Integración
nerviosa y hormonal
La
motilidad,
secreción, circulación y
desarrollo
del
tubo digestivo se controla mediante
hormonas
y por sustancias señalizadoras de efecto
paracrino y
señales
hormonales. En
los plexos mientérico y submucoso (sistema nervioso entérico;
SNE) se
producen reflejos endógenos y la inervación exógena
modula esta actividad del SNE.
Reflejos
endógenos.
Los reflejos
locales tienen
un efecto local, se desencadenan por los
sensores
de distensión de la pared esofágica, gástrica e intestinal o por
los quimiosensores
del
epitelio mucoso y pueden provocar la contracción
o
relajación de las fibras musculares vecinas. Además se producen
reflejos en dirección oral (aprox. 2 mm) o anal (20-30 mm) que se
transmiten a través de interneuronas y permiten la progresión del
contenido luminal: reflejos
peristálticos.
La
inervación externa del tubo digestivo (v. 78 y s.) es parasimpática
(desde la porción distal del esófago hasta el colon ascendente),
simpática y por fibras aferentes viscerales (dentro de los nervios
simpáticos y parasimpáticos), en los que se transmiten los impulsos
aferentes de los reflejos
suprarregionales.
El
SNE puede funcionar de forma independiente de Ia inervación externa,
pero ésta tiene estas ventajas: a) segmentos relativamente alejados
del tubo digestivo se pueden comunicar entre sí con rapidez a través
de las neuronas en los ganglios abdominales (aferencias viscerales
cortas) o del SNC (aferencias viscerales largas); b) se pueden
subordinar las funciones del tubo digestivo a las necesidades del
organismo en conjunto, y c) las vías del tubo digestivo se integran
a nivel cerebral, de forma que pueden llegar a ser conscientes (p.
ej., el dolor abdominal).
Neurotransmisores.
El sistema nervioso vegetativo libera en el tubo digestivo
noradrenalina y acetilcolina (ACh), el último tanto en las fibras
pre como posganglionares (= entéricas) (v. 78 y s.).
Otros
neurotransmisores del
SNE son: VIP
(=
pép-tido intestinal vasoactivo), que provoca Ia relajación del
músculo liso circular y de Ia musculatura de los vasos del tubo
digestivo; met y
leu-encefalina, que
refuerzan Ia contracción del esfínter esofágico inferior, del
píloro y del esfínter ileocecal actuando sobre los receptores de
los opiáceos; GRP (= péptido liberador de gastrina), que estimula
Ia liberación de gas-trina; CRGP (péptido relacionado con el gen de
Ia calcitonina), que estimula Ia liberación de SIH.
Saliva
Las
funciones
de
la saliva se pueden deducir de su composición: las sustancias
mucoides (mucinas)
favorecen
tragar el alimento y facilitan los movimientos masticatorios y el
habla. Los nutrientes se disuelven
en
la saliva, algo fundamental para la eficacia de los estímulos
gustativos (v.
338) y para la limpieza de la boca y los dientes. La saliva es pobre
en NaCl e hipotónica
y
resulta adecuada también para la limpieza intermitente de los
sensores gustativos (NaCl) durante la ingesta. El lactante necesita
la saliva para impermeabilizar los labios mientras mama. La α-amilasa
(= ptialina) inicia la digestión
del
almidón ya en la boca, mientras que la inmunoglobulina
A y
la lisozima
se ocupan de la defensa inmune (v. 94 y s.). Su elevado
contenido en HCO¡~ tampona
la saliva hasta un pH de 7, correspondiente al óptimo para la
amilasa, y también permite que la saliva ingerida tampone
el jugo gástrico que
haya alcanzado el esófago (v. 238). La misma función tiene la gran
cantidad de saliva que se secreta antes del vómito, ya que el jugo
gástrico podría lesionar el esmalte dentario. Como la secreción de
saliva depende mucho del contenido de agua en el organismo, la boca y
la faringe se resecan mucho cuando falta agua, provocando la
sensación de sed,
fundamental
para el equilibrio hídrico corporal (v. 168 y 184).
Velocidad
de secreción. Con cada estimulación se liberan entre 0,1 y 4 ml/min
de saliva (10-250 μΐ/min
por g de glándula, B), con un total de 0,5-1,5
l/d. Suponiendo
una secreción de 0,5 1/min, el 95% de la saliva se produce en la
glándula
parótida (saliva
serosa) y la glándula
submandibular (saliva
rica en mucina), mientras que el resto se produce en la glándula
sublingual y
las restantes glándulas de la mucosa oral.
La
síntesis de saliva se produce en dos fases: los acinos (extremo
distal) sintetizan la
sa/ίυα
primaria
(A.C)
con una composición electrolítica similar al plasma (B) y que se
modifica en las vías secretoras (saliva
secundaria).
La
síntesis de la saliva primaria en los acinos (Cl) es consecuencia
del transporte
transcelular
de Cl·: es
captado por la célula desde la sangre mediante un sistema de
transporte activo secundario a través de un transportador
cotransporte Na+-K+-2Ch y pasa a la luz a través de canales
aniónicos (acompañado de HCO3"). Este mecanismo produce un
potencial transepitelial negativo, que atrae el Na+ hacia la luz de
forma paracelula, que se acompaña de agua por mecanismo osmótico.
La saliva secundaria se produce en las vías
excretoras. Durante
el tránsito por la misma se reabsorben Na+ y CL de la luz y se
secreta K+ y HCO3" (dependiente de la anhidrasa carbónica) (A).
Como predomina la reabsorción de NaCl frente a la secreción de
KHCO3 y la permeabilidad de la vía al agua es escasa, la saliva se
vuelve hipotónica
(hasta
valores muy por debajo de 100 mOsm/kg H2O; B). Si se produjera un
aumento importante de la velocidad de flujo, los procesos se
invertirían y la composición de la saliva secundaria se parecería
a la primaria (B).
La
producción de saliva
se
desencadena en las glándulas salivales mayores de forma refleja
(D). Los estímulos son gustativos y olfativos, el tacto de la mucosa
oral, la masticación y las náuseas. También intervienen algunos
reflejos
condicionados
(hay
que aprenderlos para que una determinada situación, por ejemplo el
ruido de los cubiertos antes de comer, sea considerado un estímulo
posteriormente).
El
sueño y la deshidratación inhiben la secreción de saliva.
La
secreción se estimula por el sistema simpático y parasimpático
(C2): » La noradrenalina produce una saliva rica en mucina muy
viscosa a través de los receptores β2
adrenérgicos y la secreción de cAMP. » La acetilcolina actúa: a)
a través de los receptores colinérgicos M1 e IP3 (v. 82 y 274)
aumenta la concentración citosólica de calcio en las células
acinares. Así aumenta Ia permeabilidad de los canales aniónicos
luminales, lo que permite producir una saliva más rica en agua y
aumenta la exocitosis de proteínas de la saliva; b) mediante los
receptores colinérgicos M3, la ACh determina la contracción de
las
células
mioepiteliales
del
acino, lo que facilita la expresión de su contenido; c) ACh estimula
la síntesis de calicreína, que se libera a partir del cininógeno
plasmático bradicinina.
Esta
sustancia dilata, junto con VIP (v. 234). Los vasos de las glándulas
salivales, algo fundamental porque aumenta el flujo de saliva con una
circulación de reposo.
Deglución
La
pared muscular del esófago está constituida en parte por músculo
estriado (tercio superior) y el resto es músculo liso. Cuando se
produce la deglución, la lengua empuja el alimento hacia la faringe
(Al) y el espacio nasal se cierra de forma refleja (A2), manteniendo
la respiración, se cierran las cuerdas vocales y la vía
respiratoria gracias a la epíglotis (A3) y se abre el esfínter
esofágico
superior
(A4).
Una onda peristáltica esofágica empuja el alimento hacia el
estómago (A5, Bl,2).
Si
el alimento se detuviera en algún punto de la vía, se distendería,
lo que genera una onda peristáltlca secundaria.
Cuando
empieza la deglución se produce la apertura del esfínter esofágico
inferior
a través de un reflejo vagovagal (relajación
receptiva- B3),
mediado por neuronas liberadoras
de
VIP y NO; durante el resto del tiempo
este
esfínter permanece cerrado y representa
una
barrera contra el reflujo del agresivo jugo
gástrico
(pepsina y HCl).
La
motilidad esofágica se puede demostrar midiendo
Ia presión luminal,
que
corresponde al desplazamiento de
las
ondas peristálticas (B1,2). La presión en reposo
alcanza
20-25 mm Hg a nivel del esfínter
inferior,
disminuyendo
en Ia fase de relajación receptiva hasta los
escasos
mm Hg presentes en Ia parte proximal del
estómago
(B3), Io que permite Ia apertura del esfínter. En Ia achalasia
falta
Ia relajación receptiva, Io que facilita Ia acumulación del
alimento en el esófago.
La
presión
del esfínter disminuye
por
VIP, secretina, CCK, NO, GIP (v. 234) y progesterona, y aumenta
por
acetilcolina, gastrina, motilina y cuando aumenta Ia presión
¡ntraabdominal, ya que una parte del esfínter esofágico inferior
se localiza en Ia cavidad abdominal (presión externa). Con
frecuencia se produce el reflujo
esporádico
de jugo gástrico hacia el esófago, bien por un aumento de presión
inesperado en todo el estómago, durante la deglución
(apertura
más prolongada del esfínter), o por la denominada apertura
transitoria del esfínter que
dura hasta 30 s y forma parte de los reflejos
de apertura.
El reflujo reduce mucho el valor de pH en el esófago distal.
Para
proteger la
mucosa
esofágica
del reflujo resultan fundamentales: a) el aclaramiento
de
volumen,
es decir, el vaciamiento rápido del volumen del reflujo hacia el
estómago mediante el reflejo peristáltico esofágico. LJn volumen
de unos 15 mi
permanecería
normalmente en el esófago sólo 5-10 s; b) los restos de jugo
gástrico que no se vacíen tienen un pH muy bajo, que aumenta con
cada acto de deglución, ya que la saliva ingerida se encarga de
tamponarlo: aclaramiento del pH.
Vómito
El
vómito, acompañado de su pródromos náuseas, salivación y
atragantamiento (C), puede ser un reflejo
protector, pero también
representa un síntoma clínico esencial, por ejemplo en la
hipertensión intracraneal (hemorragia, tumor). El centro del vómito,
localizado en el bulbo raquídeo en el territorio de la formación
reticular, se controla mediante los quimiosensores del área postrema
en el suelo del IV ventrículo (zona gatillo
quimiosensible,
ZGQ),
a cuyo
nivel la barrera hematoencefálica es menos impermeable. La ZGQ se
activa por Ia nicotina y otras toxinas y por los agonistas de Ia
dopamina, como apomorfina (un emético
terapéutico).
Las células de Ia ZGQ poseen receptores para neurotransmisores, Io
que permite su control neuronal. Sin embargo, el centro del vómito
también se puede activar sin Ia mediación de Ia ZGQ: cuando se
produce una estimulación no fisiológica del órgano del equilibrio
(dneto-sis),
cuando
se produce una distensión
excesiva del estómago o
el
intestino, cuando
se retrasa
el vaciamiento gástrico
y
cuando se inflaman
los
órganos
abdominales. Durante
el primer trimestre del embarazo
se producen
con frecuencia náuseas y vómitos (vómitos
matutinos), que
se pueden acompañar de alteraciones secundarias (hiperemesis
gravldica).
Cuando se produce el vómito, el diafragma queda fijo en posición de
inspiración y los músculos abdominales se contraen con rapidez.
Como al mismo tiempo se produce la contracción del duodeno y el
esfínter esofágico inferior se relaja, el aumento de presión a
nivel gástrico empuja el contenido hacia el exterior.
Las
consecuencias de los vómitos
crónicos se
relacionan con un menor aporte de nutrientes (desnutrición)
y
con Ia pérdida
de jugo gástrico,
aunque
también se pierde saliva, los líquidos ingeridos y las secreciones
intestinales. Además de hipovolemia,
Ia
pérdida del jugo gástrico (10- 100 mmol de hidroge-niones/l de jugo
gástrico) provoca una alcalosis
no respiratoria,
que
todavía se agrava más por Ia hipo-potasemia.
El
K* se pierde tanto con el vómito (nutrientes, saliva, jugo gástrico)
como por Ia orina (W-peraldosteronismo
relacionado con Ia hipovolemia', ν.
180 y s.).
Estómago:
estructura y motilidad
El
esófago desemboca en el cardias
a nivel
del fondo,
al
que se unen el cuerpo
y
el antro.
La
salida gástrica (píloro)
se
continúa del duodeno
(A).
El tamaño del estómago depende de su llenado, que afecta sobre todo
al estómago proximal (A, B). La pared gástrica tiene una capa
muscular longitudinal externa (sólo en Ia curvadura, longitud
gástrica regular), una capa circular potente y fibras musculares
internas transversales. La mucosa de las glándulas
tubulares gástricas
del
fondo y el cuerpo contiene células
principales
(CP)
y células
parietales
(CPa)
(A), que producen los componentes del jugo gástrico (v. 242). La
mucosa gástrica comprende además células
endocrinas (síntesis
de gastrina en el antro) y células secretoras de moco (CM).
A
nivel funcional se puede distinguir una parte próxima/ del estómago
y otra distal
(A).
Cuando
se produce la deglución, los reflejos vagovagales abren no sólo el
esfínter esofágico inferior (v. 238), sino que dilatan durante un
período corto el estómago
proximal (relajación
receptiva).
Esta
dilatación se mantiene mientras entra el alimento, de forma que no
aumente la presión interna aunque se llene. La contracción tónica
del estómago proximal, que sirve sobre todo de depósito, empuja
lentamente el contenido hacia el estómago distal. En el límite
entre ambas zonas (tercio medio del cuerpo) existe una zona
marcapasos. Cuando se produce la estimulación local de la pared
gástrica (de forma refleja directa, en parte por la gastrina; Dl)
se
generan ondas peristálticas en dicha zona, especialmente intensas en
el antro y que se transmiten hacia el píloro. El quimo es empujado
en dirección al píloro (C5,6,l)
(C2,3)
y cuando éste se cierra, es empujado de nuevo hacia atrás (C3,4).
De este modo se produce una trituración del alimento, que se mezcla
y
digiere con el jugo gástrico; además se produce la emulsión
de
las grasas.
En
las
células
marcapasos
(=
células intersticiales de Cajal) del estómago distal se producen
cada 20 s cambios de potencial (denominadas ondas lentas;
v.
244), que se dirigen hacia el píloro con mayor velocidad (0,5 a 4
cm/d) y amplitud (0,5-4 mV). La posible actividad de las células
marcapasos del estómago distal (igual que en el corazón) es
dominada por la actividad de las células marcapaso
proximales,
ya que su frecuencia es menor. La frecuencia de estas contracciones
por ondas de excitación depende de la suma de los influjos
neuronales y humorales. La gastrina
aumenta la frecuencia de respuestas y la frecuencia del marcapasos.
Otras hormonas, como GlP,
inhiben
directamente la motilidad mientras que la somatostatina (SIH) actúa
de forma indirecta, inhibiendo la liberación de GRP(Dlyv. 234).
Vaciamiento
gástrico.
El alimento permanece en el estómago hasta conseguir que los
fragmentos tengan <1 mm de diámetro (quimo);
después
se produce su salida hacia el duodeno. El tiempo que tarda el
estómago en vaciarse del 50% de su contenido es 10- 20 min en el
caso del agua, pero es mayor para otros alimentos y puede llegar a
1-4 h en función de la composición de la dieta (en general hidratos
de carbono < proteínas < grasas). El vaciamiento depende del
tono del
estómago
proximal
y
del píloro.
La
motilina
estimula el vaciamiento gástrico (aumenta el tono del estómago
proximal, dilata el píloro); el vaciamiento se innibe cuando el pH
del quimo disminuye y cuando aumenta la osmolalidad y el contenido en
ácidos grasos de cadena larga y aminoácidos aromáticos. Los
enterocitos quimiosensores y las células caliciformes intestinales,
los reflejos enterogástricos y las hormona CCK, gastrina, ClP
y
secretina (v. 234) intervienen en su regulación (D2). El píloro
suele estar algo abierto (flujo libre del quimo preparado) y
sólo
se contrae: 1) al final de la «sístole» antral para empujar el
alimento preparado, y
2)
cuando se producen contracciones duodenales para evitar el reflujo de
sales biliares que podrían lesionar al estómago. Si
se produjera este reflujo, los aminoácidos libres presentes en el
líquido provocarían el cierre reflejo del píloro (D2).
Los
alimentos no digeribles
(huesos,
fibras, cuerpos extraños) no salen del estómago durante la fase
digestiva. Durante la fase
interdigestiva
se producen unas ondas de contracción especiales con un ritmo de 1,5
horas determinado por un «reloj interno» que se transmiten por el
estómago y el intestino delgado (el denominado complejo
motor
migratorio,
CMM),
que
propulsa los alimentos no digeribles del estómago y las bacterias
que han entrado de forma retrógrada hacia el intestino delgado hacia
el intestino grueso. Esta fase de «limpieza» la controla la
motilina.
Jugo
gástrico
Las
glándulas
tubulares del
fondo y el cuerpo secretan unos 3-4 1 de jugo gástrico diarios. El
pepsinógeno
y
las !¡pasas se producen en las células principales y el HCI,
el
factor intrínseco
(v. 260) en las células parietales y la mucina y HC03~en
las células
mucosas del cuello de
Ia
glándula y del resto de Ia mucosa.
La
pepsina está implicada como endopeptidasa en la digestión proteica.
Se produce mediante la escisión del pepsinógeno
en
la luz gástrica y de las glándulas cuando el pH es <6 y es
exocitada por las células principales.
El
principal activador de su secreción es la acetiícolina,
que se libera de forma refleja local y también por hidrogeniones (y,
por tanto, de forma indirecta a través de la gastrina). Ácido
gástrico. Cuando se produce una secreción máxima de HCl, el valor
del pH del
jugo
gástrico disminuye
hasta 0,8. La llegada del alimento tampona este valor hasta 1,8-4,
cifras adecuadas para el funcionamiento óptimo de la pepsina y la
lipasa gástricas. Este pH tan bajo desnaturaliza las proteínas
alimentarias y tiene un efecto bactericida.
Secreción
de HCl (A). La bomba ATPasa
HVK+
de la membrana luminal de las células parietales
hace
que se intercambien hidrogeniones
e
iones K+, consiguiendo que la concentración
de
los primeros llegue a ser 107 en la luz gástrica
(transporte
actiuo primario, Al y v. 26). El
K+
recircula a través de un canal de K+ luminal
hacia
la luz. Por cada hidrogenión secretado se
produce
la salida de un ion HC03~ de la célula (a
partir
de CO2 + OH^ bajo el efecto de la
anhidrasa
carbónica [AC]) por el lado sanguíneo,
donde
se intercambia mediante un intercambiador
aniónico
por un ion Ch (A2). Este
mecanismo
permite que se acumule Or
intracelular,
que posteriormente abandona la célula a través de los canales
de Cl· en
dirección hacia la luz (A3). De esta forma, por cada hidrogenión
secretado entra un ion Ch hacia la luz.
Cuando
se activan las
células
parietales
se abren numerosos canalículos en la parte profunda de las glándulas
(B2), cuya pared posee un denso ribete en cepillo. Este ribete
aumenta mucho la superficie luminal de la célula y
la
gran cantidad de moléculas H+/K+- ATPasas permite un aumento máximo
de la secreción de hidrogeniones desde 2 mmol/h en reposo a más
de
20 mmol/h.
La
secreción
de
ácido gástrico se desencadena (B) por diversos estímulos
nerviosos, gástricos locales e intestinales («fases») (Bl). La
ingesta de alimento provoca de forma refleja la secreción de jugo
gástrico, proceso en el que los nervios gustativos, olfatorios y
óptico constituyen el asa aferente de estos reflejos condicionados
(v. 236). La deficiencia de glucosa a nivel cerebral también
desencadena este reflejo, cuyo nervio eferente es el vago. La
acetilcotina activa a nivel fúndico directamente a las células
parietales (receptores colinérgicos M3; B2);
a
nivel antral las neuronas GRP (= péptido liberador de gastrina)
determinan la liberación de gastrina en las células G (B3), que a
su vez activa a las células parietales a través de los receptores
CCKB. Las células H- o ECL (enterocromafín-lilce) de las glándulas
fúndicas se activan a través de la gastrina (receptores CCKB), pero
también de los receptores colinérgicos y adrenérgicos β3
(Β2)
y liberan histamina,
que
activa de forma paracrina a las
células
parietales vecinas (receptores H2). Los
estímulos
locales gástricos y duodenales sobre la
secreción
de ácido se deben a la liberación de
gastrina
en el antro y el duodeno por la entrada de la papilla alimentaria (Bl
y v. 235, A).
Los
siguientes factores inhiben la secreción de ácido gástrico: a) un
Dolor de pH j < 3 en la luz antral inhibe la secreción de las
células G (retroalimentación negativa; Bl,3) y activa al mismo
tiempo la secreción de SIH por las células D antraíes (v. 234).
SIH inhibe de forma paracrina las células G antraíes (B2,3) y las
células H fúndicas (B2); b) CGRP se libera por mecanismo neuronal
(v. 234), que activan las células D antraíes y fúndicas (B2,3); c)
la secretina y GIP del intestino delgado (v. 234) influyen de forma
retrógrada sobre la secreción de jugo gástrico (Bl). La
composición del quimo procedente del estómago se adapta a las
necesidades del intestino delgado.
La
protección de la
mucosa
gástrica
frente al jugo gástrico depende de: a) la capa de
moco
y b) la secreción de HCO3-
por las
células mucosas de la parte inferior de la mucosa. El HCO3"
difunde hacia el moco y allí tampona el ácido. Las prostaglandinas
PGE2 y PGI2 estimulan la secreción de HCO3". Cuando dicha
producción disminuye por medicamentos antiinflamatorios como la
ciclooxigenasa 1, que reducen la síntesis de PG (v. 269), disminuye
la protección de la mucosa y se pueden producir úlceras.
Duodeno:
estructura y motilidad
La
principal función del intestino delgado es culminar la
digestión
del alimento y
absorber
los productos metabolizados con H2O,
electrólitos
y
vitaminas.
Estructura.
El intestino delgado mide unos 2 m y empieza en el duodeno
a Ia
salida del estómago, se continúa en el yeyuno
y
desemboca en el ciego a través del íleon.
La
parte externa del intestino (serosa; A1) se sigue de una capa
muscular longitudinal (A2),
el plexo
mientérico
(de
Auerbach; A3), una capa
muscular
circular
(A4),
el plexo
submucoso (de
Meissner, A5) y Ia mucosa
(M), revestida
por células
epiteliales (A13-15).
El mesenterio
(A7)
permite el aporte vascular y linfático del intestino delgado (A8 y
9) y también contiene los nervios (A10). La superficie entre el
epitelio y Ia luz aumenta unas 300-1.600 veces más que Ia
correspondiente a un cilindro plano de Ia misma longitud (más de 100
m2): aumenta el triple por las válvulas
conniventes
de Kerckring (A11),
7-14 veces por las vellosidades
(A12)
y 15-40 veces por el ribete en cepillo (A13) de los enterocitos.
Estructura
microscópica y
función.
Entre
los enterocitos encargados de la reabsorción (A14) se encuentran
células caliciformes (A15), que fabrican moco que sirve a la
superficie epitelial como protector y suavizante. En la base de las
vellosidades se localizan las glándulas
intestinales
o criptas de
Lieberkühn
(A16). En éstas se encuentran: a) células
indiferenciadas
y
en mitosis, a
partir de las cuales se desarrollan las vellosidades; b) células
mucosas; c)
células
endo y paracrinas que
son informadas
por
las células
quimiosensibles vecinas
sobre
la composición del quirno para poder
secretar
la hormona adecuada a la sangre o
la
sustancia paracrina al intersticio (v. 234), y
d)
células
encargadas de Ia defensa inmune v.
232). Las glándulas
de Brunner del
duodeno
se
localizan todavía más profundas, en la
submucosa,
en la pared intestinal y secretan un
líquido
rico en HCO3" hacia la luz.
La
punta de las vellosidades se elimina mientras que nuevas células de
las criptas ascienden, de forma que en 3-6 días se produce Ia
renovación de todo el epitelio intestinal (descamación). El
epitelio desprendido degenera en Ia luz intestinal, liberando allí
su contenido en enzimas y el hierro almacenado.
La
motilidad del intestino es controlada de forma autónoma por el
sistema nervioso entérico y se modifica por hormonas y por la
inervación externa (v. 234). En el intestino delgado se producen
molimientos pendulares
locales
(de 1-4 cm) (musculatura longitudinal) y segmentaciones rítmicas
(musculatura circular)! ambos encargados de mezclar el contenido
intestinal y ponerlo en contacto con el epitelio. I
Este
fenómeno se refuerza por los movimientos propios de las vellosidades
(muscular de la 1 mucosa). Las ondas reflejas
peristálticas (30-
120 cm/min), que se producen sobre todo en los períodos
interdigestivos (v. 240), propulsan el contenido intestinal (aprox.
1 cm/min) hacia el intestino grueso.
Los
reflejos
peristálticos
hacen que el contenido intestinal (boío, B)
produzca
una distensión luminal que determina de forma refleja, mediada por
los sensores de distensión, el estrechamiento de los segmentos
proximales y
la
J
dilatación de la luz intestinal en segmentos más
j
distales. Las motoneuronas colinérgicas de ex- J
citación sostenida (denominadas de tipo 2) activan al mismo tiempo,
controladas por inter- J
neuronas, la musculatura circular por detrás y
1 la
longitudinal por delante del bolo. De modo J
paralelo
se inhibe la musculatura circular en el
sentido
opuesto a la corriente (acomodación] y
¡ se
activa en el sentido de Ia misma (B;
v.
234). I
El
intestino también tiene un marcapaso
parecido
a las células intersticiales de Cajal gástricas,
cuyo
potencial de membrana oscila con
una
frecuencia de 3-15/min y 10-20 mV: ondas
lentas
(Cl).
Los estímulos nerviosos, endocrinos
y
paracrinos pueden aumentar el nivel
general
de estas ondas (= un potencial menos
negativo)
o disminuirlo. Si aumentara y el pico
de
la onda llegara al potencial umbral '
(aprox.
-40 mV), se producirían salvas de potenciales
de
acción (salvas de «espigas») (C2).
Si
el valle de la onda alcanzara el potencial umbral, se producirían
espigas duraderas (C3) con
una
contracción sostenida (espasmo).
Transmisión
de la excitación. Las salvas de espigas se transmiten a las células
musculares a través de las uniones en hendidura (v. 70), de forma
que éstas se contraen de forma rítmica con una frecuencia similar
(o menor). La transmisión en sentido anal se agota después de un
punto determinado (D, zona marcapasos) y células distales (de menor
frecuencia) tienen que realizar esta función deI marcapaso. Este
fenómeno explica que el peristaltismo del intestino delgado sólo se
dirija desde oral a anal.
Páncreas
La
porción exocrina del páncreas produce 1- 2 litros de jugo
pancreático diarios, que se secretan hacia el duodeno. Contiene
bicarbonato (HCO3'), que se encarga de neutralizar (pH 7- 8) el quimo
rico en HCl procedente del estómago y también de romper la mayor
parte de precursores inactivos de las
enzimas digestivas,
que digieren las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas en
el intestino delgado.
La
composición del jugo
pancreático
se
parece a la de la saliva, ya que se produce
en
dos etapas y en los acinos se secreta Cl~
de forma activa secundaría, que
se acompañan
de
forma pasiva de agua y Na+ (v. 236).
La
composición electrolítica de esta secreción
primaria
se parece a la del plasma (compare
Al
con 2), pero contiene también proenzimas
digestivas
y otras proteínas (exocitosis;
v.
30).
En
las vías excretoras la secreción primaria
se
mezcla con HCCv, Que se s'9ue de forma
pasiva
de agua y Na+. De este modo aumenta la concentración de HCO3' del
jugo pancreático hasta más de 100 mmol/1, al tiempo que disminuye
la de Cl~ (A3). Las concentraciones de Na+ y K+ y la osmolalidad
siguen siendo iguales que las del plasma (compare Al y 2), algo que
distingue al jugo pancreático de la saliva
(v.
237, B). Durante la fase digestiva la mayor parte del volumen del
jugo pancreático se produce por la secreción ductular (A3).
En
Ia membrana lummal de las células
ductulares
se
secreta
HCO3" a través de un intercambiador
amónico,
que
al tiempo saca Ch de Ia luz (B1). Para que Ia secreción
de
HC03~ no comprometa Ia disponibilidad de Cl~ en Ia luz, éste
recircula hacia Ia misma a través de los canales de Ch, que están
más abiertos por Ia secretina (a
través
de cAMP y Ia proteincinasa A = PKA) (B2). Este canal CFTR (=
regulador de Ia conductancia transmembrana de Ia fibrosis quística)
es defectuoso en Ia mucovisci-dosis
(=
fibrosis
quistica), Io
que se acompaña de graves alteraciones en Ia función
pancreática.
El HCO3- secretado se origina en Ia reacción CO2 + OH- catalizada
por Ia anhidrasa carbónica (AC). Por cada HCO3" secretado, un
hidrogenión abandona Ia
célula
por su superficie sanguínea a través de un intercambiador NaVH+
(B3).
El
control de la
secreción
de
jugo pancreático
(C) se produce por las vías colinérgicas (n.
vago)
y
por
la hormona colecistecinina (CCK; refuerza el efecto vagal por los
receptores CCKA de las fibras colinérgicas del acino) y
la secretina
(A2,
3, B, C y v. 234). En un sistema de retroalimentación la secreción
de CCK se inhibe por la tripsina en la luz intestinal (D). La
secretina
aumenta
la secreción de HCO3-y agua en los dúctulos, efecto para el que es
potenciada por CCK y acetilcolina (AChJ, al aumentar la concentración
citosólica de Ca2+. Las hormonas también influyen sobre la
expresión genética de las enzimas pancreáticas.
Las
enzimas pancreáticas son fundamentales para la digestión. Su pH
óptimo es 7-8.
Si
la secreción de HCOs- es insuficiente (en la mucoviscidosis), el
quimo sigue siendo demasiado ácido y se produce una insuficiencia
digestiva (maldigestión).
La
digestión de las proteínas la realizanvlas proteasas, que se
secretan en una forma inactiva (proenzima): tripsinógeno,
quimiotripsinógeno, proelastasa y las procarboxipeptidasas A y B.
Su
activación se produce en el intestino, donde una enteropeptidasa
convierte el tripsinógeno en tripsina (D), que a su vez activa el
quimotripsinógeno a quimiotripsina, igual que otras proenzimas
pancreáticas, incluidas las elastasas y las carboxipeptidasas. Si
esta activación se produjera de forma patológica dentro del
páncreas, se produciría la digestión de dicho órgano (necrosis
pancreática aguda).
La
tripsina, la quimiotripsina y la elastasa rompen determinadas uniones
peptídicas dentro de las moléculas proteicas, comportándose como
endoproíeasas. Las carboxipeptidasas A
y B son
exopeptidasas,
que
rompen los aminoácidos a partir del extremo carboxilo de las
proteínas.
Digestión
de los
hidratos
de carbono. La α-amilasa
secretada en forma de enzima activa digiere el almidón y el
glucógeno a maltosa, maltotriosa y α-dextrina
límite, que vuelven a digerirse por las enzimas del epitelio
intestinal (v. 259). La enzima más
importante
para la digestión de la
grasa
es
la lipasa
pancreática
(v. 252 y s.), que se secreta en forma de enzima activa y rompe los
triacilgliceroles a 2- monoacilgliceroles y ácidos grasos libres.
Para que actúen se necesitan otras enzimas, las colipasas,
que
se originan a partir de las procolipasas
del jugo pancreático (en parte por el efecto de la tripsina). En la
digestión de la grasa también intervienen las sales biliares (v.
248). Otras enzimas pancreáticas son la fosfolipasa A2, la
(pro)-elastasa, las ARNasas, las ADNasas y una carboxilesterasa.
Bilis
Los
componentes
de
la
bilis son,
además de los electrólitos, las sales de los ácidos biliares, el
colesterol, la lecitina (= fosfatidilcolina), la bilirrubina, las
hormonas esteroideas y los medicamentos (A). Las sales biliares se
encargan de la digestión de las grasas, mientras que los restantes
elementos de la bilis salen del organismo a través de las heces
(/unción excretora del hígado; v. 250).
Síntesis
de la
bilis. La
bilis (unos 0,7 1/d) se secreta directamente por los hepatocitos
hacia los conductilos biliares (canalículos) localizados entre dos
hepatocitos vecinos (A).
Los
hepatocitos tienen numerosos transportadores en sus membranas
sinusoidal y
canalicular,
que captan los componentes de la bilis de la sangre o los secretan
hacia los canalículos.
Sales
biliares
(SB).
El
hígado sintetiza coíato y quenodesoxicolato, las denominadas
SB
primarias, a partir del colesterol.
Las
bacterias intestinales las convierten en las SB secundarias
(desoxicolato y litocolato). Las SB se conjugan a nivel hepático con
Ia taurina o la glicina y se secretan a la vesícula en esta forma
(necesaria para la formación de micelas a nivel de la vesícula y el
intestino delgado) (A).
Transportador
de SB. Las SB conjugadas son captadas desde los hepatocitos hacia Ia
sangre de los sinusoides a través de un transportador simporte de
Na* (NTCP =
polipéptido
«¡transportador de Na*-taurocolato) secundario activo y después
hacia los canalículos en contra de gradiente con un sistema primario
activo a través de un transportador dependiente de ATP (hBSEP =
bomba exportadora de sales biliares humana = cBAT = transportador de
ácidos biliares canalicular).
Las
SB no conjugadas se reabsorben de nuevo en las vías biliares
(circulación colehepática),
mientras que las SB conjugadas sólo se reabsorben a nivel del íleon
terminal después de participar en la digestión de la grasa (v. 252)
(transportador simporte de Na+), regresando al hígado: circulación
enterohepática (B).
Todos
los componentes de las sales
biliares del
cuerpo (2-4 g) pasan por esta circulación
(en
función del contenido en grasa de la dieta)
unas
6-10 veces diarias, ya que para la absorción
diaria
de la grasa se necesitan unos 20-
30
g de SB.
La
circulación enterohepática de SB
mantiene
una elevada concentración de sales
biliares
en la vena porta durante la digestión, lo que produce dos efectos:
a) se inhibe Ia sintesis hepática
de SB (retroalimentación
negativa sobre la colesterol-7a-hidroxilasa; B); y b) aumenta
Ia secreción de SB (y
lípidos) hacia los canalículos. Este incremento aumenta el flujo
biliar al atraer agua por mecanismo osmótico: coleresis
dependiente
de las
sales biliares
(C). También existe una coleresis independiente de las
sales biliares (C),
que determina la secreción canalicular de otros componentes de la
bilis y también del HCO3" y de H2O hacia las irás biliares. En
este caso el efecto colerético lo tiene el n. vago y la secretina.
Vesícula
biliar.
Si el esfínter entre la vía biliar y el duodeno está cerrado, la
bilis producida llega a la vesícula biliar, donde se espesa hasta
1/10 y almacena (D). El epitelio de la vesícula biliar reabsorbe Na+
y C!~ además de agua (Dl), de manera que aumenta la concentración
de los componentes específicos
de Ia
bilis
(sales
biliares, bilirrubina, colesterol, fosfatidilcolina, etc.). Si se
necesitara bilis para digerir la grasa (o se produjera el paso de una
onda peristáltica interdigestiva; v. 240), se produciría la
contracción de la vesícula biliar (D2) y su contenido iría
incorporándose de forma escalonada a la papilla duodenal.
El
colesterol se transporta a Ia bilis en micelas, constituidas también
por lecitina
y
sates biliares.
Si
se modificara Ia relación entre estos tres componentes (E) a
favor del colesterol, aumentaría Ia concentración de Ia bilis con
formación de cristales
de colesterol, origen
de los cálculos biliares. Los puntos rojo y verde en E representan
dos ejemplos de las proporciones en las micelas
.
La
contracción de la
vesícula biliar
se produce por la CCK (v. 234) y
por
el plexo neuronal
inervado
por las fibras preganglionares del
vago
en la pared de la misma (D2).
La
CCK actúa a concentración fisiológica de forma indirecta sobre Ia
musculatura de Ia vesícula, ya que aumenta Ia liberación de
acetilcolina
sobre los receptores de CCKA neuronales. Parece que CGRP (v. 234) y
Ia sustancia P (v. 86), que se liberan en las fibras sensitivas,
actúan de un modo parecido, mientras que sistema
simpático inhibe Ia contracción actuando sobre los receptores
adrenérgicos a2 de las fibras colinérgicas.
Además
de los ácidos grasos y los fragmentos proteicos (v. 234), Ia yema de
huevo y el MgSO4 son estímulos especialmente eficaces para Ia
liberación de CCK (denominados colagogos).
Función
excretora del hígado
El
hígado se encarga de la desintoxicación y excreción de numerosas
sustancias, sobre todo lipófilas, que se pueden producir durante el
metabolismo (bilirrubina u hormonas esteroideas) o proceden del
intestino (el antibiótico cloramfenicol). Para ello hace falta
biotransformarlas.
En un primer paso se añaden a las sustancias hidrófobas grupos OH".
NH2" o COOH" reactivos con la ayuda de enzimas
(monooxigenasas, entre otras) y después, en un segundo paso, se les
acopla ácido glucurónico, acetato, glutatión,
guana o sulfato.
Estos conjugados hidrosolubles pueden ser transformados a nivel renal
y excretados en la orina (como los conjugados con glutatión, como el
ácido mercáptico) o bien secretarse por los hepatocitos hacia la
bilis, para su posterior eliminación con las heces.
Los
hepatocitos disponen en Ia membrana canalicular de distintos
transportadores,
sobre
todo
dependientes
de ATP, como MDR1 (proteína de resistencia a múltiples fármacos 1)
para los metabolitos hidrófobos, sobre todo catiónicos, MDR3 para
fosfatidilcolina y cMOAT (= transportador de aniones orgánicos
multiespecífico canalicular = MRP2 = proteína de resistencia a
múltiples fármacos 2) para los conjugados con glutatíón,
glucurónido y sulfato y para múltiples aniones orgánicos.
Fuentes
de bilirrubina y conjugación. La bilirrubina se origina en un 85% a
partir de la hemoglobina de los eritrocitos y el resto de otras
proteínas hemo, como los citocromos (A y B). Cuando se destruye la
hemoglobina (sobre todo por los macrófagos), la globina y el hierro
(v. 90) se separan y a partir del anillo de porfirina se originan
tras varios pasos intermedios biíiuerdina y por último la
bilirrubina
amarilla (35 mg de bilirrubina por 1 g de hemoglobina). La
bilirrubina libre (bilirrubina
indirecta)
es
menos hidrosoluble y resulta tóxica al ser liposoluble. En sangre se
une a la
albúmina (2
mol de bilirrubina/1 mol de albúmina), pero es captada sin la misma
por los hepatocitos (A). Con la ayuda de la glucuroniltransferasa
y
gastando glucosa, ATP y UTP se sintetiza en los mismos UDPácido
glucurónico, con el que se conjuga la bilirrubina. Así se produce
el glucurónido de
bilirrubina,
hidrosoluble, que se secreta por un mecanismo activo primario hacia
los canalículos biliares (cMOAT = hBSEP v. 248).
La
excreción de bilirrubina con Ia bilis
supone
200-250 mg/d, de los que un 85% se
excreta
con las heces. En el intestino la bilirrubina
es
convertida en estercobilinógeno incoloro
por
las bacterias (B), que se oxida en parte
a
estercobilina, una sustancia parda, responsable
del
color de las heces. Aproximadamente
el
15% del glucurónido de bilirrubina es desconjugado
por
las bacterias intestinales y regresa en forma lipófila (en parte
como estercobilinógeno
hacia
el hígado (circulación enterohepática).
Un
pequeño porcentaje (1%) alcanza la circulación mayor y se excreta
por el riñon en forma de urobi/inógeno (= estercobilinógeno) B).
Cuando existe una hepatopatía,
aumenta
la excreción renal.
La
concentración plasmática normal de bilirrubina es 17 μηιοΐ/ΐ
máximo (= 1 mg/ di). Si superara los 30 μπιοΐ/ΐ
(= 1,8 mg/dl), se produciría una coloración amarillenta de la
esclerótica y posteriormente de la piel ('ictericia).
Causas
de
ictericia:
1.
Ictericia prehepática. Un
aumento de Ia he molisis hace que se produzca tal cantidad de bilirru
bina, que el hígado sólo pueda excretarla si mantiene elevadas las
cifras plasmáticas. En este caso aumenta sobre todo Ia bilirrubina
indirecta (no conjugada).
2.
La
ictericia
intrahepática
se produce por lesiones de los hepatocitos por tóxicos (hongos) o
inflamación (hepatitis),
que
alteran el transporte y conjugación de Ia bilirrubina; b) en Ia
Ictericia neonatal por hemolisis por Ia ausencia total (síndrome de
Crigler-Najjar) o Ia inmadurez del siste ma de glucuronización; c)
por inhibición de Ia glucuroniltransferasa, por ejemplo por
esteroides; d) por un defecto congénito (Dubin-Johnson) o una
inhibición (medicamentos u hormonas esteroideas) de Ia secreción de
bilirrubina hacia los canalículos biliares.
3.
En Ia
ictericia
posthepática
las vías biliares se obstruyen (por cálculos
o
tumores) con estasis biliar. En Ia sangre aparece sobre todo
bilirrubina
conjugada
(«directa») y
aumenta también Ia fosfatasa
alcalina,
que
es un componente normal de Ia
Bilis
En los tipos 2a, 2d y 3 aumenta Ia bilirrubina conjugada en Ia orina
(coloración parda) y en el tipo 3 también se pierde el color de las
heces, porque no llega bilirrubina alintestino y no se produce
estercobilina
.
Digestión
de grasas
La
ingesta diaria de grasas, mantequilla, aceite,margarina, leche,
carne, salchichas,huevos, nueces, etc.) Es muy distinta según los
individuos (10-250 g/d) y como media es 60-100 g/d. La mayor parte
corresponde a grasas neutras o triaciíg/icerina (= triglicéridos)
(90%), entre los que se incluyen los fosfolípidos,
los
esteres de colesterol y
las vitaminas liposolubles
A,
D, K y E. Todos estos lípidos se absorben en más del 95% a nivel
del intestino delgado.
Los
lípidos se disuelven
mal en agua. Su
digestión y absorción en un medio acuoso como el del tubo digestivo
y su transporte en el plasma (v. 254) exigen mecanismos especiales .
Aunque se pueden absorber pequeñas cantidades de triglicéridos sin
romperlos, para que se produzca una absorción normal hacefalta que
se digieran de forma
enzimatica las
grasas
de Ia dieta. Para
que las enzimas actúen, las grasas se tienen que emulsionar
mecánicamente (gracias a los movimientos del tercio distal del
estómago; v. 240), ya que las gotas de grasa emulsionadas (1-2 μηΐ;
Bl)
representan
una mayor superficie para la acción de las lipasas (en relación con
la masa grasa).
Las
siguientes enzimas
participan
en la digestión de las grasas:
Las
lipasas se producen en las glándulas
linguales, en
el fondo
gástrico (células
principales
y
accesorias) y en el jugo pancreático
(A
y
v. 246J. Un 10-30% de la grasa se rompe en
el
estómago (el pH ácido es óptimo para las lipasas
gástrica
y lingual) y un 70-90% en el
duodeno
y tercio proximal del yeyuno (el pH
óptimo
de la lipasa pancreática es 7-8). Las lipasas son activas a nivel de
la interfase entre la fase grasa y el entorno acuoso (B). La lipasa
pancreática
(triacilglicerina lipasa) desarrolla
su actividad lipolítica (máx. 140 g de grasa/ min) en presencia de
Ca2+ y colipasas,
que
se producen bajo efecto de la tripsina a partir de las proco/ipasas
del jugo pancreático. La lipasa pancreática rompe la
triacilglicerina
incorporando
H2O al enlace éster I y S (v.
227,
B), de forma que se generan ácidos grasos libres (AGL) y
2-monoacilglicerina como productos de la degradación.
Esta
enzima genera una fase viscosa isótropa
con
propiedades hidrófobas e hidrófilas simultáneas (B2). Cuando hay
un exceso de Ca2* o una concentración demasiado baja de
monoacilglicerina una parte de los ácidos grasos reaccionan formando
jabones
cálcicos,
que
se pueden eliminar.
La
fosfolipasa
A2
(activada mediante la tripsina a partir de la pro-fosfolipasa A2 del
jugo pancreático) rompe el segundo enlace éster de los fosfolípidos
(fosfatidilcolina = lecitina) de
las micelas en presencia de sales biliares y Ca2+.Una
carboxilesterasa inespecífica (= Ii- 1 pasa inespecífica, hidrolasa
de los esteres de 1 colesterol) del jugo pancreático actúa también
sobre las micelas rompiendo los esteres de colesterol
y los tres enlaces éster de la triacilglicerina y los esteres de las
vitaminas A, D y E.
La
lipasa también está presente en Ia leche
materna (no
en Ia de vaca), Io que permite al lactante Ia digestión de Ia grasa
de Ia leche. Esta enzima es lábil con el calor, de forma que Ia
pasteurización de Ia leche materna reduciría Ia capacidad de
digerir Ia grasa del lactante.
En
presencia de las sales
biliares (v.
248) se producen de forma espontánea micelas a partir de los
monoacilgliceroles, los AGL de cadena larga y otros lípidos en el
intestino delgado (B3). (Los AGL de cadena corta son relativamente
polares y se pueden absorber sin necesidad de micelas ni de sales
biliares). Las micelas tienen un tamaño de sólo 20-50 nm (con una
relación superficie/volumen 50 veces mayor que las gotas de grasa
emulsionadas), lo que permite un íntimo contacto de los productos de
degradación de las grasas lipófilos con la pared intestinal, que
resulta esencial para la absorción de la grasa. Los segmentos
polares de las sustancias presentes en las micelas (como las sales
biliares conjugadas, el monoacilglicerol y los fosfolípidos) se
orientan hacia el ambiente acuoso, mientras que los segmentos
apelares se dirigen hacia el interior de la misma. Los Iipidos
completamente apelares (éster de colesterol, vitaminas liposolubles,
tóxicos liposolubles) se encuentran en el centro de la micela, en un
medio lipófilo (el denominado continuo hidrocarburo) y en este
entorno entran en contacto con el ribete en cepillo del epitelio,
donde son captados de forma pasiva (AGL, en parte mediado por
transportador) por las células mucosas. La absorción de las grasas
termina como máximo al final del yeyuno y las sales biliares
libres
de las micelas se absorben en el íleon terminal y vuelven a
utilizarse (circulación
enterohepática;
v.
249.
Distribución
y almacenamiento de las grasas
Los
lípidos son transportados en
la
sangre en forma de complejos moleculares (microemulsiones) con las
lipoproteínas
(LP)
(A). La superficie externa de estos complejos está constituida por
lípidos anfófilos (fosfolípidos,
colesterol)
y la interna por los lípidos muy hidrófobos, como Macilglicerina
(TG)
y
los esteres de colesterol,
así
como las apolipoproteínas. Las LP se distinguen (A) en función de
su tamaño, densidad, composición lipídica, lugar de síntesis y
por la apolipoproteína
(Apo). Los
elementos estructurales de las
LP
(p. ej., ApoAII y
-B48)
actúan como ligandos (p. ej., ApoBlOO y
-
E)
para los receptores de LP de la membrana
de
las células diana de las LP (receptores B
o
E),
así como para los
activadores
enzimáticos
(p.
ej., ApoAI, -ClI).
Los
quilomicrones transportan lípidos, como tricilglicerina, desde el
intestino delgado (a través de la linfa) hacia la periferia (D),
donde la ApoCII
activa
la lipoproteinlipasa
(LPL)
endotelial.
Esta enzima separa los ácidos
crasos libres (AGL) de
los triglicéridos, que puedan ser captados por las células
musculares y adiposas (D). Los restos
de quilomicrones
(remanentes) se unen a los receptores hepáticos a través de la
ApoE, son endocitados y
liberan
el colesterol, los TG residuales y
los esteres de colesterol.
Los
TG y el colesterol tanto importados como neosintetizados son
exportados
por el
hígado
en
VLDL (LP de muy baja densidad, del inglés very
low density LP) hacia
la periferia, donde activan con su ApoCII las LPL y liberan los AGL
(D). En ese momento pierden la ApoCII y exponen la ApoE,
convirtiéndose en restos de VLDL o IDL (LP de densidad intermedia,
del inglés intermedíate
density LP), un
50% de las cuales regresan al hígado (unión con ApoE en los
receptores LDL) para volver a cargarse y abandonar el hígado de
nuevo en forma de VLDL (B).
La
otra mitad de IDL se convierte por efecto de la lipasa pancreática
en LDL (LP de baja densidad, del inglés low
density LP) (perdiendo
ApoE y exponiendo ApoBlOO). Dos terceras partes de esta LDL liberan
el colesterol y los esteres de colesterol en el hígado y la tercera
parte restante lo hacen en los tejidos extrahepáticos siendo
fundamental en ambos} casos la unión de ApoBlOO a los receptores.
La
HDL (LP de alta densidad, del inglés high
density LP) comparte
con los quilomicrones y la VLDL determinadas apo y capta el
colesterol sobrante en las células extrahepáticas y en la sangre.
Su ApoAI activa la enzima plasmática LCAT
(lecitina-colesterol-aciltransferasa, que se encarga de Ia
esterificación del colesterol) y libera colesterol y su éster en el
hígado y en las glándulas
productoras de hormonas
esteroideas
(ovario,
testículo, suprarrenal), que tienen receptores para HDL.
Triacilglicerina
Los
TG de la dieta se convierten en el tubo digestivo en AGL y
2-monoacilglicerina
CMGj
(C y v. 252). Los AGL de cadena corta son hidrosolubles y se absorben
como tales, mientras que los productos hidrófobos, como los AGL de
cadena larga y los monoacilgliceroles, se vuelven
a convertir en TG en
el retículo endoplásmico liso de la mucosa
intestinal
(C). 1
Las proteínas ligadoras de AGL captan los AGL en la membrana celular
y los llevan al Iugar de síntesis. Como los TG no son hidrosolubles,
se unen a los qui/omicrones, que se exocitan hacia el espacio
extracelular y desde allí a Ia linfa
intestinal (evitando
el hígado), con la cual llegan a la circulación mayor (C, D). (El
elevado contenido en quilomicrones del plasma hace que el plasma se
vea turbio durante los 20-30 minutos posteriores a una comida rica en
grasa.)
También
el hígado sintetiza TG, para lo que capta AGL del plasma o los
sintetiza de nuevo a partir de la glucosa. Los TG hepáticos se
incorporan a VLDL y salen al plasma. La exportación de VLDL es
limitada, por lo que una oferta excesiva de AGL o glucosa (D) produce
un depósito de TG en el hígado (hígado
graso). Los
ácidos grasos
libres (AGL) son sustratos de alta energía para el metabolismo
energético (v.
228). Se transportan en la san-1 gre en forma de TG (en las
lipoproteínas) y son extraídos por las lipoproteinlipasas
(LPL)
del endotelio capilar de muchos órganos (tejido adiposo y muscular)
a partir de los quilomicrones y también de VLDL. La ApoCII de la
superficie de estas dos LP activa a las LPL. La insulina,
que
se secreta después de la ingesta, induce las LPL (D), lo que
facilita una rápida destrucción de los TG de la dieta absorbidos.
Las LPL también se activan con la heparina (endotelial o de los
granulocitos basófilos), que aclara el aspecto turbio del plasma por
la presencia de quilomicrones («factor
de
aclaramiento»).
Los
AGL, que en el plasma se unen a la albúmina, alcanzan los siguientes
destinos:
*
El músculo
cardíaco y esquelético, el
riñon y otros órganos, en los que se utiliza como fuente de
energía, oxidándose en las mitocondrias a CO2 y H2O (oxidación β);
» las células
adiposas
(D),
que vuelven a convertir los AGL en TG y los almacenan. Si aumentaran
las necesidades energéticas o se redujera la ingesta, se produciría
la rotura de los TG con liberación de los AGL de los adipocitos
(lipólisis)
y
se transportarían hacia el lugar que los necesitara. La adrenalina,
glucagón y
el cortisol
estimulan
la lipólisis, mientras que la insulina
la
inhibe (v. 282 y s.); « el hígado,
donde se pueden metabolizar los AGL de forma oxidativa o se puede
volver a formar TG
.
Colesterol
Tanto
los TG como los esteres
de
colesterol son lípidos
apelares. Su
transporte en el medio acuoso corporal (B) sólo es posible en forma
de lipoproteínas (o mediante la unión a otras proteínas) y sólo
se pueden utilizar con fines metabólicos después de convertirlos en
colesterol polar. Los esteres de colesterol son la forma de
transporte del colesterol, igual que los TG para los AGL. Los esteres
de colesterol se encuentran en la parte interna de todas las LP,
sobre todo en LDL (42%).
El
colesterol no sólo es una parte fundamental de la membrana
celular (v.
14), sino que también es una sustancia básica de las sales
biliares (B
y v. 248) y las hormonas
esteroideas (v.
294 y ss.). La pérdida
diaria de
colesterol
con
las heces (en forma de coprostanoí)
y
por la piel es 0,6 g, de los que las sales
biliares
representan 0,5 g. Esta pérdida (dependiente
de
la cantidad de colesterol en la dieta)
se
debe compensar con una nueva síntesis (intestino
delgado,
hígado) (B). El colesterol de la
dieta
puede ser libre o en forma de esteres (abajo a la derecha). Los
esteres de colesterol
son
convertidos en colesterol antes de su absorción
mediante
la carfooxiesterasa inespecífica
pancreática y
después se absorben en la parte proximal del intestino delgado (B,
abajo).Las células
mucosas contienen
una enzima que vuelve a esterificar el colesterol (ACAT,
acetil-CoA-colesterol aciltransferasa), de forma que en los
quilomicrones se encuentra tanto colesterol como esteres (A). El
colesterol y sus esteres de los restos de los quilomicrones
llegan al hígado,
donde
las lipasas
acidas
lisosomales degradan de nuevo los ésteres a colesterol. El
colesterol procedente de esta reacción y de otras fuentes (HDL, LDL)
puede seguir las siguientes vías desde el higado (B): 1) excreción
en la bilis (v. 248); 2) conversión en sales
biliares (v.
249, B); 3) incorporación a las VLDL, a partir de las que se
produce, por acción de las LPL, IDL y, por último. LDL (B,
izquierda). Esta última lleva el colesterol y los esteres de
colesterol a las células que tengan receptores de LDL (hígado y
células extrahepáticas; B, arriba). La densidad de receptores en la
superficie celular viene regulada por las necesidades de colesterol.
LDL es captada por la célula mediante endocitosis y las lipasas
acidas lisosomales degradan los esteres de colesterol liberando el
colesterol (derecha arriba), que queda a disposición de la célula
para la fabricación de la membrana o la síntesis de esferoides.
Cuando hay demasiado colesterol en la célula: a) se inhibe la
síntesis de colesterol (3-HMG-CoA-reductasa) y se activa la ACAT,
que forma esteres con el colesterol y lo almacena.
Una
elevación
de
los
lípidos
sanguíneos
(hiperlipoproteinemia)
se
puede deber al aumento del
colesterol
(>200-220 mg/dl en suero, que afecta a 1 de
cada
5 adultos alemanes), los triglicéridos o ambos. La
forma
más grave, Ia hipercolesterolemia
familiar,
presenta
aumento del colesterol en sangre desde el
nacimiento,
que puede determinar Infartos durante Ia
juventud.
El aumento del colesterol sérico se debe a una
menor
captación celular de Ia LDL rica en colesterol; también los tejidos
ex-trahepáticos sintetizan más colesterol, porque al captar menos
LDL no se inhibe Ia
3-HMG-CoA-re-ductasa.
La consecuencia es una mayor unión de Ia LDL a los denominados
receptores de limpieza (de baja afinidad), con depósito de
colesterol en los macrófagos, Ia piel y las paredes vasculares, Io
que convierte a Ia hipercolesterolemia en un factor de riesgo para Ia
aterosclerosis y Ia cardiopatíacoronaria.
Digestión
y absorción de los hidratos de carbono y las proteínas
Los
(HC) cubren 2/3 de
las
necesidades energéticas (v. 226). El polisacárido almidón
(=
amilosa + amilopectina) | representa la mitad de los HC ingeridos con
la dieta, seguido del azúcar de caña (= sacarosa) y del azúcar de
la leche (= lactosa). La digestión de los HC empieza ya en la boca,
ya que la saliva contiene tialina, una ct-amilasa que convierte el
almidón en polisacáridos (maltosa, maltotriosa,
a-dextrina límite) en
presencia de un pH neutro. En el tercio proximal del estómago sigue
produciéndose la digestión, que se interrumpe en el tercio distal
por el ambiente ácido. En el duodeno el jugo pancreático aporta
otra α-amilasa
(pancreática) (v. 246) al quimo, cuya función óptima se produce
con pH 8. Aquí se culmina la digestión de los polisacáridos a los
oligosacáridos antes enumerados. La absorción
de
los HC se produce en forma de monosacáridos, por lo que todavía hay
que hidrolizar más la maltosa, la maltotriosa y la α-dextrina
límite, para lo que en la membrana luminal de los enterocitos
existen enzimas del ribete en cepillo como la maltosa
y
la isomaltasa. El producto final es la glucosa
(como
en el túbulo renal, v. 158), que es captada por las células mucosas
(simporte secundario acinuo de Na+; A2
y
v. 29, Bl) y por último llega a la porta de forma pasiva por el
transportador uniporte de glucosa GLUT2 («difusión facilitada»; v.
22). Para la digestión de la sacarosa,
la
lactosa
y la trehalosa existen varias enzimas en el ribete en cepillo:
lactosa,
sacarasa y
trehalasa.
Estas
reacciones liberan, además de glucosa, galactosa (de la lactosa),
que se transporta igual que la glucosa, y fructosa
(de
la sacarosa), que puede atravesar la membrana luminal del enterocito
por un mecanismo de uniporte pasivo (GLUTS) (A2).
En
el déficit
de lactasa Ia
lactosa no se puede digerir ni absorber, Io que produce diarreas
porque 1) Ia lactosa atrae agua hacia Ia luz intestinal por
mecanismos osmóticos y 2) las bacterias intestinales convierten Ia
lactosa en sustancias tóxicas.
La
digestión de las
proteínas
empieza en el estómago (Bl). El ácido clorhídrico desnaturaliza
las proteínas y activa los tres pepsinógenos
secretados a 8 pepsinas
distintas.
Estas enzimas son endopeptidasas
y
rompen a un pH de 2-5 las proteínas en las zonas donde encuentran
una tirosina o una fenilalanina en la cadena peptídica. En el medio
intestinal (pH 7-8) se inactiva la pepsina y el páncreas secreta
sustancias precursoras de nuevas proteasas hacia el duodeno, que
posteriormente se activan. Estas tres endopeptidasas: tripsina,
quimotripsma y elastasa,
rompen
las moléculas de albúmina en fragmentos más cortos (péptidos).
Las carboxipeptidasas
AyB (del
páncreas), las
dipeptidasas y
las ominopepíidasas del ribete en cepillo mucoso rompen las
proteínas desde el extremo, convirtiéndolas en tri y dipéptidos y
(en su mayor parte) en aminoácidos individuales. Estos tres
productos de la degradación proteica se absorben en el duodeno y el
yeyuno.
Los
aminoácidos (AS)
son
absorbidos (igual que en el riñon, v. 158) mediante transportadores
más específicos.Los AS-L «neutros» y
«ácidos»
se transportan por un mecanismo activo secundario por un simporte de
Na+ desde la luz intestinal al
interior
de la célula mucosa y
desde
allí de forma pasiva (a veces mediada por transportador) hacia la
sangre. En el caso de los AS
catiónicos
(«básicos») (arginina+,lisina+, ornitina+) existen unos sistemas
de transporte (¿independientes de Na+?) y
otros
(dependientes
de Na+) para los AS
aniónicos
(«ácidos») (glutamater, aspartato'), que en gran parte se
localizan en la célula mucosa. Existen otros sistemas de transporte
para los AS «neutros».
Existen
una serie de alteraciones congénitas de Ia absorción de
determinados grupos
de aminoácidos, que
se suelen acompañar de defectos similares en el
túbulo
renal (aminoaciduria
renal, como
Ia cistinuria).
Los
di y tripéptidos se pueden absorber
como
moléculas intactas a través de un transportador
simporte
(PepTl), que produce un
gradiente
de H+ dirigido
hacia la célula (B2) y que se vuelve a generar tras la secreción de
H+ (simporte terciario activo de H+, v. 29.Los AS se absorben con más
rapidez en forma de di o tripéptidos que libres, hidrolizándose
posteriormente dentro de la célula a
AS
libres.
