Conseguir materia prima: Reacciones catabólicas APARATO DIGESTIVO Conseguir materia prima: Reacciones catabólicas

Precursores Paracelso (1450-1543): Digestión también es química Lázaro Spallanzani (1729-1799): La digestión es mediante jugos gástricos Claude Bernard (1813-1878): La digestión se completa en el intestino

Estructura general

FISIOLOGÍA DEL SISTEMA DIGESTIVO Funciones: Ingestión de alimentos. Movimiento de alimentos (boca-ano). Digestión. Proceso de ruptura de los componentes alimenticios, hasta niveles en los que puedan ser absorbidos. Absorción. Es el paso de los alimentos, una vez elaborados en el proceso de digestión, desde la luz del tubo digestivo (intestino delgado y parte del intestino grueso) hacia el sistema circulatorio (la sangre es la responsable de distribuir las sustancias nutritivas al resto del organismo). Egestión:

Funciones en la cavidad bucal Recepción y prueba del alimento. Evaluación de la adecuación para el consumo. Masticación y trituración. Disminuye el volumen global del alimento permitiendo su deglución y aumentando su superficie. Producción de enzimas que comienzan la digestión. Producción de moco y humedad para formar el bolo alimenticio.

Cavidad bucal

FUNCIONES DE LA SALIVA Mezclarse con el alimento para favorecer su deglución. Contiene una enzima, llamada ptialina o amilasa salival, que comienza la digestión del almidón en la boca y que queda inactivada por el ácido clorhídrico en el estómago. Lubrica la cavidad bucal para evitar que se dañen las células. Arrastra las sustancias y gérmenes hacia el estómago evitando su implantación en la boca. Participa en los procesos de la sed.

Digestión bucal

Esófago y peristaltismo

Función de la faringe y esófago Conducción del bolo alimenticio. No tiene función digestiva alguna y no posee enzimas.

Digestión gástrica

Capas de las paredes del estómago

Regulación gástrica

Funciones del estómago: Digestión de los alimentos mediante la acción de los jugos gástricos. Formación del quimo ácido.

Intestino delgado

ESTRUCTURA DEL INTESTINO DELGADO

Contracciones peristálticas Peristaltismo es la propulsión organizada de material a distancias variables dentro de la luz intestinal.

Contracciones Segmentarias Las contracciones segmentarias sirven para mezclar el contenido luminal Contracciones Segmentarias

VELLOSIDADES INTESTINALES

FISIOLOGÍA DEL INTESTINO DELGADO Se produce la digestión mecánica debido a los movimientos peristálticos que mezclan las distintas sustancias que componen el quimo, formando el quilo La digestión química se produce por la acción del jugo intestinal. Se produce al día aproximadamente 3 litros. El control de la liberación esta regulado por la hormona enteroquinasa. En el intestino delgado se realiza, la absorción del 90% de las sustancias que pasan a la sangre.

Funciones del intestino delgado: Completa la digestión. Se inician los procesos de reabsorción a nivel de las vellosidades intestinales.

Digestión intestinal

Hígado, vesícula y bilis

FISIOLOGÍA HEPÁTICA El hígado segrega entre 250-1000ml de bilis al día. Tiene un color amarillento debido a su contenido de bilirrubina y biliverdina. La bilis se libera después de la comida (esfínter de Oddi) en el duodeno. La bilis tiene una doble función: Antiemulsionante por que disminuye la tensión superficial de las grasas y solubilizante por que facilita el proceso de absorción y haciéndolas más solubles. Su liberación esta regulada por una hormona que se segrega en el intestino delgado denominada colecistoquinina.

Páncreas

FISIOLOGÍA PANCREÁTICA El páncreas produce el jugo pancreático. Aproximadamente un litro al día (750-1500ml). La producción y conducción esta determinada por la acción de dos hormonas que son segregadas por la mucosa intestinal (secretina y pancreozimina). La pancreozimina produce un jugo pancreático rico en bicarbonato de sodio y enzimas digestivas que se encargan de la digestión de las proteínas e hidratos de carbono. La secretina, produce un jugo pancreático, rico en bicarbonatos, para rebajar el nivel de acidez del quimo (se alcaliniza).

RELACIÓN ANATÓMICA ENTRE HÍGADO, VESÍCULA BILIAR E INTESTINO DELGADO

Glándulas anexas: son exocrinas

Intestino Grueso

FISIOLOGÍA DEL INTESTINO GRUESO No se realizan procesos digestivos por que no existen enzimas. Los procesos son fundamentalmente la absorción de agua y electrolitos, dejando las sustancias de desecho. Tiene movimientos peristálticos, que llevan las sustancias de deshecho al recto. Son similares a los movimientos del intestino delgado pero con bastante más intensidad. Existe una flora bacteriana responsable de los procesos de fermentación y putrefacción. También es la responsable de la formación de vitamina K y algunas del grupo B. La eliminación de heces, se produce cuando los desechos sólidos llegan al recto y presionan las paredes (40mm/hg) para que se produzca la orden de defecar.

Funciones del intestino grueso: Se realizan los procesos de reabsorción de agua y algunos electrolitos. (sustancias que, disueltas en agua, se descomponen para formar partículas cargadas eléctricamente). Eliminación de sustancias de deshecho

ENZIMAS UBICACIÓN FUNCIÓN Ptialina o amilasa salival Saliva Inicia catabolismo del almidón Pepsina Renina o fermento Lab Lipasa gástrica Jugo gástrico Proteínas a polipéptidos Coagula la leche Inicia catabolismo de grasas Tripsina y Quimiotripsina Carboxipeptidasa Ribonucleasa Desoxorribonucleasa Lipasa pancreática Jugo pancreático Polipéptidos a aminoácidos ARN a nucleótidos ADN a nucleótidos Grasas a ácidos grasos, glicéridos y glicerol Enteroquinasa Peptidasa Sacarasa Maltasa Lactasa Jugo Intestinal Tripsinógeno a tripsina Dipéptiods a aminoácidos Sacarosa a glucosa y fructosa Maltosa a glucosa Lactosa a glucosa y galactosa

Digestión de las grasas por

Resumen de enzimas y productos

REGULACIÓN HORMONAL Y NERVIOSA DE LA DIGESTIÓN

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

Función digestiva: Obtención de nutrientes a partir de los alimentos Corazón Hígado Glándulas salivales Páncreas Heces Boca Esófago Estómago Intestino delgado Intestino grueso Recto Ano Comida agua Absorción Digestión Secreción Actividad motora

¿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

APPROXIMATE LIGAND AFFINITIES (nM) Type A CCK Type B 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