosa del estómago se encuentran dos tipos de glándulas con forma tubular. Las glándulas oxínticas (o parietales), encargadas de segregar ácido clorhídrico, pepsinógeno, factor intrínseco y moco, se encuentran en la superficie del cuerpo y del antro gástrico y están formadas por distintos tipos de células. Las células mucosas del cuello de la glándula segregan principalmente moco y algo de pepsinógeno, las células pépticas cuya función es producir pepsinógeno en grandes cantidades y las células parietales que segregan ácido clorhídrico y factor intrínseco. Las glándulas pilóricas son similares a las glándulas oxínticas y están distribuidas principalmente en el antro gástrico, contienen gran número de células mucosas, escasas células pépticas y casi ninguna célula parietal. Su función es segregar sobre todo moco, algo de pepsinógeno y la hormona gastrina, que interviene en el control de la secreción ácida. La mayor parte de la superficie del estómago está cubierta por una capa continua de células denominadas células mucosas superficiales, que segregan gran cantidad de moco de mayor viscosidad que el segregado por las glándulas 6. Tema 1 - Digestón de nutrientes 6

7 El estómago es el órgano encargado de almacenar los alimentos ingeridos y de iniciar su digestión mediante la actividad motora y mediante la producción de secreciones. Las funciones motoras que realiza son el almacenamiento, la trituración, el mezclado y el vaciamiento controlado de los alimentos. Además, el estómago protege su propia mucosa de la acción de las enzimas gástricas y del ph ácido, mediante distintos mecanismos y por la liberación de sustancias como el moco y el bicarbonato que son segregados por las células mucosas superficiales y forman un gel que cubre la mucosa. Así, las membranas celulares y las uniones estrechas entre células dificultan el paso de los iones hidrógeno al espacio intersticial donde son neutralizados por acción del bicarbonato. Además, las células lesionadas y descamadas de la mucosa son reemplazadas por la migración de células adyacentes. Por último, el flujo sanguíneo de la mucosa provee de los nutrientes y el oxígeno necesario para mantener los mecanismos celulares que intervienen en su protección y en caso de agresión se produce un aumento del flujo sanguíneo de la mucosa gástrica Intestino El intestino participa en diferentes e importantes funciones. La fundamental es la digestión y absorción de nutrientes, electrolitos, agua, sales biliares y fármacos, pero también tiene funciones inmunológicas, endocrinas y motoras. Además, la microflora intestinal, compuesta por un gran número de bacterias, tiene muchas funciones beneficiosas para el huésped de tal forma que actualmente se plantea considerarla como un órgano en si mismo. De hecho, algunos autores propugnan que el intestino, debido a su complejidad, debería considerarse no solamente como un órgano sino más bien como un aparato en si mismo Intestino delgado La digestión que empieza en la boca y el estómago se completa en el intestino delgado dónde los productos de la digestión, las vitaminas y los minerales son absorbidos. En el intestino delgado entran diariamente 9 litros de fluidos, de los cuales 2 provienen de la dieta y 7 de las secreciones GI. En condiciones normales solo 1 ó 2 L llegan al colon 2. La longitud del intestino delgado está comprendida entre 5 y 7 metros, aunque en algunos casos puede alcanzar 8 metros. Se divide en tres partes: duodeno con una longitud aproximada de cm, yeyuno que comienza a partir del ángulo de Treitz y tienen una longitud aproximada de 2,5 metros, e íleon que es la parte distal del intestino delgado y representa aproximadamente el 60% de la longitud total del mismo. Entre el íleon y el colon se sitúa la válvula ileocecal, cuando la presión ileal aumenta o cuando hay comida en el estómago esta válvula se abre y cuando la presión colónica aumenta la válvula íleocecal se cierra. Al reseccionar la válvula ileocecal el contenido intestinal entra más rápidamente en el colon pudiendo producir malabsorción que puede no ser significativa 2. El intestino delgado participa en diferentes procesos fisiológicos gracias a sus funciones motoras, absortivas, inmunológicas y hormonales. Su característica organización histológica es la responsable de aumentar el área de absorción 7. La pared del intestino delgado está cubierta de proyecciones microscópicas en forma de dedos, denominadas vellosidades, que son los vehículos a través de los cuales se absorben los nutrientes. Cada una de las vellosidades está formada por una capa de epitelio con gran cantidad de microvellosidades hacia el lumen (borde en cepillo), con capilares (arteriales y venosos) y con vasos linfáticos 1. Esta estructura de borde en cepillo contiene prácticamente 22 enzimas digestivas y 19 sistemas de receptores y transportadores del producto final de la digestión 7. Las llamadas enzimas del borde del cepillo están en las capas externas de las membranas de las células de la mucosa o enterocitos. Los enterocitos son unas de las células más proliferativas del organismo. Las células indiferenciadas se forman en las criptas de Lieberkuhn para migrar después a las microvellosidades y sufrir una apoptosis seguida de exfoliación hacia el lumen del intestino delgado, de forma que el recubrimiento altamente proliferativo del intestino delgado se recambia cada 2-5 años. Este proceso produce una pérdida de proteínas de alrededor de 30 g/día, siendo la mucosa del intestino delgado particularmente susceptible al daño que producen los agentes que actúan sobre las células en crecimiento 2. Entre el borde en cepillo y las células de la mucosa se sitúa una capa inerte que han de atravesar los solutos antes de ser absorbidos por los Tema 1 - Digestón de nutrientes 7

8 enterocitos y pasar después al fluido intersticial 2. El proceso de absorción tiene lugar principalmente en la región proximal del intestino delgado, excepto para la vitamina B12 y los ácidos biliares que se absorben en el íleon 7. La mucosa intestinal cuenta con células endocrinas que producen hormonas polipeptídicas (gastrina, colecistoquinina, secretina, etc.) que actúan tanto como mensajeras regulando la función intestinal y pancreática, como previniendo la atrofia de la mucosa y reparándola tras una lesión 7. Por otra parte, el intestino es el mayor órgano inmune del organismo. El tejido linfoide asociado al intestino contiene más del 40% del total de las células linfoides presentes en el cuerpo y representa aproximadamente el 25% de la masa de la mucosa intestinal. Produce una forma específica de IgA que es capaz de neutralizar las sustancias tóxicas y virus, así como de inhibir la adhesión bacteriana a la superficie epitelial. Sin embargo, aunque el correcto funcionamiento del sistema inmune del intestino es fundamental para la defensa del huésped frente a los agentes patógenos, no es suficiente 7. El intestino cuenta además con la barrera intestinal formada por la barrera mucosa y la flora intestinal. En la barrera intestinal se encuentran las células epiteliales que, además de participar en los procesos absortivos, digestivos y secretores, pueden responder a las señales ambientas estimulando la producción de células inflamatorias e inmunes. Las uniones intercelulares son responsables del control de los movimientos de las sustancias a través del epitelio y del mantenimiento de la polaridad celular al crear una línea de división entre los dominios apical y basolateral. Son unas áreas muy dinámicas y su permeabilidad se ve influida por estímulos intra y extracelulares 7. En cuanto a la microflora en el intestino delgado se da un incremento progresivo en el número de especies bacterianas que ya están presentes en el estómago, apareciendo además diversas especies anaerobias (bacteroides, lactobacilli, clostridia, etc). En el intestino grueso la composición de la microflora cambia de nuevo con un aumento particular en las especies anaerobias. Además de la defensa contra agentes patógenos debida a la inhibición de la colonización y replicación de las bacterias por competición directa por los nutrientes y los lugares de unión, la microflora intestinal colabora en la maduración morfológica y funcional del sistema digestivo. Además, también está implicada en la síntesis y metabolismo de vitaminas (K, B 12, B 1, C, ácido fólico y ácido pantoténico) e influye en el metabolismo de los ácidos biliares, hormonas, lípidos y diversos fármacos Intestino grueso En el intestino grueso predomina la absorción de agua y electrolitos que contribuye tanto a la formación de heces semisólidas como al mantenimiento del correcto equilibrio hidrosalino en el organismo. Pero también tiene función secretora, produciendo mucus alcalino con funciones protectoras y mecánicas, y función motora caracterizada por movimientos propulsores y no propulsores 7. Inicialmente se minimizó el papel del intestino grueso como potencial fuente de energía porque se consideraba que todo el material que pasaba más allá del íleon terminal se perdía 8. Actualmente se sabe que el colon es un órgano metabólicamente muy activo, que contiene una sociedad extremadamente compleja de microorganismos que, a través de la fermentación, rompen los nutrientes que no pueden ser hidrolizados por las enzimas humanas 9, siendo el principal lugar de absorción de los ácidos grasos de cadena corta producidos tras la metabolización de los carbohidratos por las bacterias anaeróbicas 8. En cuanto a las proteínas, pueden seguir dos vías en el colon: o las utilizan las bacterias para su crecimiento o se desaminan en esqueleto carbonado y amonio proporcionando poca o ninguna energía. Los ácidos grasos de cadena larga, por su parte, son atrapados en el lumen formando complejos insolubles de calcio o magnesio, aunque en condiciones de esteatorrea, algunos pueden ser absorbidos por el colon. Los ácidos grasos y triglicéridos de cadena media pueden ser absorbidos a lo largo de la mucosa intestinal 8. Por lo tanto, no todo lo que llega al intestino grueso se pierde. En los países occidentales, hasta el 10% de las necesidades energéticas diarias se consiguen a través de la funcionalidad del intestino grueso. Esta proporción es mayor en el tercer mundo y en presencia de malabsorción intestinal. Probablemente entre el 10-15% de los carbohidratos de la dieta son fermentados en el colon, favore- Tema 1 - Digestón de nutrientes 8

9 ciendo la absorción de fluidos y electrolitos al reducir el efecto osmótico de las moléculas de carbohidratos no absorbidas 10. La diarrea aparece cuando se altera la capacidad de fermentación colónica (tratamientos antibióticos) o también cuando se encuentra reducida (deficiencia de lactasa) Motilidad del tracto gastrointestinal 4.1. Motilidad Gástrica La actividad motora gástrica es diferente en las distintas partes del estómago: estómago proximal, estómago distal, y píloro. El estómago proximal tiene como función almacenar el alimento durante cortos periodos de tiempo, además de regular el tono muscular gástrico basal. Su principal actividad motora consiste en contracciones lentas tónicas y relajaciones de 5 minutos de duración aproximadamente. Esta actividad determina la presión basal intragástrica, que es el principal factor que influye en el vaciamiento de líquidos. A esta actividad basal se le superponen contracciones rápidas fásicas 5. La función del estómago distal es mezclar y triturar los alimentos sólidos y es el principal determinante del vaciamiento gástrico de sólidos. Durante el ayuno su actividad motora está controlada por el denominado complejo motor migratorio (CMM), que tiene como objetivo barrer los restos de alimentos no digeridos, células descamadas y moco, cuando se ha terminado la digestión de los alimentos. Tiene una duración aproximada de 100 minutos y presenta cuatro fases: una primera de relativa inactividad, una fase de actividad motora irregular, una de actividad motora regular y por último una fase de transición 2. Tras la ingesta de alimentos se produce un cambio en el patrón de actividad del estómago distal que hace que desaparezca el CMM. En esta nueva fase la actividad motora consiste en contracciones irregulares y continuas. Se producen ondas musculares lentas, algunas hacia delante y otras hacia atrás, que se asocian a fuertes contracciones y permiten que los alimentos sólidos se mezclen y sean triturados. La duración y la magnitud de esta actividad motora dependen de la consistencia y la composición de los alimentos ingeridos 5. El píloro se abre de forma intermitente para permitir el paso de líquidos y pequeñas partículas sólidas al duodeno, actuando por tanto como regulador del vaciamiento gástrico. La actividad motora del píloro es tónica y fásica. Durante el CMM el píloro permanece abierto y los contenidos gástricos son barridos hacia el duodeno, mientras que en la fase de actividad motora que se produce tras la ingesta, el píloro permanece cerrado la mayor parte del tiempo aunque se relaja de forma intermitente, normalmente asociado a contracciones que se originan en el antro que presentan baja amplitud. Además, en el antro gástrico también se producen contracciones de mayor amplitud, durante las cuales el píloro se encuentra cerrado lo cual permite que la propulsión de los alimentos se dirija hacia el interior del estómago para que vuelvan a ser mezclados y triturados. El píloro se mantiene cerrado como respuesta a distintos estímulos como es la presencia en el duodeno de lípidos, glucosa, aminoácidos, suero hipertónico o ácido clorhídrico. El control de la actividad del píloro lo realiza el nervio vago. En la relajación intervienen distintos mediadores como óxido nítrico, serotonina, péptido intestinal vasoactivo, prostaglandina, galanina; mientras que en su contracción intervienen histamina, colecistoquinina y secretina 5. El control del vaciamiento gástrico es complejo. Las señales que regulan el vaciamiento gástrico proceden del estómago y también del duodeno, aunque son las duodenales las que tienen mayor influencia. También intervienen determinadas características del alimento ingerido como son el contenido calórico, la osmolaridad, la temperatura, el contenido graso o el tamaño de las partículas sólidas, que lo hacen más lento. El vaciamiento de líquidos se produce con mayor rapidez que el vaciamiento de sólidos Motilidad intestinal Para que se produzca la normal digestión y absorción de los alimentos es fundamental contar con una correcta motilidad intestinal. Cada parte del tracto GI está diseñada para ocuparse de alimentos con determinadas características físicas y de viscosidad, de forma que las actividades motoras con las que cuenta están dirigidas a este tipo de alimentos 2. Tema 1 - Digestón de nutrientes 9

10 El intestino tiene comportamientos complejos controlados por un gran número de neuronas que se encuentran exclusivamente en la pared intestinal. Estas neuronas constituyen lo que en conjunto se conoce como el sistema nervioso entérico (SNE). Por lo tanto, el tracto GI dispone de un alto grado de libertad con respecto al control nervioso central (SNC) y esta característica lo hace único entre los órganos del cuerpo. Aunque el SNC, a través de los sistemas simpático y parasimpático, se encarga de la modulación en conjunto del intestino, es el SNE el responsable del funcionamiento del intestino en cada momento Motilidad del intestino delgado Los patrones motores del intestino delgado en el período postprandial tienen una doble finalidad, con un objetivo fundamental que es mezclar el bolo alimenticio con las enzimas secretadas por el propio intestino, el páncreas y la vesícula biliar. La primera finalidad es facilitar los procesos de digestión y absorción del contenido luminal al mezclar el alimento con las secreciones intestinales (bilis, jugo pancreático, secreciones mucosas, etc.). El movimiento de mezcla ayuda tanto a la digestión como a la absorción, pero además favorece la renovación de la capa que está en contacto directo con el epitelio absortivo (enterocitos) 11. La segunda finalidad es permitir el progreso oral-aboral de las sustancias no digeribles hasta su vaciamiento en el intestino grueso a través de la unión ileocecal; así, una vez que la digestión y la absorción han acabado, son los movimientos del CMM los que van empujando los residuos alimenticios a través del intestino delgado 2. Los patrones de motilidad difieren entre el período digestivo y el inter-digestivo. Durante el período postprandial, la presencia de alimento induce dos tipos de movimientos, principalmente segmentación y peristálticos. Los movimientos de segmentación son los más frecuentes y ocurren durante la mayor parte del tiempo que el quimo permanece en el intestino delgado. Son contracciones y relajaciones cíclicas, localizadas en pequeños segmentos que ocasionan un movimiento de vaivén oral-aboral-oral del contenido luminal para facilitar tanto la mezcla con las secreciones que se vierten a la luz intestinal como la renovación de la capa en contacto con la mucosa. Aunque van más dirigidos a la mezcla que a la progresión, la disminución en la frecuencia de estas contracciones desde el duodeno (12 por minuto) hasta el íleon (8 por minuto) permite un desplazamiento aboral del contenido intestinal 11. Los movimientos peristálticos son mucho menos frecuentes, se limitan a pequeños segmentos intestinales y predominan después de comidas acalóricas 11. La presencia del bolo alimenticio produce una contracción delante del bolo y una relajación en la zona distal que contribuye a su progresión aboral. En general, la progresión del alimento en el intestino delgado es lenta para favorecer la digestión y absorción. Existen además distintos reflejos intestinales en respuesta a la alimentación: el reflejo intestino-intestinal hace que la sobredistensión de un segmento intestinal produzca una relajación del resto del intestino delgado; el reflejo gastroileal favorece el vaciado del íleon cuando se produce un incremento de la actividad secretora del estómago y la distensión ileal inhibe el vaciamiento gástrico (freno ileal). El patrón motor durante los períodos inter-digestivos (varias horas después del procesamiento digestivo del alimento o en ayunas) se caracteriza por períodos de intensa actividad motora con ondas peristálticas que se inician en el antro gástrico y que se desplazan a gran velocidad en sentido oral-aboral hasta el íleon terminal 4. Estos períodos que, en cada segmento, duran entre 5 y 10 minutos, terminan bruscamente y van acompañados de fenómenos secretores. Son los movimientos del CMM tras los cuales se instaura un período de reposo motor durante minutos, que es el tiempo en el que el CMM va desde el antro gástrico hasta el íleon terminal 11. Al llegar a este último segmento, se inicia uno nuevo en el antro. Su función es limpiar el estómago y el intestino delgado de los restos no digeridos y de la microbiota bacteriana, llevándolo todo al intestino grueso. La finalidad es evitar un sobrecrecimeinto bacteriano en el intestino delgado que podría provocar alteraciones hidroelectroliticas y/o de los procesos digestivos y absortivos que cursarían con diarreas 11. Tema 1 - Digestón de nutrientes 10

11 Finalmente, aunque más asociados al intestino grueso, otro tipo de movimientos son las contracciones peristálticas gigantes que aparecen solo en la parte distal del intestino delgado y en el colon. Estas contracciones pueden impulsar los alimentos residuales a través de toda la longitud del intestino en pocos minutos Motilidad colorrectal. El objetivo de las funciones motoras del intestino grueso es la mezcla, almacenamiento, concentración y eliminación de los residuos alimenticios 2, completando la absorción de agua y algunos electrólitos, sirviendo como cámara de fermentación para la fibra y otros nutrientes no digeribles y expulsando los residuos no digestibles fuera del organismo (defecación) 11. El colon ascendente recibe el contenido líquido a través de la válvula ileocecal y a medida que los residuos progresan por el colon transverso y el colon descendente, el contenido luminal se va solidificando 2. Los patrones motores son de dos tipos: a) movimientos de segmentación que mezclan y envuelven el contenido luminal para favorecer la absorción y b) movimientos en masa de progresión del contenido intestinal hacia el recto y el canal anal 4. La segmentación del intestino grueso ocurre en todas sus regiones, tanto proximal (ciego y colon ascendentetransverso) como distal (colon descendente y sigmoideo) e, incluso, algo en el recto. Estos movimientos, teniendo en cuenta la organización anatómica especial del intestino grueso, se denominan haustraciones y dividen el intestino grueso en segmentos ovoideos llamados haustras. Este patrón es más frecuente en las zonas más distales. Cuando cesan los movimientos de segmentación se inician los movimientos en masa, contracciones peristálticas gigantes, que desplazan el contenido luminal de una región a otra en sentido aboral. Estas contracciones son inducidas en el colon izquierdo a menudo en respuesta a la ingesta de alimentos o bien al levantarse por la mañana y pueden ocurrir con o sin defecación. Estos movimientos se producen de una a tres veces al día en individuos sanos 2,11. Normalmente el recto está vacío y las contracciones en el colon descendente empujan los residuos alimenticios al recto. Una vez que el recto se llena con materia fecal, la distensión del recto resulta en la urgencia de defecar que se asocia con el reflejo retroesfintérico, que relaja el esfínter anal interno y contrae el esfínter anal externo. Ambos esfínteres son de contracción voluntaria 2. Los tiempos de tránsito en el intestino delgado y el colon pueden variar, pero se puede generalizar que a la comida le cuesta 4 horas llegar al ciego, 6 horas a la circulación hepática, 9 horas a la circulación esplénica y 12 horas al colon pélvico 2. Como ocurre con el intestino delgado, también existen reflejos colocolónicos y gastrocólicos, que modifican la motilidad. Así, en el primero, la sobredistensión de un segmento del colon provoca la relajación del resto; y en el segundo, la entrada de alimento al estómago estimula la relajación rectal y por lo tanto la urgencia de defecar. La regulación de la actividad motora del intestino grueso es compleja y poco conocida Disfunciones de la motilidad intestinal Obstrucción La motilidad del intestino delgado en algunas ocasiones se puede ver dificultada por obstrucción o íleo paralítico 2. La principal causa de obstrucción son las adherencias postquirúrgicas, aunque también puede haber otras causas como hernias, enfermedad de Crohn, torsiones intestinales, vólvulos ó raramente tumores. Cuando la obstrucción ocurre en el colon la causa mayoritaria son los tumores. El íleo paralítico consiste en una perdida temporal del peristaltismo y normalmente se asocia a la cirugía abdominal, aunque también puede aparecer como consecuencia de infección, infamación, alteraciones hidroelectrolíticas o el uso de determinados fármacos. Tras la cirugía abdominal, el intestino delgado recupera el peristaltismo aproximadamente a las 24 horas y la motilidad del estómago y el colon se recupera entre 48 h y 3 ó 5 días, respectivamente. Las diversas opciones para tratar el íleo pasan por la succión a través de la sonda nasogástrica, el reposo intestinal, la reposición hidroelectrolítica vía intravenosa y minimizar el uso de sedantes. En los períodos prolongados se necesita nutrición parenteral. Tema 1 - Digestón de nutrientes 11

12 La pseudo-obstrucción colónica puede aparecer como una complicación tras el uso de narcóticos, el reposo en cama o la propia patología. No es una obstrucción mecánica pero el intestino está muy dilatado y no puede funcionar normalmente. Como último recurso para la recuperación de la motilidad se puede recurrir a la descompresión del colon. La pseudo-obstrucción intestinal crónica puede ser una alteración reversible de la motilidad que se maneja con el tratamiento paliativo de los síntomas, tales como las náuseas y los vómitos, administrando hidratación intravenosa o nutrición parenteral y, cuando es necesario, dieta absoluta. Algunos pacientes requieren una gastrostomía de descompresión o resecciones del intestino delgado Diarrea Cuando el tránsito se acelera, como en el caso de la diarrea, se pierden en el colon cantidades importantes de sodio, potasio y agua, que pueden causar deshidratación e hipovolemia, pudiendo producir shock hipovolémico y colapso cardiovascular. En algunas situaciones clínicas la fibra dietética, especialmente la soluble en agua, puede utilizarse para controlar la diarrea. Las bacterias colónicas fermentan la fibra (celulosa, pectina, gomas, frutooligosacáridos) formando ácidos grasos de cadena corta, fundamentalmente butirato, que constituyen la principal fuente de energía para el colonocito. La fibra fermentable ayuda a controlar la diarrea retrasando el vaciado gástrico y uniéndose a los ácidos biliares, mientras que la fibra no fermentable puede ayudar a controlar la diarrea ejerciendo una fuerza osmótica que provoca la absorción del agua en el colon. 5. Secreciones gastrointestinales 5.1. Secreciones Gástricas Las funciones secretoras del estómago incluyen la producción de ácido clorhídrico, pepsina, factor intrínseco, moco y distintas hormonas gastrointestinales, que son liberadas por glándulas y células especializadas situadas en la mucosa gástrica. Los principales mediadores, neurotransmisores y hormonas, que intervienen en la regulación de las secreciones gástricas son la acetilcolina, la histamina y la gastrina. Todos ellos actúan por unión a los receptores situados en las células responsables de la secreción y que son específicos para cada mediador. La activación de los receptores inicia los procesos que conducen a la liberación de las secreciones. La acetilcolina actúa sobre todos los tipos de células secretoras de las glándulas gástricas y estimula por tanto la secreción de pepsinógeno, ácido clorhídrico y moco. La histamina y la gastrina actúan de forma específica sobre las células parietales estimulando la secreción ácida, pero no tienen efecto sobre el resto de células de la mucosa 6. El moco es una secreción densa compuesta por agua, electrolitos y una mezcla de distintas glucoproteínas, que forma una capa de gel que cubre la mucosa. Se caracteriza por su densidad, la elevada viscosidad, ser prácticamente insoluble en agua, y por su ph alcalino, aunque sus características no son iguales en las distintas partes del tracto digestivo. El moco protege la pared del estómago del efecto del ph y de las enzimas gástricas y tiene también un efecto lubricante que favorece el desplazamiento de los alimentos. Además, por su ph alcalino, contribuye a proteger la pared gástrica del efecto de la secreción ácida 6. La secreción ácida del estómago realiza distintas funciones, como son facilitar la digestión de los alimentos por acción directa del ph gástrico, permitir la actividad proteolítica de la pepsina y favorecer la absorción de determinados nutrientes tales como calcio, hierro y vitamina B12. Además, impide el crecimiento de las bacterias que son ingeridas con los alimentos y el sobrecrecimiento de bacterias intestinales. Las células parietales se encuentran situadas en las glándulas oxínticas o parietales del estómago y son las encargadas de liberar ácido clorhídrico al estómago cuando se estimulan los receptores situados en su membrana, por acción de los mediadores acetilcolina, gastrina o histamina 13. La enzima adenosinatrifosfatasa sodio potasio (ATPasa) o bomba de protones, se encuentra almacenada en unas túbulo-vesículas del interior celular. Cuando la célula parietal es estimulada se produce Tema 1 - Digestón de nutrientes 12

13 un reordenamiento del citoesqueleto y las túbulovesículas se unen con la membrana de los canalículos secretores. Este proceso desencadena la secreción ácida gástrica con intercambio entre el potasio extracelular y el hidrógeno intracelular; durante este proceso se consume energía al segregarse hidrógeno en contra de gradiente de concentración. Por este motivo, las células parietales contienen en su interior numerosas mitocondrias que son las encargadas de suministrar la energía necesaria. Además, durante la secreción ácida también se segregan potasio y cloro a través de una serie de canales que son independientes de los canalículos secretores 5. La ingesta de comida es el estímulo fisiológico de la secreción ácida. La respuesta secretora a los alimentos se divide en tres fases: fase cefálica, fase gástrica y fase intestinal. La primera fase, denominada cefálica o vagal, empieza cuando se reciben estímulos alimenticios a través de la vista, el pensamiento, el olfato o el gusto y estos estímulos activan lugares del hipotálamo o de la corteza cerebral, que envían señales al estómago a través de los nervios vagales. En las terminaciones nerviosas se libera acetilcolina que estimula a las células enterocromafines responsables de segregar histamina y a las células parietales encargadas de liberar la secreción ácida. Esta fase es más corta que las otras, pero la cantidad de ácido segregada por unidad de tiempo es mayor. La fase gástrica empieza cuando el alimento alcanza el estómago, dura hasta que el estómago se queda vacío y supone el 60% de la secreción ácida en respuesta a la ingesta. En la regulación de esta fase intervienen distintos factores. Los aminoácidos y pequeños péptidos estimulan directamente las células G del antro gástrico para liberar gastrina, que circula en sangre y estimula la secreción ácida por las células parietales y la liberación de histamina de las células enterocromafines. Además, la distensión del estómago proximal estimula la secreción ácida a través de un reflejo vagovagal. La distensión del antro también estimula la liberación de gastrina en esta zona del estómago. La acetilcolina estimula la liberación de gastrina y ésta a su vez estimula la liberación de histamina de las células enterocromafines. La fase intestinal de la secreción ácida gástrica no es todavía bien conocida. Comienza al iniciarse el vaciamiento gástrico y se mantiene mientras permanecen los alimentos en el intestino delgado. Supone el 10% de la secreción ácida inducida por el alimento. Además de la secreción ácida estimulada por la ingesta, el estómago mantiene la producción de una secreción ácida basal, entre 2 y 5 meq de ácido clorhídrico por hora, que es mayor por la noche y contribuye a mantener el ph gástrico e impedir así, el crecimiento de bacterias en el estómago 5. La histamina es el principal estimulante de la secreción ácida del estómago. Se encuentra localizada en los mastocitos de la mucosa gástrica y en las células enterocromafines. La hormona gastrina es el principal estímulo para la secreción de histamina de las células enterocromafines, que también pueden ser activadas por otros mediadores como el polipéptido activador de adenilato ciclasa y el péptido intestinal vasoactivo. Además, la histamina también se puede liberar desde los mastocitos en presencia de determinados antígenos, pero este mecanismo no participa en la fisiología normal de la secreción ácida gástrica. La somatostatina es el principal inhibidor de la liberación, aunque también intervienen otros mediadores con actividad inhibidora. El efecto de la histamina se produce a través de la estimulación de los receptores H 2 y por acción sobre los receptores H 3 que bloquean la acción de la somatostatina 13. La gastrina es un polipéptido de 17 aminoácidos, aunque existen varias formas moleculares con distinto número de aminoácidos, cuya actividad reside en los cuatro aminoácidos en posición C- terminal. Se produce en unas células endocrinas especializadas denominadas células G que se encuentran en el antro gástrico y la liberan al torrente circulatorio. Es el principal regulador hormonal de la secreción ácida gástrica, acción que lleva a cabo por efecto trófico sobre las células parietales y sobre las células enterocromafines, además actúa de forma directa sobre las células enterocromafínes para la secreción de histamina que a su vez activa a las células parietales que segregan ácido. La secreción está regulada por diferentes factores, algunos relacionados con la ingesta de alimentos. El grado de distensión gástrica influye de forma que a mayor distensión existe mayor producción de gastrina. Los alimentos, Tema 1 - Digestón de nutrientes 13

14 principalmente proteínas, péptidos y aminoácidos, estimulan la liberación por acción directa sobre las células G y por efecto directo a nivel neuronal. El ayuno y un valor bajo del ph gástrico tienen efecto inhibidor mientras que un ph gástrico elevado activa la secreción. La somatostatina actúa como principal inhibidor y su liberación es estimulada a su vez por acción de la gastrina. El péptido liberador de gastrina tiene efecto activador. La activación colinérgica, tanto por efecto de la distensión gástrica como por respuesta a la ingesta, tiene efecto estimulador 5,13. El pepsinógeno es segregado por las células pépticas o mucosas del estómago. Existen distintos tipos con pequeñas diferencias entre ellos, pero todos presentan la misma actividad. Los principales factores estimulantes de la secreción son la ingesta alimentaria, a través de la acción de la acetilcolina, y el ácido presente en el estómago. La liberación es inhibida por la acción de la somatostatina. El pepsinógeno no tiene actividad enzimática por sí mismo, pero al entrar en contacto con la pepsina previamente formada y con el ácido clorhídrico del estómago se divide dando lugar a la pepsina, que es el enzima con actividad proteolítica. La pepsina necesita medios muy ácidos para su actividad (ph entre 1.8 y 3.5) y es inactiva a ph alcalino 5,13. El factor intrínseco es una sustancia segregada por las células parietales del estómago al igual que el ácido clorhídrico. Actúa al unirse a la vitamina B12 en la luz intestinal formando un complejo que se absorbe en el íleon 13. La leptina pertenece a la familia de las citoquinas y actúa por unión a un receptor del grupo de los gp130 de los receptores de citoquinas. Se produce principalmente en células del tejido adiposo, pero también en la placenta y el estómago. La concentración en sangre está relacionada con el contenido graso del organismo, es mayor en mujeres que en hombres y disminuye con la edad. La síntesis es estimulada por efecto de la insulina, los glucocorticoides y el factor de necrosis tumoral alfa. Su principal efecto es la disminución de la ingesta de alimentos por distintos mecanismos, como disminución de la sensación de hambre, mayor sensación de plenitud tras la ingesta y una percepción disminuida de recompensa tras la comida. Además tiene otros efectos en el organismo como efecto protrombótico y sobre la formación de hueso 2,5. La grelina es un péptido de 28 aminoácidos que pertenece a la familia de la motilina. Es producida en las glándulas oxínticas de la mucosa gástrica por unas células denominadas P/D1 y actúa por unión al receptor secretagogo de la hormona de crecimiento. Sus principales efectos en el organismo son la liberación de hormona de crecimiento y el aumento del apetito (efecto orexígeno) que da lugar a un balance energético positivo por aumento de la ingesta y, en consecuencia, ganancia de peso. La liberación de grelina aumenta durante el ayuno y en situaciones en las que se produce un balance energético negativo, como puede ser la inanición o la anorexia. Tras la ingesta se produce una reducción de la síntesis de grelina y disminución de sus niveles en sangre 14. Las prostaglandinas son factores autocrinos, tienen efecto sobre la misma célula que las produce, que tienen efecto inhibidor sobre la secreción ácida, sobre la función de la célula parietal estimulada por la histamina y sobre la liberación de histamina estimulada por la gastrina. Se sintetizan en células situadas en el epitelio y en la lámina propia, principalmente macrófagos y células del endotelio vascular 13. El péptido liberador de gastrina es un neurotransmisor liberado en las terminaciones nerviosas que estimula la liberación de gastrina y de somatostatina por unión a los receptores situados en la superficie de las células G y D de la mucosa gástrica. También actúa como mediador en el aumento del flujo sanguíneo en la mucosa, con fines protectores en presencia de sustancias irritantes en el estómago 13. La somatostatina es un péptido con estructura cíclica que se encuentra distribuido por distintos tejidos del organismo y a nivel gastrointestinal se produce en las células D de la mucosa gástrica. Tiene efectos reguladores sobre el tracto gastrointestinal, donde actúa inhibiendo la motilidad del estómago y la vesícula biliar, así como inhibiendo la liberación de la mayoría de secreciones gastrointestinales. Tema 1 - Digestón de nutrientes 14

15 Sobre la secreción ácida gástrica actúa como inhibidor potente de la liberación de histamina en las células enterocromafines y en menor grado impide la secreción de gastrina. La secreción es incrementada por la ingesta de alimentos, por la acidez gástrica y por acción de la gastrina. Su liberación también se regula por el sistema nervioso autónomo y es inhibida por efecto de las catecolaminas y estimulada por acción de la acetilcolina y activadores colinérgicos Secreciones Biliares El hígado actúa como glándula aneja del tubo digestivo secretando la bilis a la luz intestinal. La bilis es fundamental para la digestión y absorción de grasas y vitaminas liposolubles (ácidos biliares); además, también tiene funciones de excreción (pigmentos biliares, colesterol, fármacos, etc.) 2,11. La bilis es una solución acuosa con dos componentes: uno inorgánico constituido por electrólitos (Na +, K +, Cl - y HCO3 - ) y otros minerales (Ca2+); y otro orgánico formado por ácidos biliares (65%), fosfolípidos (lecitinas) (20%), colesterol (40%), proteínas (5%) y pigmentos biliares (0,3%) mayoritariamente bilirrubina 11. Su función digestiva la ejercen principalmente los ácidos biliares. Sin la bilis hasta el 50% de la grasa ingerida puede aparecer en heces, cuando en circunstancias normales el 100% de la grasa es absorbida 2. Las sales biliares son sales de los ácidos biliares (metabolitos del colesterol) con sodio y potasio. Normalmente los ácidos biliares están conjugados con dos aminoácidos (taurina y glicina) y al ph de la bilis están en forma aniónica formando mayoritariamente sales de Na +, por lo que se les denomina también sales biliares 4. Los ácidos biliares se comportan como moléculas anfipáticas (una parte hidrófoba y otro hidrófila) y por encima de ciertas concentraciones forman micelas (agregados moleculares) cuya función es mantener a los otros lípidos biliares en solución, especialmente el colesterol 11. Los principales ácidos biliares sintetizados por el hígado son dos: el cólico y el quenodeoxicólico. Son sintetizados en el hepatocito a partir del colesterol, de forma que, además de función digestiva, constituyen la principal vía de eliminación del colesterol del organismo. Estos ácidos primarios, una vez secretados a la luz intestinal, son transformados por la microbiota bacteriana en los ácidos biliares secundarios: el deoxicólico y el litocólico 2,11. El deoxicolato se absorbe, mientras que la mayor parte del litocólico se excreta en heces 2. Los pigmentos biliares incluyen la bilirrubina y la biliverdina que son los responsables del color amarillo de la bilis. La bilirrubina se forma por ruptura de la hemoglobina. En condiciones patológicas, cuando se acumula la bilirrubina en sangre, piel, escleras y membranas mucosas aparece el color amarillo conocido como ictericia. El color marrón de las heces deriva de los pigmentos formados por las bacterias colónicas al transformar los pigmentos biliares, por ello cuando los ácidos biliares no llegan al colon, como en el caso de una obstrucción biliar, se aprecia ausencia de color en las heces 2. La bilis se secreta continuamente al canalículo biliar a través del polo apical (o biliar) del hepatocito desde donde se dirige, por los conductillos biliares intrahepáticos, al árbol biliar extrahepático, y de allí, a través del conducto biliar común, llega finalmente al esfínter de Oddi en el duodeno. Este esfínter permanece cerrado en el período interdigestivo que es cuando la bilis se almacena en la vesícula biliar y se concentra ya que, gracias a las propiedades del epitelio de la pared de la vesícula biliar, los electrolitos son absorbidos creando un gradiente osmótico que capta el agua hacia la sangre. Diariamente se secretan aproximadamente 500 ml de la bilis. Cuando se produce una disminución de ácidos biliares y fosfolípidos y /o un aumento en el contenido en colesterol éste puede precipitar formando cálculos biliares 2. Tras la ingestión se inician contracciones intermitentes de la vesícula y relajaciones simultáneas del esfínter de Oddi que van drenando la bilis hacia el duodeno. Durante la fase intestinal, la presencia en el duodeno de ácido y productos de la digestión de proteínas, y sobre todo de las grasas, induce un aumento de la secreción hepática de bilis (efecto colerético) y una contracción vesicular que hace que se drene gran cantidad de bilis hacia la luz intestinal (efecto colagogo). Cuando los ácidos biliares llegan en una gran concentración a la luz intestinal ejercen sus funciones en la digestión y la absorción de la grasa de la dieta y tras haber ejercido esa función Tema 1 - Digestón de nutrientes 15