FISIOLOGIA DEL APARATO DIGESTIVO MOTILIDAD Prof. Dr FISIOLOGIA DEL APARATO DIGESTIVO MOTILIDAD Prof. Dr. Pablo Arias drpabloarias@hotmail.com

Absorción Heces nutrientes agua iones corazón hígado Absorción Heces 100 ml Motilidad nutrientes agua iones 7000 ml 8900 ml Secreción

TRÁNSITO de los alimentos a lo largo de todo el tubo digestivo El aparato digestivo suministra al organismo un aporte contínuo de agua, electrolitos y nutrientes a través de TRÁNSITO de los alimentos a lo largo de todo el tubo digestivo SECRECIÓN de jugos digestivos y digestión de los alimentos ABSORCIÓN de nutrientes, electrolitos y agua CIRCULACIÓN de la sangre por los órganos gastrointestinales para transportar las sustancias absorbidas REGULACIÓN de todas estas funciones por parte de los sistemas nervioso y humoral

CORTE TRANSVERSAL TÍPICO DEL INTESTINO

FISIOLOGIA DEL MUSCULO LISO MORFOLOGIA: LA PRINCIPAL DIFERENCIA MORFOLOGICA ENTRE MUSCULO LISO Y MUSCULO ESTRIADO ES LA AUSENCIA DE ESTRIACIONES TRANSVERSALES EN EL MUSCULO LISO VISIBLES AL MICROSCOPIO DE LUZ ESTO SE DEBE A QUE EN EL MUSCULO LISO, LOS FILAMENTOS GRUESOS Y DELGADOS, AUNQUE PRESENTES, NO SE ORGANIZAN EN SARCOMEROS

FISIOLOGIA DEL MUSCULO LISO FUNCIONES BASICAS: GENERAR MOTILIDAD MANTENER TENSION TIPOS DE MUSCULO LISO (según la presencia o no de acoplamiento eléctrico entre las células): UNITARIO o VISCERAL MULTI-UNITARIO

Guyton & Hall, Textbook of Medical Physiology © 2006 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc

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FISIOLOGIA DEL MUSCULO LISO MUSCULO LISO UNITARIO: .- Forma túnicas o capas .- Sincicio, con puentes de baja resistencia entre las células musculares .-Presente en tubo digestivo, vejiga, útero, uréteres. .-La contracción en éstos órganos ocurre en forma coordinada. .-Se caracteriza por una actividad eléctrica espontánea tipo marcapaso u ondas lentas. MUSCULO LISO MULTIUNITARIO: .-Cada Unidad o Célula se comporta como una unidad separada. .-Acoplamiento entre las células es escaso .-No están bajo control voluntario. .-Presentes en músculo ciliar del cristalino, conducto deferente, iris ocular, entre otros. .-Se encuentran ricamente inervadas por fibras nerviosas postganglionares

FISIOLOGIA DEL MUSCULO LISO ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCION ACTIVIDAD ELECTRICA Y MECANICA: ES TOTALMENTE DIFERENTE A LA DEL MUSCULO ESTRIADO EL MUSCULO LISO VISCERAL SE CARACTERIZA POR UNA GRAN INESTABILIDAD EN SU POTENCIAL DE MEMBRANA Y POR LA PRESENCIA DE CONTRACCIONES CONTINUAS E IRREGULARES. PRESENTA UN ESTADO SOSTENIDO DE CONTRACCION PARCIAL: (TONO) EL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO ES BAJO; EN ESTADOS DE QUIETUD TIENE UN VALOR PROMEDIO DE UNOS –50 mV EL ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCION EN MUSCULO LISO ES MUY LENTO, COMPARADO AL MUSCULO ESTRIADO. LA INTERACCION ACTINA-MIOSINA ESTA CONTROLADA POR LA UNION DEL CALCIO CON LA PROTEINA CALMODULINA (EL MUSCULO LISO NO POSEE TROPONINA)

FISIOLOGIA DEL MUSCULO LISO OTROS MECANISMOS DE ENTRADA DE CALCIO AL INTERIOR DE LA FIBRA MUSCULAR LISA AUMENTO DE LA ENTRADA DE CALCIO MEDIANTE ACTIVACION DE CANALES DE CALCIO CONTROLADOS POR LIGANDOS: ESTIMULADOS POR HORMONAS O NEUROTRANSMISORES. MEDIADO POR LA UNION DEL LIGANDO A LA PROTEINA (G) Y POSTERIOR ACTIVACION DEL CANAL. AUMENTO DE LA ENTRADA DE CALCIO VIA CANALES CONTROLADOS POR (IP3) PRESENTES ESTOS CANALES EN LA MEMBRANA DEL RETICULO SARCOPLASMICO: ESTIMULADOS POR HORMONAS O NEUROTRANSMISORES. ESTOS PROCESOS ESTAN MEDIADOS POR LA PROTEINA (G) Y LA FOSFOLIPASA (C).

FISIOLOGIA DEL MUSCULO LISO UNA CARACTERISTICA DEL MUSCULO LISO VISCERAL ES QUE SE CONTRAE CUANDO SE LE ESTIRA, AUN EN AUSENCIA DE INERVACION EXTRINSECA. LA ESTIMULACION DE NERVIOS NORADRENERGICOS QUE INERVAN AL INTESTINO, INHIBE LAS CONTRACCIONES INTESTINALES IN VIVO. SE PRODUCEN POTENCIALES INHIBIDORES LA ACETILCOLINA TIENE EFECTO CONTRARIO. PRODUCE ESTIMULACION, SE HACE MAS ACTIVO EL MUSCULO LISO Y HAY CONTRACCION. EL EFECTO ES MEDIADO POR FOSFOLIPASA (C) Y EL IP3 QUE PRODUCEN AUMENTO DE [Ca]i FRIO Y ESTIRAMIENTO IN VITRO PRODUCEN EFECTOS SIMILARES AL ANTERIOR.

ACTIVIDAD ELÉCTRICA DEL MÚSCULO LISO GASTROINTESTINAL Estimulación por: Distensión del músculo Acetilcolina Parasimpático que segrega acetilcolina Distintas hormonas El músculo GI presenta contracciones rítmicas espontáneas basadas en oscilaciones eléctricas periódicas llamadas ondas lentas Ritmo Eléctrico Básico Espigas Despolarización Potencial de membrana (mV) Tres veces el potencial de membrana Ondas lentas Hiperpolarización Estimulación por: Noradrenalina, adrenalina Simpático Tiempo (segundos) Cada potencial de acción genera una contracción fásica transitoria (sacudida). Si la frecuencia de potenciales de acción es lo suficientemente alta, las fásicas se suman y forman una contracción fásica coordinada.

Ondas lentas no son simultáneas en todas las regiones: fase de latencia entre regiones que determina la dirección de la contracción (normalmente cefalo-caudal).

ORIGEN DE LAS ONDAS LENTAS Célula Intersticial de Cajal = célula que origina las ondas lentas intestinales. Sus características son: contacto estrecho con miocitos circulares y longitudinales alto grado de inervación. Propagación adecuada de los estímulos a través de ambas capas musculares.

ACTIVIDAD ELECTRICA Y CONTRACTIL ESPONTANEA Ondas lentas Cél. intersticiales de Cajal ACTIVIDAD ELECTRICA Y CONTRACTIL ESPONTANEA

Células embrionarias en la región mientérica Fenotipo maduro Precursor mesenquimático que expresa c-kit Célula muscular lisa longitudinal Células no estimuladas Via c-kit Fenotipo de transición cuando la señal c-kit es bloqueada Células estimuladas Via c-kit Neuroblasto Célula intersticial de Cajal Derivan de una célula mesenquimática que da origen a la célula muscular lisa y a la célula de Cajal Célula muscular lisa circular

Célula de Cajal Ubicación Asociada con el plexo mientérico mientérica muscular profunda Asociada con el plexo mientérico más profundo submuscular Asociada con el plexo submuscular (colon) intramuscular Dispersas dentro de la capa muscular lisa

Cada onda lenta es la suma de los efectos de las células de Cajal intramusculares y de las mientéricas La función de marcapasos de la célula de Cajal requiere del ingreso y aumento del Ca+2 intracelular

Fig. 11. Effect of stretch on smooth muscle strip electrical activity Strege, P. R. et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 285: G1111-G1121 2003; doi:10.1152/ajpgi.00152.2003

Contracción tónica del músculo liso Son continuas, no asociadas al Ritmo Eléctrico Básico, pueden persistir desde minutos a horas. Se pueden deber a: La acción de hormonas que producen despolarización continua de la membrana sin generar potencial de acción. Por entrada continua de calcio no asociada a cambios de potencial de membrana. En ocasiones, se producen a partir de potenciales en aguja repetidos y continuos. A mayor frecuencia, mayor contracción.

CONTROL NERVIOSO: SISTEMA ENTÉRICO Contiene 108 neuronas (similar a la médula espinal) Organización Plexo mientérico (Auerbach) situado en la musculares externa entre las capas circular y longitudinal: función motora Plexo submucoso (Meissner): función sensorial y regulación de la secreción

Plexo Submucoso Mientérico Activación del plexo mientérico produce: Aumento de la contracción tónica Aumenta la intensidad de las contracciones rítmicas Aumenta la frecuencia de las contracciones Aumenta la velocidad de conducción Activación del plexo submucoso produce: Aumenta la secreción intestinal Modula la absorción intestinal Músculo longitudinal Músculo circular

Tipos de neurotransmisores secretados por las neuronas entéricas Acetilcolina: estimulación gastrointestinal Noradrenalina: inhibición gastrointestinal ATP Serotonina Dopamina CCK Sustancia P VIP Somatostatina Leu-encefalina Metencefalina Bombesina

Control nervioso autónomo del aparato digestivo Inhibe la motilidad Contrae esfínteres Contrae la muscular de la mucosa craneal Ganglio cervical Inervación simpática parasimpática NT noradrenalina acetilcolina Ganglio celíaco Ganglio Mesentérico superior Ganglio Mesentérico inferior vago Sacro nervios pélvicos Glándulas salivales Esófago Páncreas Hígado Ves. biliar Estómago Int. delgado Colon prox. Colon distal Recto Estimula la motilidad Relaja esfínteres simpático parasimpático

CONTROL NERVIOSO: reflejos Pared tracto GI: quimiorreceptores mecanorreceptores CONTROL NERVIOSO: reflejos Aferencias esplácnicas y vagales ↓ SNC Eferentes simpático y parasimpatico M. externa M. Mucosae C. Endócrinas C. Secretoras y vasos Plexo mientérico ↓ ↑ Plexo submucoso Reflejos cortos Reflejos largos Reflejo vago-vagal

Control hormonal de la motilidad gastrointestinal CCK: Secretada por las células I de la mucosa del duodeno y del yeyuno Estímulos: ácidos grasos, monoglicéridos Inhibe la motilidad gástrica en forma moderada Estimula el vaciamiento de la vesícula Secretina: Secretada por las células S de la mucosa del duodeno Estímulo: quimo ácido en el duodeno Inhibe ligeramente la motilidad de la mayor parte del tubo digestivo Péptido inhibidor gástrico: Se secreta por la mucosa de la parte alta del intestino Estímulo: ácidos grasos, aminoácidos e hidratos de carbono Retrasa el vaciamiento gástrico

INTESTINO POSTPRANDIAL: 1.-Peristalsis (propulsiva anterógrada). 2.- Contracción de segmentación (mezcla). INTERDIGESTIVA (AYUNO): Complejo Motor Migrante (CMM) Limpia el tubo digestivo de sustancias no absorbidas. Flora intestinal es mantenida distal al ID (en colon). El quimo tarda en atravesarlo (tránsito) 2-4 horas

Reflejo peristáltico y la Ley del Intestino Al segmento receptivo siempre lo precede un segmento propulsor de tal manera que facilita el movimiento de los alimentos hacia el ano y no en dirección oral La suma del reflejo mientérico y del movimiento peristáltico en sentido anal se denomina Ley del Intestino

ORGANIZACIÓN DEL PATRON MOTOR EN ID AYUNO: Complejo Motor Migrante (CMM) Patrón motor cíclico abolido por ingesta. C/85-110 min; tiene 4 fases. FI: silente, 40-60% del ciclo. FII: contracciones crecientes-irregulares, 20-30% del ciclo. FIII: contracción rítmica intensa, propulsiva; frecuencia máxima dada por las “ondas lentas”; 6-10% del ciclo. FIV: entrada a reposo; 0-5% del ciclo. Cuando FIII termina en ileon, se inicia otro ciclo en ID proximal. Acopla secreción gástrica, pancreática, biliar.

CONTROL DEL CMM Control Neuronal: Vago: modula-coordina Simpático disminuye los CMM. Control Hormonal: MOTILINA: Se secreta a nivel de Intestino Delgado proximal (SNC, vago) Incrementos en su concentración sérica preceden a FIII.

Postprandial: Patrón Motor de Ingesta Inhibe CMM a todo nivel simultáneamente. Patrón mioeléctrico de salvas de potenciales de membrana en espigas. Contracciones Segmentarias de mezcla, 45%. Contracciones Propulsivas, 55% Duración variable de hasta 4 hs; dependiente del contenido calórico y calidad del contenido alimentario. Umbral de inicio aprox. 350 kcal.

Peristaltismo: propulsión organizada de material a distancias variables dentro de la luz intestinal. Mezcla: Empuja el contenido en ambos sentidos durante distancias cortas Contracciones del músculo circular de segmentos intestinales separados por segmentos receptores Segmento receptor: La capa de músculo longitudinal del segmento que precede al avance se contrae y el circular se relaja para acomodar el contenido luminal que avanza Segmento propulsor: En el segmento situado por detrás del contenido que avanza hay contracción del músculo circular y el long se relaja: empuja el contenido al segmento receptor

Guyton & Hall, Textbook of Medical Physiology © 2006 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc

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Vaciamiento del intestino delgado Válvula ileo-cecal: Une el intestino delgado y colon: Normalmente esta contraída Contracción peristáltica del ileon terminal la relaja Reflejo gastroileal (después de la ingesta) permite el ingreso del alimento al colon

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Motilidad del colon Propagación del contenido colónico Regula el contacto de los residuos con la flora bacteriana Almacena las heces Regula la forma adecuada de expulsión Propagación del contenido colónico Depende de las contracciones en masa Se inician en colon ascendente 6 veces por día, después de las comidas y producen deseos de defecar y borborigmos Inhibición: Sueño Estimulación: Despertar / ingesta (reflejo gastrocólico)

Acometida peristáltica Se produce por irritación de la mucosa intestinal Se activan reflejos del SNA y del tronco encefálico. Se potencian los reflejos mioentérico. Potente contracciones peristálticas que recorren largas distancias en pocos minutos, desplazando al quimo irritante.

Defecación Reflejo Movimientos en masa del sigmoides (1 a 3 por día) Control reflejo Control voluntario Distensión rectal Esfínter anal interno Reflejo Movimientos en masa del sigmoides (1 a 3 por día) gastrocólico Nervios pélvicos Acción parasimpática Refllejo rectoanal Corteza cerebral Neuronas del cuarto ventrículo Centro del vómito Centro de la respiración Esfínter anal externo