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Nutrición: Fisiología Funciones del sistema digestivo La ingestión de alimentos representa un acto voluntario dependiente del habito alimentario de las personas. El deseo de incorporar alimentos se denomina apetito. Cuando existe una disminución de las reservas nutricionales se torna una necesidad denominada hambre. La alimentación produce la desaparición del deseo y se denomina saciedad. Para cumplir con las demandas alimentarias el sistema digestivo posee una estructura adecuada para que los alimentos se puedan incorporar, desmenuzar y trasladar para que entren en contacto con secreciones. Esto permite que los alimentos puedan ser transferidos a la sangre y se distribuyan. El consumo de alimentos proporciona el aporte energético para que se mantenga el balance térmico debido a que se pierde continuamente energia en contacto con el medio ambiente. Uno de los componentes mas importantes del comportamiento alimentario es la ingestión de los alimentos, determinado en forma congénita. El comportamiento alimentario esta condicionado por: -Calidad de los alimentos: es importante porque origina estimulos sensoriales, además las propiedades nutritivas generan cambios detectados por centros nerviosos. Las propiedades sensoriales de los alimentos hacen que sustancias sean aceptadas o rechazadas. El valor calórico también es importante. -Requerimientos específicos: existen habitos selectivos en los cuales el valor calórico determina la selección de los alimentos mas adecuados para el mantenimiento y apetitos específicos determinados por una determinada carencia nutricional. En la regulación de la incorporación de alimentos es importante la periodicidad de la conducta alimentaria. La incorporación de alimentos y su supresión determinan la periodicidad prandial, la cual se produce por la alternancia de sensaciones de hambre y saciedad. Existen dos situaciones capaces de influir en el proceso de regulación: la temperatura ambiental, ya que la exposición al frio produce una estimulación de la alimentación y al calor el efecto inverso y el ejercicio. Existen areas denominadas: -Centro de la alimentación: ubicado bilateralmente en el hipotálamo lateral. -Centro de la saciedad: ubicado bilateralmente en el hipotálamo ventromedial. La señal de saciedad se produce al finalizar una comida y ello ocurre antes que se complete la digestión y absorción de alimentos. Se ha comprobado que la CCK es capaz de suprimir la ingestión, potenciada por la insulina y la serotonina. Funciones motoras El tracto digestivo consta de una capa interior mucosa, tejido conjuntivo y una serosa. Se caracteriza por poseer en sus paredes una compleja red nerviosa que constituye el sistema nervioso entérico, mediante los plexos mienterico y submucoso. La pared del tracto digestivo también posee receptores que transmiten información a las vías aferentes sensitivas, organizando circuitos reflejos que viajan en su mayor parte a través de nervios mixtos, por lo que el SNC es informado de los cambios. Un componente muy importante es el reflejo vagovagal que posee una via aferente sensorial procedente de quimiorreceptores mucosos y mecanorreceptores musculares, interneuronas del fascículo solitario y fibras vagales eferentes del nucleo dorsal del vago, por lo que el sistema nervioso puede modificar funciones digetivas que resultan de la inhibición o activación de impulsos colinérgicos o adrenérgicos. La musculatura lisa digestiva presenta una actividad eléctrica rítmica en forma de ondas lentas y descargas de potenciales de acción. Las ondas lentas son oscilaciones del potencial de membrana responsables de la actividad eléctrica espontanea del musculo liso. Estan constituidas por una fase de despolarización rápida por activación de canales de Ca2+, la fase de repolarizacion parcial producida por la inactivación transitoria de canales de Ca2+ y una corriente de salida de K+, la fase de meseta producida por la activación sostenida del ingreso de Ca2+ y la fase de repolarizacion dada por la inactivación de la entrada de Ca2+ y el aumento de la conductancia al K+. Estas onda son características de las capas circulares de musculo liso. En las fibras longitudinales los cambios son mas rapidos. Existen dos tipos de movimientos básicos: -Movimientos de mezcla producidos por contracciones localizadas. -Movimientos propulsivos: determinado por ondas contráctiles. Masticacion El proceso de masticación tiene las funciones de reducir el alimento incorporado a partículas de un tamaño conveniente y mezclar el alimento con la saliva. Es un acto que se inicia voluntariamente para sucederse rítmicamente en forma refleja. La acción coordinada de los musculos esqueléticos de la mandibula, lengua, labios y mejillas asi como el contacto oclusivo de incisivos y molares son factores importantes para este mecanismo. Deglucion El mecanismo de la deglución cumple las funciones de propulsar el bolo alimenticio de la cavidad oral hasta el estomago, ejercer una acción protectora sobre el tracto respiratorio y contribuir a la eliminación de partículas atrapadas en la rinofaringe. Se divide en tres etapas sucesivas: 1- Fase preparatoria oral: es una etapa de control voluntario que cuando el bolo alimenticio llega a la parte posterior de la cavidad oral es seguida de la participación involuntaria del sector faringoesofagico. Se inicia con la separación del velo del paladar de la parte posterior de la lengua, la parte media del dorso de la lengua se deprime, se cierran los labios, se pone en contacto la lengua con el paladar oseo, descendiendo su parte posterior y elevándose el velo del paladar. 2- Fase faríngea: se cumple mediante la elevación de la faringe y una onda contractil propulsora en sentido caudal. Simultaneamente se produce la elevación de la laringe y el cierre de la glotis. Durante esta fase se suspende la respiración. La apertura de la unión faringoesofagica depende de la elevación de la laringe y la relajación del musculo constrictor inferior de la faringe. 3- Fase esofágica: se inicia cuando el alimento atraviesa el esfínter faringoesofagico y finaliza cuando alcanza el esfínter esofágico inferior (8-9 s solidos y 3 s liquidos). Es importante conocer las presiones intraesofagicas. La presión en condiciones de reposo es subatmosferica, considerada igual a la intratoracica, presentando oscilaciones en los movimientos respiratorios. Existen zonas del esófago donde la presión es mayor y corresponden a los esfínteres esofágicos superior e inferior. En la deglución se produce una disminución de presión a nivel del esfínter para permitir el pasaje del bolo y luego la presión aumenta sobre la presión en reposo, iniciándose una contracción que se propaga en sentido caudal generando el peristaltismo primario y luego si quedan restos alimenticios retenidos se genera una nueva onda denominada peristaltismo secundario. Reflejo de la deglución Las fases faríngea y esofágica se encuentran bajo el control reflejo de un grupo de neuronas que constituyen el centro de la deglución. Las areas nerviosas involucradas son el nucleo del fascículo solitario y la zona de la formación reticular ventral a este, las cuales reciben información y proyectan impulsos a través de los nucleos motores del trigémino, facial, hipogloso, dorsal del vago y ambiguo. El peristaltismo del musculo liso esofágico es iniciado por un mecanismo neurogenico pero también miogenico. La estimulación sucesiva de mecanorreceptores de la pared origina impulsos que operan como una cadena de reflejos. El control esta determinado por neuronas no adrenérgicas-no colinérgicas (NANC) inhibitorias que usan una combinación de oxido nítrico (NO) y péptido intestinal vasoactivo (VIP) y por neuronas colinérgicas excitatorias que usan aceticolina. La relajación del esfinter esofágico inferiores la fase culminante de la deglución, sin embargo la existencia de tono basal y actividad contráctil de sus fibras es importante para la prevención del reflujo gastroesofagico. La relajación de este esfínter resulta de la activación de un proceso inhibidor vagovagal NANC. Motilidad gástrica Desde el punto de vista de motilidad el estomago se considera compuesto de dos regiones: el tercio proximal es un reservorio y los dos tercios distales tienen como funcion de mezclar y evacuar el contenido, en forma de quimo acido. En el ayuno el estomago esta virtualmente colapsado, con las paredes contraidas debido a la existencia de un tono basal mantenido por estimulos vagales colinérgicos. Cuando el ayuno se prolonga pueden producirse contracciones de la pared gástrica de mayor intensidad conocidas como contracciones de hambre. Cuando se produce la ingestión se disminuye el tono basal de la región proximal gástrica denominándose relajación receptiva, aumentando la distensibilidad lo que permite la acomodación del bolo alimenticio sin aumentar la presión. Los alimentos se depositan en forma de estratos sobre la curvatura mayor. Luego comienza la actividad contráctil poco intensa pero que conduce progresivamente a la fragmentación y mezcla y a la propulsión hacia el antro. Al llegar al antro se produce su distención estimulando mecanorreceptores e iniciando un reflejo vagal excitatorio de la motilidad y la contracción del piloro, produciéndose una retropulsión de los alimentos. La contracción pilórica permite que una fracción del quimo sea evacuada antes de que se produzca la retropulsión, repitiéndose el proceso hasta que la totalidad del contenido gástrico se evacue. El transito gastroduodenal esta regulado por: -Factores que actúan en el estomago: la evacuación esta condicionada por las características y la composición del alimento ingerido, asi como el volumen de la ingesta. -Factores que actúan en el duodeno: la llegada del quimo acido al duodeno produce su distención, disminuyendo la motilidad gástrica y la disminución de la velocidad de evacuación. -Factores endocrinos: la evacuación gástrica es mas lenta en las mujeres que en los varones debido al efecto de las hormonas ováricas. La gastrina puede estimular la motilidad gástrica. El reflejo del vomito no representa un hecho fisiológico pero puede ser inducido por estimulos aferentes de zonas sensoriales del tracto digestivo que actúan sobre un grupo de neuronas de la formación reticular lateral del bulbo raquídeo conocido como centro del vomito. Esto produce la relajación del cuerpo y contracción del antro y la contracción del diafragma y musculos abdominales. Motilidad intestinal Intestino delgado Durante el ayuno existe un patrón de actividad denominado complejo mioelectrico migratorio interdigestivo (MMC) que consta de tres fases: la primera caracterizada por ausencia de actividad, la segunda de actividad espontanea irregular y la tercera de actividad rítmica. Este ciclo dura 90 a 120 minutos. Se considera que su funcion es mantener la luz intestinal limpia de nutrientes durante el intervalo entre las ingestas. Los movimientos básicos al igual que en otros sectores del tracto digestivo son: -Movimientos de segmentación: son contracciones localizadas que se alternan en su lugar de producción y permiten la sucesiva división del contenido en particular menores y su mezcla con las secreciones. Son producidos por la contracción de fibras musculares lisas circulares -Movimientos peristálticos: están dados por ondas de contracción precedidas por la relajación caudal de la pared del intestino, propulsando el contenido. Se deben a la contracción oral y relajación de fibras musculares lisas. Se proyectan generalmente a lo largo de trayectos cortos con lo cual el transito demora varias horas en alcanzar la valvula ileocecal. En la unión del intestino con el ciego los pliegues de la valvula ileocecal impiden el reflujo de contenido del colon, además del esfínter ileocecal del ileon. En el ileon terminal se produce la acumulación de residuos alimenticios, ya que la llegada de contenido intestinal al ciego provoca su distención lo que estimula la contracción del esfínter ileocecal. Por esto el contenido es transferido lentamente, aunque si se produce una ingestión se origina el rápido vaciamiento del ileon, comportamiento denominado reflejo gastroenterico. La producción del MMC se vincula con las oscilaciones de los niveles de motilina. Tambien requiere de la inervacion de la via vagal colinegica y adrenérgica. Por su parte el peristaltismo esta programado por el reflejo peristáltico intestinal iniciado por estimulos que originan la contracción oral del musculo liso circular dada por PA excitatorios y la relajación caudal determinada por PA inhibitorios. El ileo es un estado de inactividad motora producido por irritación peritoneal y otras circunstancias. El proceso de paralisis es provocado por descargas de impulsos que actuan sobre terminaciones presinapticas impidiendo la liberación de NT excitatorios. Intestino grueso En el intestino grueso deben considerarse dos tipos definidos de actividad, representados por movimientos de mezcla y propulsivos. En el ciego y el colon ascendente predominan los movimientos peristálticos iniciados en marcapasos cerca de la base del ciego, con la característica de ser impulsado y retropulsado. En el colon transverso y descendente predominan los movimientos de segmentación lo que resalta las haustras. En los segmentos distales del colon se observa otro tipo de actividad netamente propulsiva. En el colon se han constatado en el ayuno tanto MMC como actividad no migratoria, también se han registrado descargas periodicas similares a la fase III del MMC cada 90 minutos llamada complejo motor rectal. Como consecuencia de los movimientos de mezcla se favorece la formación de las heces o materias fecales. Estan compuestas por un 30% de residuos solidos y el 70% restante por agua. El olor esta dado por productos bacterianos como el indol, el escatol y el acido sulfhídrico. El color es atribuido a un pigmento biliar, la estercobilina. La expulsión de las heces al exterior constituye el acto de la defecación, proceso en el cual participan factores nerviosos (reflejo gastrocolico) y hormonales. La llegada de un volumen adecuado de heces al recto produce su distención que genera un aumento de la contracción de las paredes del recto y la relajación de los esfínteres. La distensión del recto provoca aferencias sensoriales que se traducen en una actividad que progresa hacia el recto y en la relajación del esfínter interno del ano (involuntario) pero también se requiere del reflejo parasimpático que posee neuronas centrales ubicadas en los segmentos segundo, tercero y cuarto de la medula sacra y en el bulbo que reciben estimulos voluntarios de la corteza cerebral para relajar el esfínter externo del ano (voluntario). El tracto digestivo contiene gran numero de bacterias. En la cavidad bucal predominan bacterias aerobias grampositivas, lo mismo que en las partes altas. A partir de la porción media del ileon aumenta el numero de microorganismos y aparecen germenes anaeróbicos gramnegativos. Las bacterias cumplen importantes funciones metabolicas, ya que producen enzimas que actúan sobre diversos compuestos. Algunas vitaminas como la K son sintetizadas por bacterias intestinales. Otra consecuencia de la actividad bacteriana es la producción de gas. Secreciones digestivas En el tracto digestivo ingresa diariamente un volumen considerable de liquido, aproximadamente 8 a 10 litros. Una parte proviene de la ingesta (1,5 l) mientras que la restante procede de la actividad secretora de glándulas. Secrecion salival Es producida por tres pares de glandulas, las parótidas son glándulas serosas, mientras quelas submaxilares y sublinguales son mixtas. El papel fisiológico de mayor significación es el de lubricar el bolo alimenticio para favorecer su masticación y deglución. Otra funcion es la de humidificar la cavidad bucal, lo que permite la estimulación de las papilas gustativas. Ademas la secreción salival esta relacionada con el estado de hidratación del organismo, por lo que su disminución es una de las manifestaciones de la sed. La saliva ejerce por otra parte un efecto protector sobre la mucosa bucal por su composición con ion tiocianato y lisozima, de propiedades antimicrobianas. La secreción salival también puede cumplir funciones digestivas por su contenido de amilasa. La secreción salival es de 1 a 1,5 l por dia incluidos los periodos de reposo digestivo. La saliva mixta es un liquido claro de reacción ligeramente acida y con una osmolaridad menor que la plasmática. Esta compuesta en mas del 99% de agua y los solutos principales son: -Solutos inorgánicos: los principales son Na+, Cl-, HCO3-. -Solutos organicos: se encuentran aminoácidos, urea, acido urico, creatinina y proteínas. Las proteínas mas importantes son: * Amilasa salival: es una glicoprotina que ataca enlaces glucosidicos y que requiere Cl- y Ca2+ para su actividad. Ejerce poca acción digestiva, debido al corto tiempo de permanencia de los alimentos en la cavidad bucal. *Mucoproteinas: es sintetizada por las células mucosas, siendo viscosa. La saliva se produce por un mecanismo que consta de la detección de estimulos por los receptores de las células acinosas que produce un aumento de inositol-1,4,5-trifosfato el cual induce la liberación de Ca2+ del retículo endoplasmico, induciendo el eflujo de K+ y Cl-, lo que produce el pasaje de Na+ y K+ a la luz del acino. El pH intracelular desciende debido al aumento de H+ por la disociación de H2CO3. El aumento de la concentración de iones en la luz del acino origina gradientes osmóticos que provocan la disminución del volumen celular. A los pocos segundos disminuye el Ca2+ intracelular y se activa el contratransporte Na+/H+, mientras que la bomba Na+/K+ restablece la concentración de iones. La secreción de las glándulas salivales es regulada principalmente por mecanismos nerviosos y tiene lugar en forma continua. Distintos estimulos pueden producir aumentos: -Reflejos no condicionados: se inician por la acción de sustancias en contacto con la mucosa bucal. -Reflejos condicionados: están relacionados con una sensación placentera previa producida por estimulos visuales, olfatorios o psíquicos. Secrecion gástrica La secreción gástrica resulta de la actividad de distintas células. Las células epiteliales superficiales producen la secreción gástrica alcalina que es un liquido isotónico con el plasma y también moco visible es cual es un gel viscoso que engloba la secreción alcalina. El moco esta formado por glicoproteínas y mucopolisacaridos. Las células del cuello glandular también producen moco pero soluble por lo que se lo denomina mucoproteina glandular. Las células principales producen enzimas proteolíticas cuyos precursores inactivos son los pepsinogenos (I y II) que a un pH menor a 3,5 es activado a pepsina. La pepsina es una endopeptidasa y su acción provoca la ruptura de las uniones peptidica, lo que origina proteosas, peptonas y escasos polipeptidos. Se conocen otras enzimas de menor importancia entre las que se destaca la lipasa gástrica que tiene su pH optimo entre 4 y 5 y sus productos pueden cumplir un papel en la regulación de la evacuación del estomago. Las células parietales producen HCl y factor intrínseco. Este factor es necesario para la absorción de la vitamina B12. La secreción acida del estomago tiene como componente por excelencia HCl. Se estima que las concentraciones aproximadas de HCl y KCl serian de 150 y 15 mmol/l. Las células parietales poseen una membrana basolateral en contacto con el intersticio y una membrana canalicular apical en contacto con la luz glandular. La secreción acida resulta de la activación de la bomba de protones o bomba acida gástrica y se traduce en el aumento de las microvellosidades de los canalículos, el aumento de consumo de O2, la generación intracelular de H+ y su translocacion. Los principalel mediadores de la secreción de HCl son la gistamina, la gastrina y la acetilcolina. Tambien el sistema nervioso entérico tiene péptidos capaces de influir en la secreción acida. La secreción de HCO3- por la mucosa gástrica procede de las células superficiales. La secreción gástrica resulta de la mezcla de dos componentes secretorios: un componente acido parietal y un componente alcalino no parietal. La presencia de acido en la luz estimula el transporte de bicarbonato, el cual ejerce un efecto protector de la mucosa. En la regulación de la secreción gástrica se reconocen tres fases: 1- Fase cefálica: estimulos visuales, olfatorios o auditivos son capaces de activar la secreción gástrica, además de la masticación y deglución. 2- Fase gástrica: depende de la llegada de los alimentos al estomago, interviniendo la distensión del estomago y la estimulación química. 3- Fase intestinal de la secreción gástrica: esta relacionada con la llegada del quimo acido al duodeno que ejerce sobre la secreción gástrica acida un efecto inhibidor. Secrecion pancreática exocrina El jugo pancreático es un liquido incoloro, poco viscoso, de reacción alcalina, isotónico con el plasma y cuya producción diaria es superior a 1 litro. La composición esta determinada por dos fraciones: Secrecion acuosa alcalina La secreción de agua y electrolitos es la responsable de la mayor parte del volumen secretado, producida por los conductos intercalares. Los principales cationes son el Na+ y el K+ y los aniones el Cl- y el HCO3-. Secrecion enzimática Algunas enzimas están presentes en el juego pancreático en forma inactiva y se las clasifica en: -Enzimas amiloliticas: solamente se describe la α-amilasa, la cual necesita de Ca2+ tanto para su secreción como para su actividad, catalizando la hidrólisis de los enlaces glucosidicos y sus sustratos son el almidon y el glucógeno, generando maltosa, maltotriosa y algo de glucosa. -Enzimas lipoliticas: la de mayor interés es la lipasa pancreática. El sustrato natural esta dado por los triglicéridos y necesita que el sustrato se encuentre en emulsion, para lo cual se requiere la acción de las sales biliares, además necesitando Ca2+. Como producto se forman digliceridos, monogliceridos, acidos grasos y glicerol. Tambien se destaca la fosfolipasa , cuya activación es producida por la tripsina y la colesterol-esterasa requiriendo de sales biliares. -Enzimas proteolíticas: se las divide en endopeptidasas y exopeptidasas. Las endopeptidasas comprenden a la tripsina y la quimotripsina, que se encuentran en forma de tripsinogeno y quimotripsinogeno activado por la acción de la enterocinasa y la tripsina respectivamente. Las exopeptidasas actúan sobre la cadena proteica separando aminoácidos terminales y entre ellas se encuentran las carboxipeptidasas A y B y la leucina-aminopeptidasa, secretadas como inactivas y activadas por la tripsina. -Inhibidor de enzimas proteolíticas: el mas conocido es un inhibidor de la tripsina y se fija temporariamente a ella, constituyendo un complejo inactivo. -Enzimas nucleoliticas: capaces de hidrolizar las cadenas de nucleótidos presentes en los acidos nucleoicos, conociéndose la ribonucleasa y la desoxirribonucleasa. El mecanismo de secreción consiste en la síntesis en los ribosomas, transporte al Golgo, inclusión de las proteínas secretorias en granulos, almacenamiento en ellos y secreción por exocitosis. Existen mecanismos estimuladores que comprenden hormonas como la secretina y la CCK y neuropeptidos como el GRP (polipeptido liberador de gastrina) y el VIP (péptidointestinal vasoactivo) y mecanismos inhibidores desarrollados por la somatostatina y el glucagon. Secrecion intestinal Las células epiteliales de la mucosa intestinal secretan agua y electrolitos. En la porción proximal de duodeno se produce una importante secreción de HCO3- que junto con la secreción de moco de las glándulas de Brunner cumplen una funcion protectora. Las células caliciformes secretan distintos tipos de mucinas y las células de Paneth producen lisozima, Ig y péptidos de acción microbiana. Tambien se produce enterocinasa, catalizada en la parte mas superficial de las microvellosidades, la cual es el activador del pepsinogeno. Digestion y absorción intestinal El tracto intestinal es el sitio donde se completa la digestión de los alimentos y se cumple la absorción de los productos finales que pasan a la circulación para su distribución. Ademas posee funciones de defensa contra los patógenos ingeridos. El intestino delgado tiene una gran superficie luminal por sus adaptaciones. Su mucosa esta compuesta por una sola capa de células epiteliales que forman criptas entre las vellosidades y están separadas por los espacios intercelulares, en los cuales se encuentran las uniones estrechas. Cada vellosidad posee un capilar sanguíneo y un vaso quilífero central para recoger el material absorbido. El epitelio intestinal se renueva constantemente. En las criptas se encuentran las células proliferativas y en las vellosidades las células maduran, descamandose en la zona apical. El proceso de migración, diferenciación y descamación dura 5 a 6 dias. Esta capacidad proliferativa también existe en el colon pero la migración se produce entre las profundas criptas y la superficie luminal carente de vellosidades. Absorcion de agua y electrolitos Los movimientos de agua obedecen a las variaciones de presión osmótica y el movimiento de solutos esta restringido por los gradientes y sistemas de transporte. El agua puede ser absorbida a lo largo de todo el intestino aunque la absorción en el yeyuno es mayor que en el ileon y el colon tiene una gran capacidad. Como la absorción de agua esta ligada a la de solutos, el fluido absorbido es isotónico con el fluido luminal. El mecanismo de absorción se produce por la absorción activa de solutos que origina una disminución de la osmolaridad del fluido luminal, creando un gradiente osmótico que produce el desplazamiento de agua desde la luz intestinal. El drenaje del agua absorbida es esencialmente por via linfática. Las células de la mucosa intestinal tienen una elevada concentración intracelular de K+ y una baja concentración intracelular de Na+. Los enterocitos poseen una asimetría debido a que la bomba de sodio-potasio se encuentra exclusivamente en la membrana basolateral. La membrana apical es selectivamente permeable al Na+ y la basolateral permeable al K+. La via paracelular presenta uniones estrechas permeables selectivas para cationes. Los colonocitos poseen la misma distribución de canales que los enterocitos pero posee uniones estrechas hermeticas. El transporte intestinal de Na+ es mediado por canales apicales que permiten la absorción por la difusión a favor del gradiente electroquimico. Otro mecanismo de entrada es el cotransporte Na+-K+-2Cl- presente en la membrana basolateral. En el estado posprandial el ingreso de Na+ es utilizado para el cotransporte de azucares y aminoácidos. En el yeyuno se produce un intercambio Na+/H+ en contratransporte. El bombeo activo de Na+ produce la absorcion de agua por la salida de Na+ que genera una hipertonicidad en el espacio intercelular produciendo el flujo de agua y su ingreso hacia al lado seroso por el aumento de la presión hidrostática. La difusión de K+ hacia el intersticio se produce a favor de gradiente de concentración por la membrana basolateral. El principal mecanismo de absorción de Cl- es el transporte electroneutro de NaCl mediado por los intercambiadores Na+/H+ y Cl-/HCO3- y su transporte hacia el intersticio se produce por la difusión a través de canales de la membrana basolateral. La absorción de hierro se produce esencialmente en el duodeno y yeyuno proximal. El hierro ingresa con los alimentos en forma de hem o como hierro inorgánico, el primero siendo absorbido intacto de forma eficiente y el segundo con menos eficacia. El hem captado y el hierro se combina con una proteína para formar ferritina. El hierro puede seguir dos caminos: ser transportado como hierro libre a través de la membrana basolateral y formar transferrina en el plasma o permanecer en la celula intestinal como ferritina. El calcio puede ser absorbido a lo largo de todo el intestino, pero la mayor capacidad es en el duodeno. El transporte se produce a través de la membrana de las microvellosidades por un mecanismo pasivo a favor de gradiente de concentración, captación celular y transporte citoplasmático y transporte a través de la membrana basolateral por un mecanismo activo. La absorción depende de un metabolito activo de la vitamina D3, el 1,25 dihidroxicolecalciferol, el cual estimula el egreso activo basolateral. La formación de este metabolito depende de la hormona paratiroidea. Digestion y absorción de compuestos organicos Hidratos de carbono En las membranas de las microvellosidades intestinales se cumple la digestión final de los hidratos de carbono y la absorción intestinal de los productos. La digestión final de los azucares es posibilitada por las encimas hidroliticas como son: -α-Glicosidasas: son enzimas localizadas en la membrana de las microvellosidades, dentro de las que se encuentran las disacaridasas y una oligosacaridasa. -β-Glicosidasas: la mas importante es una disacaridasa, la lactasa que degrada la lactosa en compuestos como los monosacáridos glucosa y galactosa. Como consecuencia de la acción iniciada por la amilasa pancreática y completada por las glicosidasas resultan como productos finales los hidratos de carbono glucosa, galactosa, fructosa y manosa, es decir que los productos absorbidos en el yeyuno pasan a la sangre bajo la forma de monosacáridos. La glucosa, galactosa y fructosa son absorbidas por los enterocitos maduros del tercio superior de las vellosidades del duodeno y yeyuno. La absorción de glucosa y galactosa se produce por el ingreso por un cotransporte junto al Na+ mediado por una proteína y a su vez el ingreso al intersticio a través de la membrana basolateral a favor de gradiente dado por otra difusión facilitada por un transportador. La fructosa es transportada a través de la membrana apical por un mecanismo independiente de sodio que involucra transportadores presentes en la membrana apical y basolateral. El Na+ presente en el intersticio aumenta la osmolaridad y estimula la absorción de agua, pasando los solutos hacia la submucosa que se torna hipertónica y produce vasodilatación. Proteinas La digestión que comenzaron las enzimas proteolíticas es completada con la digestión terminal de tripeptidos y oligopeptidos producida por peptidasas intestinales que son: -α-Aminopeptidasas: localizadas en las vellosidades catalizan la hidrolisis de los dipeptidos, tripeptidos y oligopeptidos que no contengan un residuo de prolina. - γ -Glutamiltranspeptidasa: localizada en las microvellosidades cumple un papel en el metabolismo del glutatión y sus conjungados. -Enterocinasa: es responsable de la activación del pepsinogeno. El transporte de aminoácidos comprende dos grandes tipos de sistemas. El primero es el transporte dependiente del Na+ y el segundo es el transporte independiente del Na+. Lipidos La composición lipidica comprende predominantemente triglicéridos, fosfolipidos, colesterol y distintas vitaminas liposolubles. La digestión de las grasas comienza en el estomago con la lipasa gástrica y se completa en el intestino delgado con la accióndetergente de las sales biliares que permite la emulsion de los lípidos y la reacción de la lipasa pancreática. Los monogliceridos y acidos grasos son incorporados en las micelas constituidas por sales biliares. Como primera etapa en la absorción se produce la fijación reversible de acidos grasos libres, monogliceridos, colesterol y vitaminas a receptores de la membrana de microvellosidades. En una segunda etapa tiene lugar la difusión al interior celular. En el interior los acidos grasos libres son fijados a una proteína, los acidos grasos de cadena larga son activados por la acil-CoA grasa que acicla los monogliceridos a digliceridos y a triglicéridos o son hidrolizados por una lipasa generando acidos grasos y glicerol, el glicerol es utilizado para formar triglicéridos y fosfolipidos. Los triglicéridos, fosfolipidos, colesterol y una pequeña cantidad de acidos grasos y vitaminas son rodeados por una cubierta y forman quilomicrones que migran desde el complejo de Golgi hacia la membrana basolateral y la liberan por exocitosis, difundiendo hacia el quilífero central. Otros compuestos La mayor parte de los acidos nucleicos es digerida resultando nucleosidos que son absorbidos por difusión pasiva. Las vitaminas hidrosolubles también se absorben por distintos mecanismos: el acido ascórbico y la tiamina por transporte activo, la riboflavina por difusión facilitada, la biotina por contransporte con el Na+, el acido fólico por difusión facilitada y la cobalamina en forma de complejo con el factor intrínseco por endocitosis. Funciones del hígado y vías biliares Funciones del hígado El hígado cumple numerosas funciones metabolicas. Es un intermediario entre las fuentes energéticas aportadas por la dieta y los tejidos extrahepaticos por lo que extrae nutrientes que utiliza para sus requerimientos, la metabolización de sustratos y su transporte a la sangre. El hígado exporta dos principales sustratos que pueden ser oxidados en los tejidos periféricos: glucosa proveniente de la glucogenolisis y de la gluconeogenesis y acetoacetato formado a partir de la acetil-CoA proveniente de la oxidación de acidos grasos, mecanismo por el cual obtiene ATP para su consumo. Los aminoácidos en el hígado son destinados a la síntesis de proteínas y de pequeñas moléculas nitrogenadas. El hígado es responsable del procesamiento de los acidos grasos libres mediante su captación, oxidación o metabolización. Ademas efectua la síntesis de colesterol, fosfolipidos y lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL). Muchas de las hormonas intervienen en un mecanismo regulador de las funciones metabolicas y a su vez el hígado metaboliza distintas hormonas. Existen numerosos agentes potencialmente hepatotoxicos por lo que el hígado posee mecanismos de defensa mediante la biotransformacion hepática de compuestos liposoluble a metabolitos polares hidrosolubles. La vitamina A es captada por los hepatocidos, almacenada y secretada para suplir necesidades. La vitamina D es incorporada y metabolizada. La vitamina K es requerida para la síntesis de proteínas para la coagulación de la sangre. El complejo B puede ser almacenado, transformado a formas activas o reciclado. Las células de Kupffer son de importancia en el secuestro de eritrocitos y su destrucción con la consecuencia del catabolismo de la hemoglobina y la síntesis de los pigmentos biliares. Tambien cumplen funciones de defensa eliminando microorganismos. El hígado crece en respuesta a la carga funcional y se cree que los mecanismos están relacionadas con hormonas como la insulina, el glucagon, las tiroideas, la paratiroidea y la del crecimiento, junto a varios factores del crecimiento. Funciones de las vías biliares La bilis que no es requerida en forma continua permanece en el sistema de vías biliares extrahepaticas en el cual existe un reservorio que posibilita su deposito y concentración. La vesicula biliar cumple funciones de almacenamiento, absorción, concentración, secreción y evacuación. En el estado interdigestivo la bilis ingresa en la vesicula debido a la elevada presión en el esfínter de Oddi. Despues de una ingesta, la llegada del quimo acido provoca la liberación de secretina y CCK que relajan el esfínter y contraen el musculo de la vesicula. Tambien se produce la secreción por la vesicula de un fluido similar al LEC. Durante el estado interdigestivo, la bilis es concentrada entre 3 y 10 veces. Esto se produce por la absorción isosmotica de una solución de NaCl en el epitelio vesicular. La funcion primordial de la via biliar principal es la de conducir la bilis hacia el duodeno. Las fibras del esfínter de Oddi permiten regular el llenado y la evacuación de la vesicula biliar. Formacion y composición de la bilis Formacion de la bilis La secreción biliar resulta de la generación de un flujo biliar canalicular, la reabsorción a través del epitelio de los conductos biliares y la secreción de dichas células. La generación del flujo canalicular esta dada por la filtración osmótica, producida por los solutos que se translocan desde el hepatocito a la luz y el consiguiente movimiento de agua. El pasaje de la secreción biliar hace que se produzcan modificaciones que determinan la composición final de la bilis. Los hepatocitos posee uniones estrechas que producen un dominio apical y otro basolateral. La bomba Na-K localizada en la membrana basolateral mantiene la diferencia de potencial y los aniones generadores de gradientes osmóticos pueden ser captados por el hepatocito por un cotransporte con Na y luego secretarlos hacia el canalículo biliar. Los acidos biliares son los aniones mas importantes para generar la secreción canalicular. Tambien es importante el HCO3- que puede ser captado o generado y se libera en contratransporte con el Cl- que junto con el contratransporte Na+/H+ en la membrana basolateral se encargan de mantener el pH intracelular. Tambien en respuesta al aumento de Ca2+ se produce la secreción de diversas vesículas por exocitosis, además de estimular la contractilidad de microfilamentos y favorecer la propulsión de la bilis. Composicion de la bilis La bilis es un liquido isotónico con el plasma. El catión predominante es el Na+ y con respecto a los aniones inorgánicos, el mayor es el HCO3-. La bilis contiene numerosos compuestos organicos como acidos biliares, colesterol, fosfolipidos, pigmentos biliares y una gran variedad de proteínas que pueden provenir del plasma o del hepatocito. Los acidos biliares son moléculas anfipaticas y actúan entre si por la parte apolar y forman micelas simples. Son los principales solutos de la bilis, esteroides sintetizados por los hepatocitos o el tejido hetrahepatico a partir del colesterol. Los acidos sintetizados en el hígado se denominan primarios y se conjugan con glicina o taurina formando glicoconjugados y tauroconjugados, desconjugandose y deshidoxilandose en el intestino y dando lugar a acidos biliares secundarios. En el intestino por su acción detergente emulcionan las grasas y permiten la acción de la lipasa pancreática, luego siendo reabsorbidos y retornando al hígado por la circulación portal unidos a la albumina. La captación de acidos biliares por el hepatocito se produce en forma especifica por contransporte con el Na+. El color amarillo de la bilis se debe a la presencia de la bilirrubina. Los niveles altos pueden inducir efectos toxicos, aunque es probable que tenga un papel antioxidante. Su síntesis se produce en su mayor parte a partir de la hemoglobina de eritrocitos. La bilirrubina es transportada en el plasma unida a la albumina y se disocia de ella antes de ser captada por los hepatocitos. Antes de su secreción se transfiere acido glucuronico a la bilirrubina, generando glucuronido de bilirrubina que se secreta en un proceso activo mediado por transportadores a la luz delcanalículo. En el intestino la bilirrubina no es absorbida. Regulacion de la secreción biliar Una de las hormonas de efectos mas conocidos es el glucagon que estimula la secreción biliar canalicular, mediante su interaccion con un receptor de la membrana basolateral. Tambien se ha demostrado que después del parto existe una mayor secreción biliar de la cual es responsable la prolactina. La formación de la bilis también es estimulada por la secretina. Hormonas y péptidos gastrointestinales Familia de la gastrina-colecistocinina -Gastrina: es producida por células G localizadas en la zona atropilorica. Los principales efectos son la estimulación de la secreción acida gástrica, de agua y electrolitos en intestino delgado, de enzimas en el páncreas exocrino y de la motilidad gastrintestinal. -Colecistocinina: se encuentra en las células I del duodeno y yeyuno proximal. Los efectos son la estimulación de secreción de enzimas pancreáticas, la contracción de la vesicula y relajación de esfínter de Oddi, la estimulación de la motilidad intestinal, la potenciación de los efectos de la secretina, la inhibición de la evacuación gástrica y la señal de saciedad. Familia de la secretina-peptido intestinal vasoactivo -Secretina: se localiza en las células S del duodeno y yeyuno. Los efectos son la estimulación de la secreción pancreática exocrina de agua y bicarbonato, la estimulación de la secreción biliar, la inhibición de la liberación de gastrina y la estimulación de la liberación de insulina. -Peptido intestinal vasoactivo: se encuentra en las células D1 del tracto digestivo. Los efectos son vasodilatación en el intestino, vasodilatación pulmonar, inhibición de la propulsión retrograda del bolo alimenticio relajando el esfínter esofágico inferior y produciendo la relajación receptiva en el estomago, estimulación de la secreción pancreática, estimulación de la secreción biliar, estimulación de FSH y LH e inhibición de la liberación de somatostatina. -GIP (péptido inhibidor gástrico): es liberado por las células K del intestino delgado proximal. Entre sus efectos se encuentra la inhibición de la secreción acida gástrica, la estimulación de secreción intestinal y el aumento de la secreción de insulina. Familia de neurocininas Estan incluidos la sustancia P, la neurocinina A y la neurocinina B. Estimulan la contractilidad del musculo liso intestinal y la secreción de las glándulas salivales. Familia de la somatostatina -Somatostatina: puede actuar como hormona, agente paracrino o neurotransmisor. En el tracto gastrointestinal se localiza en las células D. Sus efectos son inhibición de la liberación de hormonas, inhibición de las secreciones exocrinas y disminución de la motilidad gastrointestinal. Familia del polipeptido pancreático- péptido YY- neuropeptido Y El PP inhibe la secreción pancreática exocrina. El PYY inhibe la secreción pancreática exocrina y la secreción acida gástrica, como la evacuación gástrica y la motilidad intestinal. El NPY inhibe la secreción de pepsinogeno. Otros péptidos gastrointestinales -Peptido relacionado con el gen de la calcitonina: actua como transmisor de vías sensoriales responsables de la producción del reflejo peristáltico en intestino y la inhibición de la contracción de la vesicula biliar. -Neurotensina: se encuentra en las células N del intestino delgado distal. Sus efectos son disminución de la presión arterial, inhibición de la secreción gástrica acida y efecto hiperglucemiante. -Enteroglucagon: de estructura similar al glucagon pancreático, producido en las células L de la mucosa intestinal. Sus efectos son estimulación de la secreción de insulina e inhibición de la secreción de glucagon. -Motilina: presente en las células enterocromafines. Sus efectos son la producción del complejo mioelectrico migratorio interdigestivo y la estimulación de la contractilidad gastrointestinal y secreción de pepsinogeno. -Endotelinas: son secretadas por las células endoteliales. Sus efectos son estimular la contractilidad de estomago, colon y vesicula biliar. -Peptidos trifoliados: localizados en estomago e intestino. SU principal funcion es protectora y reparadora de la mucosa.
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