UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA FACULTAD DE CIENCIAS Y FILOSOFIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLOGICAS Y FISIOLOGICAS CURSO: FISIOLOGIA HUMANA GUIA DE PRACTICA: FISIOLOGIA DIGESTIVA PROFESOR RESPONSABLE: 1- Lic. Hugo Antonio Flores Liñán
FISIOLOGIA DIGESTIVA PRACTICA DE LABORATORIO ACCiÓN DE LOS ANTIÁCIDOS EN EL TUBO DIGESTIVO, FLATULENCIA Y SALIVACION INTRODUCCIÓN AUTORES : Dr. Eduardo Monge Lic. Jose Luis Macarlupu La acidez es generalmente causada por un exceso en la producción de ácido clorhídrico en el estómago que puede ocasionar ardor en la parte superior del abdomen que en ocasiones puede subir hasta la garganta. Casi todos experimentamos de manera ocasional la acidez o pirosis, pero si ésta se presenta de manera frecuente y progresiva, se puede estar sufriendo la enfermedad de reflujo gastroesofágico (ERGE). El reflujo se presenta cuando el alimento o los líquidos se devuelven desde el estómago hasta el esófago. Este material parcialmente digerido es usualmente ácido y puede irritar el esófago, ocasionando con frecuencia acidez y otros síntomas. Normalmente, la deglución ocasiona el movimiento de las paredes musculares del esófago a modo de olas con el fin de empujar el alimento hacia el estómago. Justo después de que el alimento ha ingresado alli, una banda de músculo que se encuentra al final del esófago (denominada esfínter esofágico inferior o LES, por sus siglas en inglés) cierra el esófago.
También es importante en el proceso que el cardias, 'valvula' que al contraerse impide el paso de alimento y de los jugos gástricos al esófago, efectue su función correctamente, pues si no lo hace podría pasar el contenido gástrico al esófago. Si este músculo no logra cerrarse bien, los contenidos del estómago pueden devolverse al esófago originando acidez y otros síntomas. SECRECIÓN DE ÁCIDO El ácido clorhídrico secretado en el estómago se produce en células específicas, llamadas oxínticas o parietales, que también secretan el factor intrínseco, necesario para la absorción de la vitamina 812. El fundamento básico de la producción ácida viene de la acción de una bomba de protones H+/K+ ATPasa, que libera hídrogeniones a la luz gástrica en intercambio con iones de potasio, en proceso controlado por Histamina (receptores H2), Acetilcolina (receptores M1) y Gastrina con modulación por prostaglandinas. La secreción de ácido es regulada por nervios y hormonas gastrointestinales. Entre estos, hay tres mecanismos principales encargados de estimular de la secreción ácida que son la gastrina, producida por las células G del antro, la histamina por las células ECL de la lamina
propia de la glándula oxínticas y la acetilcolina que es secretada por las fibras postsinápticas vagales que inervan la mucosa gástrica. Existe también un mecanismo inhibitorio mayor a cargo de la somatostatina que es producido por las células D. La interrelación de estos mecanismos es extremadamente complejo e incluso aun no son conocidos en su totalidad. CÉLULA PARIETAL La célula parietal cuenta con tres receptores: uno para la histamina denominado receptor H 2 y que actúa a través de la adenil ciclasa; uno para la acetilcolina denominado receptor M3 que es mediado por el PIP 2 ; y finalmente el receptor G que es especifico para la gastrina, el cual aparentemente no parece tener gran importancia dado que la acción de la Gastrina es a través de la célula ECL. La acción de estos receptores tanto para estimulo, como para bloqueo es sinérgico, es decir que cuando se interviene uno de estos receptores los otros responden en forma proporcional. La somatostatina inhibe tanto las células G como las parietales. Cuando la célula parietal es estimulada, hay cambios morfológicos para alistar el aparato secretor. Pocos minutos después de la estimulación los canalículos secretorios se alargan y se prepara la bomba H/K ATPasa (bomba de protones). Esta bomba es activa solo cuando se inserta en la membrana luminal, requiere de abundante ATP para su funcionamiento y su acción es secretar protones en contra de un gradiente. Esta bomba esta compuesta de dos sub unidades, la unidad alfa y la unidad beta. Los determinantes para la secreción de protones es la salida de K de la célula, potasio que se recicla. Para mantener un ph adecuado dentro de la célula parietal se requiere que funcione en la célula otro mecanismo que esta localizado en la membrana basar, el cual es el intercambio del CI/HCO3. Para mantener un ph adecuado dentro de la célula parietal se requiere que funcione en la célula otro mecanismo que esta localizado en la membrana basal, el cual es el intercambio del Cl/HCO3.
FASES DE LA SECRECIÓN GÁSTRICA La secreción gástrica puede dividirse en tres fases. Fase Cefálica La fase cefálica incluye respuestas evocadas por estímulos del sistema nervioso central, los cuales pueden ser iniciados por oler, saborear, deglutir, oír, pensar o por hipoglucemia. Las áreas del SNC importantes como centros reguladores de la fase cefálica de la secreción gástrica son el area postrema, núcleo del tracto solitario y el núcleo motor dorsal. Una variedad de peptidos neurales como el polipéptido pancreático, el neuropéptido Y puede mediar esta respuesta. Cuando estas áreas reciben información de otras partes del cerebro, de señales hormonales o metabólicas, ellas activan la secreción gástrica a través del nervio vago. Las neuronas entéricas del vago contienen acetilcolina y péptido estimulante de la gastrina. Fase Gástrica La fase gástrica se presenta cuando el alimento llega al estomago. Esta fase aporta casi el 50% de; total de la secreción ácida. El mayor componente de esta fase es la respuesta a la distensión gástrica producida por el contenido luminal particularmente en el antro. Otro componente mayor de esta fase es el aumento de gástrica por estímulos de péptidos y aminoácidos. Los carbohidratos y las grasas no son tan potentes estimuladores de la secreción ácida.
Fase Intestinal La fase intestinal se produce por el estimulo del quimo gástrico en la porción proximal del intestino delgado. Los iniciadores de esta fase son la distensión luminal y la absorción de ácidos. Contribuye con un 10% de la secreción acida.. MECANISMOS INHIBITORIOS DE LA SECRECION ÁCIDA Cada una de las fases de secreción tiene mecanismos inhibitorios. En la fase cefálica se ha demostrado que la interleukina-1 (IL-1), prostaglandinas y el factor estimulante de la corticotropina (CRF) producen inhibición de esta fase. Durante la fase gástrica, la acidificación de la mucosa antral es un factor inhibitorio de la secreción ácida. Al disminuir el ph se estimula la producción de la somatostatina por las células d que inhiben la producción de gastrina. En la fase intestinal los agentes que inhiben la secreción ácida por intermedio de hormonas denominadas "enterogastronas" son el ph bajo, las soluciones hiperosmolares y las grasas. SECRECiÓN DE PEPSINOGENO Las células principales secretan pepsinógeno, que por acción del ácido se convierten en pepsina. La pepsina interviene en el proceso de degradación metabólica de las proteínas. Hay dos clases de pepsinógeno, el pepsinógeno tipo i que secretado en el cuello de la glándula oxíntica, mientras el pepsinógeno tipo II es secretado por las glándulas de Brunner y las pilóricas. SECRECiÓN DE MOCO Y BICARBONATO El moco esta formado por glucoproteínas que tienen propiedades fisicoquímicas. El moco es extremadamente hidrofílico y puede formar geles. Dos formas de moco se encuentran en el estomago, una forma es soluble y otra insoluble. La forma insoluble es la que esta mas cerca al epitelio gástrico y es adherente y viscoso. En el estomago se secreta bicarbonato a través de la anhidrasa carbónica. Por consiguiente, el ph logrado a través de los mecanismos es muy bajo, por lo que la mucosa gástrica debe estar eficazmente protegida contra el daño causado por esa acidez. Esto se logra gracias a la presencia de una espesa capa de mucus y al contenido de bicarbonato, siendo ambos mediados por la acción de prostaglandinas.
TRASTORNOS GÁSTRICOS: ACIDEZ Cuando hay discordancia entre los mecanismos secretores y protectores del estómago, de tal manera que los primeros predominen, comienza un círculo vicioso de destrucción de la mucosa gástrica y/o duodenal, que no sólo son afectadas por el ácido, sino también por la pepsina, generándose trastornos que van desde simples molestias hasta la enfermedad acido-péptica, con diversas formas de gravedad que incluyen el reflujo gastroesofágico, el síndrome de Zollinger-Ellison y la úlcera péptica. En las últimas dos décadas se ha implicado también la intervención de una bacteria, el Helicobacter pylori, en la patogénesis de estos trastornos. Dada su patogénesis, el tratamiento farmacológico de estos trastornos se dirige a dos aspectos principales: el decremento de los factores "dañinos", es decir de los productos de la secreción gástrica (o su acción) y/o el incremento de los factores protectores de la mucosa gastrointestinal. La pirosis o acidez puede también ser un efecto secundario de ciertos medicamentos, entre los cuales se incluyen: - Bloqueadores de los canales de calcio para la alta presión (por ejemplo, la amiodipina, el diltiazem, la felodipina, la nifedipina y el verapamilo). - Bisfosfonatos para la osteoporosis (por ejemplo, el alendronato y el risedronato). - Las hormonas de progestina utilizadas para el sangrado menstrual anormal o como anticonceptivo (por ejemplo, la noretindrona y la medroxyprogesterona) - Anticolinérgicos (por ejemplo, la escopolamína para el mareo provocado por el movimiento de un bote o barco) - Aspirina o medicamentos antiinflamatorios no esteroides NSAIDs, como el ibuprofeno - Ciertos broncodilatadores para el asma (como la teofilina) - Antidepresores tricíclicos (como la amitriptilina y la nortriptilina) - La dopamina para el mal de Parkinson - Sedantes para el insomnio o la ansiedad - Bloqueadores Beta para la presión alta o para la enfermedad cardiaca (como el atenolol, ellabetalol, el metoprolol, el nadolol, el pindolol y el propranolol> TRATAMIENTOS: ANTISECRETORES Como se dijo, la secreción gástrica se determina por tres agonistas principales: Histamina, Acetilcolina y Gastrina, que interactúan a través de una vía final común de acción en la bomba de protones H+ - K+ - ATPasa. Así, pueden existir diversos grupos de fármacos con acción antisecretora, que se detallan a continuación:
TRATAMIENTOS: ANTAGONISTAS DE LOS RECEPTORES H2 Son bloqueadores altamente selectivos de los receptores histaminérgicos H2. Representantes de estos fármacos son la cimetidina, la ranitidina, la famotidina y la nizatidina. Todos tienen una similar eficacia farmacológica, causando pocos efectos fisiológicos fuera de la modificación de la secreción gástrica. Ha de considerarse que todo agente que afecte la secreción gástrica tiene el potencial para afectar la absorción de otras drogas. Sin embargo, la interacción de mayor relevancia es la que se produce con respecto a la cimetidina, la cual es capaz de inhibir la actividad del citocromo P450, por lo que altera el metabolismo de diversos fármacos, incluyendo la fenitoína, la teofilina, la warfarina, el propranolol, el fenobarbital, etc. Adicionalmente, la cimetidina inhibe la secreción tubular de la procainamida, por lo que los niveles de este fármaco aumentan Se cree que estos fármacos una ligera inhibición del metabolismo del etanol. Usos clínicos en primer lugar. Son drogas útiles en el tratamiento de las úlceras gastroduodenales. así como en el Síndrome de Zollinger - Ellison y el reflujo gastroesofágico Otros usos incluyen la esofagitis de reflujo, las úlceras de estrés, el síndrome de intestino corto y diversos estados hipersecretores. TRATAMIENTOS: INHIBIDORES DE LA H + /K + ATPASA Son inhibidores irreversibles y selectivos de la bomba de protones Representantes de este grupo son el omeprazol, el lansoprazol y el pantoprazol. Sus interacciones más importante son las relacionadas con la capacidad de inhibir la actividad del citocromo P450, alterando el metabolismo de diversas drogas, aunque con menor intensidad que la cimetidina Usos clínicos: tratamiento de las úlceras pépticas, del Síndrome de Zollinger - Ellison y el reflujo gastroesofágico. TRATAMIENTOS: OTROS FÁRMACOS ANTISECRETORES Dada la fisiología de la secreción gástrica, pueden determinarse tres puntos adicionales de inhibición de la secreción gástrica - Acción de las prostaglandinas: el misoprostol es un derivado metilado de la PGE1, que reúne una acción inhibitoria de la secreción con la acción protectora de la mucosa gástrica. Es el fármaco de elección en las úlceras inducidas por administración de AiNEs, que se producen justamente por alteración del mecanismo de las prostaglandinas.
- Acción antimuscaríníca: los fármacos antimuscarínicos en general inhiben la secreción gastrointestinal, pero suelen causar muchos efectos indeseables por su poca selectividad La pirenzepina y la telenzepina son fármacos que bloquean con alguna selectividad al receptor M1, por lo que tienden a reducir la secreción gástrica. Igualmente, están en estudio algunas drogas, como la galamina, Que actuarían modulando alostéricamente la acción muscarínica - Análogos de la somatostatina: Octreótido, lanreótido: drogas que afectan la función hormonal normal. Generando inhibición de la secreción de células parietales, al parecer a través de una acción mixta: directa en dichas células o por disminución de la actividad de la gastrina. Sólo existen formulaciones intravenosas, restringiéndose su uso (experimental) al tratamiento de tumores gastrointestinales neuroendocrinos. TRATAMIENTOS: PROTECTORES DE LA MUCOSA En general, estas drogas actúan favoreciendo los mecanismos fisiológicos de protección de la mucosa gástrica y/o funcionando directamente como protectores ("de cobertura").. - Agentes de Cobertura: Estos agentes incluyen al Sucralfato (sulfato de sacarosa aluminio) y a los preparados de Bismuto coloidal (subsalicilato de Bismuto). Su acción, fundamentalmente local, está mediada por la propiedad que tienen de fijarse de manera selectiva al tejido necrótico presente en la base de las úlceras. Sin embargo, también tendrían alguna' capacidad de aumentar la síntesis de prostaglandinas, con posible aumento en la secreción de moco y bicarbonato. - Carbenoxolona: Es un derivado del ácido glicirrícico, capaz de alterar la composición y cantidad del moco gástrico. Tiene cierto efecto mineralocorticoide, que ha limitado su uso.. - Análogos de las prostaglandinas: Aparte del efecto en la secreción, estas drogas ejercen acción protectora, aparentemente favoreciendo de la secreción de moco y bicarbonato en la mucosa gástrica. TRATAMIENTOS: ANTIBIÓTICOS Helicobacter pylori es un patógeno humano que coloniza la mucosa gástrica, causando inflamación de la misma, lo que al parecer estaría relacionado con el aumento del riesgo de enfermedad ácido-péptica. En casos graves, este microorganismo debe ser eliminado ("erradicación"). Lo cual favorece la curación. Algunos de los agentes a los cuales el H. pylori es sensible incluyen el metronidazol., el tinidazol y la ampicilina.
TRATAMIENTOS: ANTIÁCIDOS Los antiácidos constituyen un grupo de medicamentos utilizados para neutralizar el ácido clorhídrico del jugo gástrico. Cuando se segrega un exceso de jugo gástrico se puede inducir la formación de una úlcera en el estómago. Debido a que son bases débiles. Los antiácidos ejercen su acción sobre el producto final de la secreción gástrica, es decir sobre el ácido clorhídrico, al cual, administrados en cantidades suficientes, son capaces de neutralizar, a través de una reacción química como esta: HCI + XOH H20 +CO2 + XCI Es decir: HCI (ácido del estómago) + Antiácido (base débil) H20 + CO2 + sales Al neutralizar el exceso de ácido secretado por el estómago mediante una reacción química mencionada, los antiácidos son medicamentos destinados a disminuir el ardor de estómago, la sensación ácida y la indigestión con acidez. Esta reacción puede hacer que el ph gástrico, que normalmente puede alcanzar valores tan bajos como 1, tome un valor de alrededor de 5. Se encuentran en presentaciones líquidas o en tabletas. Algunos de los más usados son el Hidróxido de Aluminio [AI(OH)3], el hidróxido de Magnesio [Mg(OH)2] el Carbonato de Calcio CaCO3] y el Bicarbonato de Sodio [NaHCO3]. Son fármacos de toxicidad baja, pero pueden generar en algunos casos trastornos hidroelectrolíticos, incluyendo casos raros de alcalosis franca. También pueden generar cierta retención líquida, amén de los síndromes clínicos relacionados con la administración excesiva de algún ión (Hipofosfatemia, Hipercalcemia, Hipermagnesemia, etc.). El hidróxido de magnesio presenta efectos catárticos, mientras que el de aluminio tiende a generar constipación, por lo que se recomiendan las combinaciones de ambos. Sus interacciones son principalmente debidas a la interacción con la absorción y/o eliminación de otras drogas (alteración del ph gástrico y urinario), por lo que disminuyen la biodisponibilidad de compuestos de hierro, teofilina, quinolonas, tetraciclinas, isoniacida, ketoconazol, etc.; mientras que, por otra parte, pueden aumentar la absorción de sulfas, levodopa, etc. Pueden disminuir el metabolismo hepático ranitidina y aumentar la eliminación de ciertos fármacos como la aspirina y él fenobarbital. Usos: Úlcera péptica, Reflujo Gastroesofágico, Profilaxis de las úlceras de estrés.
TIPOS DE ANTIÁCIDOS Sistémicos En ellos se absorbe la parte catiónica del medicamento administrado para producir la neutralización, por lo que puede originarse una alcalosis sistémica. Tienen una acción rápida, pero poco duradera, con un posible efecto de rebote, es decir, se puede crear una mayor cantidad de ácido en el estómago. En este primer grupo se encuentra el bicarbonato sódico, probablemente el antiácido más utilizado. A fin de obtener los mejores resultados, debe tomarse entre una y tres horas después de las comidas y al acostarse. Hay que tener en cuenta que el bicarbonato tiene un elevado contenido en sodio, sobre todo en el caso de personas que estén siguiendo una dieta baja en este elemento por problemas renales o hipertensión. No es bueno ingerirlo con grandes cantidades de leche o productos lácteos, ya que puede presentar efectos secundarios no deseados, como inapetencia, náuseas, vómitos, calambres, etcétera. No debe emplearse nunca durante periodos de tiempo superiores a dos semanas. No sistémicos La parte catiónica forma una sal que no se absorbe. La acción de estos productos es más lenta y prolongada y generalmente no tienen efecto de rebote. En este segundo grupo se hallan las sales de calcio, magnesio y aluminio. Las sales de calcio, como el carbonato, son antiácidos potentes y, al igual que el bicarbonato, no se pueden administrar durante mucho tiempo; las de magnesio y aluminio son menos fuertes, pero su efecto es más duradero 'y pueden ser utilizadas durante periodos más largos. Su ingestión debe realizarse al menos una hora después de las comidas y al acostarse. Estas sales actúan sobre el intestino y pueden producir efectos astringentes (estreñimiento) o laxantes (diarrea). Por lo general, las sales de magnesio se mezclan con las de aluminio y con ei carbonato cálcico a fin de contrarrestar en lo posible las consecuencias sobre la motilidad intestinal.
OBJETIVOS - Evaluar la capacidad neutralizante de un antiácido comercial, a través de la evolución del ph en función del tiempo. - Evaluar la influencia de los antiflatulentos sobre la tensión superficial de una solución - Comparar la respuesta de salivación ante diferentes estímulos PROCEDIMIENTO La siguiente práctica consistirá en tres ejercicios. El primero consistirá en hacer una comparación de la capacidad de diferentes antiácidos para amortiguar cambios de ph, luego se evaluara la acción de un antiflatulento comerciales y finalmente la respuesta de la salivación ante estímulos diversos EJERCICIO 1: EVALUACiÓN DE LA CAPACIDAD AMORTIGUADORA DE LOS ANTIÁCIDOS Material Tiras reactivas de ph Ácido Clorhídrico 0.1 M Erlenmeyer de 250 ml Antiácido de marca comercial Vortex Pipetas graduadas de 5 ml Procedimiento a) Verter 50 ml de la solucion de HCI 0.1 M en un vaso de precipitado de 250 ml. b) Introducir una barra magnética en el vaso de precipitado. c) Situar el recipiente sobre un agitador magnético. d) Introducir la tira reactiva de ph en la disolución ácida de tal forma que no esté en contacto con la barra magnética, anotar el valor mediante la compracion de los valores representados en el standart de color
e) Encender el agitador magnético, tener cuidado de graduar correctamente la velocidad f) Introducir 5 ml de antiácido. g) Empezar la toma de medidas. Introduciendo las tiras reactiva para ph en el Erlenmeyer, tomar los datos 5 minutos despues luego de esta medicion manteniendo la solucion en agitacion constante h) Repetir el procedimiento añadiendo 5 ml mas del antiácido, medir el valor de ph como en el paso anterior i) Graficar los cambios de ph obtenidos con 5 ml, 10 ml y 15 ml del antiácido en la solución conteniendo el HCl. EJERCICIO 2: EVALUACiÓN DE LA ACCION DEL ANTIFLATULENTO Material Medicamento recetado como antiflatulento proporcionado por el Laboratorio Probeta de 100 ml Detergente Bageta Procedimiento a) Preparar una solución agregando 10 gr. de detergente en 100 ml de agua destilada colocada en la probeta, mezclar bien con la ayuda de una bageta b) Agregar 5 gotas del antiflatulento y agitar brevemente c) Repetir el procedimiento hasta que no se aprecie la formación de burbujas d) Anote el numero de gotas necesario para eliminar la formacion de burbujas
EJERCICIO 3: EVALUACiÓN DE LA SALIVACION Material Chupete de caramelo Rodajas de limón Procedimiento Vaso con agua Procedimiento a) Se escoge un voluntario por grupo de trabajo b) Se deja que el voluntario saboree el chupete de caramelo durante cinco minutos, asegurarse que se encuentre tranquilo y sin distracciones c) Luego procede a enjuagarse la boca por dos minutos d) Repita la acción con una rodaja de limón, asegurese que el tiempo y los demas factores del experimento anterior sean identicos e) Comparar el efecto de ambos estímulos sobre la producción de saliva tomando el nivel de salivacion como parametro a ser discutido INFORME DE PRÁCTICAS. Graficar ph vs. Volumen del antiàcido y analice los cambios observados.. Discuta si es que usted cree que el ph final corresponde aproximadamente al ph terapéutico.. Discuta el tiempo que se tarda en alcanzar el ph terapéutico de 3.5.. Con que tipos de antiácidos se ha trabajado? Explique cual de estos tendrá mejores efectos terapéuticos - Discuta la relación entre los antiflatulentos y el fenómeno de tensión superficial - Analice y discuta la reacción ante el estìmulo àcido y dulce.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1) Mata Mendoza, Daniel. Manual de Laboratorio de Fisiología. McGraw Hill Interamericana 1999 2) Guyton, Hall. Tratado de Fisiología Médica 9a Edición McGraw Hill lnteramericana 1998 3) Arango, J Fundamentos en Medicina Editorial Latinoamericana 1996 ENLACES EN INTERNET http://courses.washington.edu/conj/bess/acid/acidreg.html http://www.geocities.com/athens/forum/6100/1giphys.html http://human.physiol.arizona.edu/sched/gi/lynch72/lynch.l72.pdf