Dr. Antonio Rollan Depto. de Gastroenterología Control del Sistema Digestivo. Sistema Nervioso Entérico Brain-gut axis Hormonas y Péptidos del Aparato Digestivo Dr. Antonio Rollan Depto. de Gastroenterología

Funciones Aparato Digestivo F. Motora F. Secretora F. Digestiva F. Absortiva F. Eliminación F. Inmunológica Integradas en respuestas coordinadas Reguladas minuto a minuto Moduladas por múltiples estímulos

¿Quién manda a quién? “Cerebro” “Intestino”

Relación Cerebro-Intestino Vías neurales

Estructura SNA Intestinal

Plexos de Auerbach y Meissner

Estructura SN Entérico Neuronas y sus proyecciones, incluídas en la pared intestinal (10-100 millones de células) Plexo mientérico (Auerbach) y plexo submucoso (Meissner) Neuronas Motoras: N.M. musculares excitatorias (Ach, taquikininas, Subst. P.) N.M. musculares inhibitorias (NO, ATP, VIP) N. Secretomotoras (Ach, VIP) N. Entéricas Vasodilatadoras (Ach, VIP) N.M. a células G (¿otras?) (GRP) Neuronas Sensitivas Intrínsecas (Ach, Subst. P) Mecanoreceptores, quimioreceptores Interneuronas (Ach, 5-HT)

Control Funcional Aparato Digestivo Neural (Sistema Nervioso Autónomo): Sistema Nervioso Parasimpático (modulación excitatoria) Sistema Nervioso Simpático (modulación inhibitoria) Sistema Nervioso Entérico (integrador, respuesta) Hormonal (Hormonas y Péptidos Digestivos): Endocrino, Paracrino, Neurocrino, Autocrino Sistema Nervioso Entérico: Integración Sistema Nervioso, Sistema Endocrino y Sistema Inmune (límites imprecisos)

Hormonas Gastrointestinales Peptidos reguladores, producidos en celulas endocrinas y neuronas entéricas, controlan secreción, motilidad y flujo en respuesta a estímulos luminales y extraluminales. Cel. Endocrinas y neuronas entéricas: distribución difusa en la mucosa GI reciben estímulos luminales , SNE y SN extrínseco. Hormonas GI: funciones múltiples, actúan sobre diversos receptores, en diversos segmentos Acciones fuera del tubo GI: señales desde intestino a cerebro (apetito)

Distribución Variable en el Tubo Digestivo

Celulas Endocrinas del Tubo Digestivo pH, proteínas, grasas, carbohidratos, distensión Estímulos luminales Otros estímulos (NT, hormonas, citoquinas, antígenos, f. crecimiento) Gastrina, CCK, Secretina, VIP, GIP, Glucagón, Motilina, etc... Péptidos

Formas de Acción Hormonas Digestivas

TABLE 3-1 Organization Schemes For Gastrointestinal Hormones, Neuropeptides, And Locally Secreted Growth Factors According To Their Cell Of Origin, Anatomic Location, And Structural Similarities. LOCATION HORMONE CELL TYPE Endocrine Cells Stomach Gastrin G Somatostatin D Duodenum/jejunum Secretin S Cholecystokinin (CCK) I Glucose-dependent insulinotropic K peptide (GIP) Somatostatin D Motilin M Ileum/colon Enteroglucagon L Peptide YY (PYY) L Neurotensin N Pancreas Insulin B Glucagon A Pancreatic polypeptide (PP) D1 Somatostatin D

Neuropeptides Calcitonin gene-related peptide (CGRP) Cholecystokinin (CCK) Dynorphin Enkephalins (Leu and Met) Galanin Gastrin-releasing peptide (GRP) Motilin Neuropeptide Y (NPY) Peptide HM (PHM) Peptide YY (PYY) Somatostatin Substance K (Neurokinin A) Substance P Vasoactive intestinal peptide (VIP)

Locally Secreted Growth Factors: (fibroblasts, endothelial cells, epithelial cells, hematopoietic cells) Epidermal growth factor (EGF) Fibroblast growth factor (FGF) Insulin-like growth factor (IGF) Platelet-derived growth factor (PDGF) Transforming growth factor (TGFa, TGFb) Structurally Similar Families Gastrin-CCK family Gastrin, CCK Pancreatic polypeptide family PP, PYY, NPY Tachykinin family Substance P, GRP Somatostatin family Somatostatin Secretin family Secretin, VIP, PACAP, GIP, Glucagon, GLP-1 Receptor tyrosine kinase family EGF, FGF, IGF, PDGF

Familia Gastrina-CCK

Afinidad Ligando-Receptor: Determina respuesta APPROXIMATE LIGAND AFFINITIES (nM) Type A CCK Type B CCK/ Ligand Receptor Gastrin Receptor CCK-8 1 2 CCK-8-desulfate 500 10 CCK-4 10,000 10 Gastrin-17 1000 10 L-364,718 1 100 L-365,260 300 2

Receptores de hormonas y péptidos digestivos

Reflejo Entero-entérico mediado por SNA Simpático

Reflejo Vago-vagal (“largo”): Respuesta Motora Gástrica

SNE: Reflejo Peristáltico (“corto”)

SNE: Regulación Reflejo Peristáltico

Regulación Secreción Acida: Gastrina-Somatostatina

Regulación Secreción pancreática: CCK

Integración Estímulos Neurales, Hormonales, Inmunológicos

Eje Cerebro-Intestino (Brain-Gut Axis) Estructuras del SNC (Cerebro, Tronco, Médula) Vías y mecanismos de comunicación (SNA, hormonas) Sistema Nervioso Entérico Sistemas Efectores Determinan el comportamiento, momento a momento, de las estructuras funcionales especializadas del Aparato Digestivo

Control Funcional Tubo Digestivo Resumen

Eje Cerebro-Intestino ¿Quién manda a quién? Eje Cerebro-Intestino Mini-cerebro (SN Entérico) Cerebro Intestino