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• Cami Julián

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Motilidad Gastrointestinal

Dra. Alicia Costa Depto. Fisiología Facultad de Medicina

Desarrollo de la clase

• Introducción a la Fisiología Gastrointestinal • Aspectos generales de la anatomía funcional del tracto gastrointestinal. • Mecanismos de regulación • Propiedades del músculo liso gastrointestinal. • Motilidad: Fase Digestiva y Fase Interdigestiva

• Fases de la respuesta alimenticia y actividad motora asociada. • Defecación

¿Por qué necesitamos del aparato digestivo?

Introducción a la Fisiología GI Aparato Digestivo Proveer al organismo con el suministro de agua, electrolitos y nutrientes que necesita.

Motilidad Secreción Digestión Absorción

Aparato Digestivo -Estructura general en capas-

Copyright

© 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.

Funciones específicas del Aparato Digestivo • Digestión: degradación química y mecánica de los alimentos en unidades más pequeñas que puedan ser absorbidas.

• Absorción: transporte activo o pasivo de los

nutrientes desde el tracto gastrointestinal a la sangre o linfa.

• Motilidad: movimiento de sustancias por el tubo digestivo como resultado de contracciones musculares.

• Secreción: transferencia de agua, iones y agentes digestivos desde el líquido extracelular hacia la luz del tubo digestivo y liberación de sustancias sintetizadas en las células del epitelio gastrointestinal.

• Defecación: eliminación de los productos no digeribles

Mecanismos de comunicación celular que median las respuestas en el AD Endócrino

Neuroendócrino

Parácrino

Regulación de los procesos fisiológicos que ocurren en el TGI

Existen mecanismos de regulación de la actividad de acuerdo a la presencia y las características del alimento. Existen mecanismos de coordinación entre partes distales del tracto digestivo. Control nervioso (intrínseco y extrínseco) y hormonal.

Regulación

1. Regulación Endócrina Hormonas producidas por células localizadas en – Mucosa Estómago, intestino y páncreas – Submucosa

– Actúan sobre

Pared del TGI, páncreas e hígado

• Células secretoras

Esfínteres, vesícula biliar • Células del músculo liso

Regulación nerviosa

a. Inervación extrínseca del TGI  Sistema nervioso autónomo

Parasimpático

↑ actividad motora y secretora  Neuronas preganglionares → células ganglionares de los plexos intramurales

ACh. Receptores muscarínicos

Simpático

↓ actividad motora y secretora.  Neuronas postganglionares que actúan sobre SN entérico

NA. Receptores alfa y beta

Regulación nerviosa

b. Inervación intrínseca del TGI • Sistema nervioso entérico Plexo mientérico Plexo submucoso  Neuronas sensoriales  Interneuronas  Neuronas motoras  Fibras nerviosas

Reflejos

Regulación nerviosa

INTEGRACIÓN DEL CONTROL NEURAL simpático, parasimpático y entérico SNA Parasimpático

Sistema Nervioso Entérico

Simpático

Reflejos Estímulos gastrointestinales evocan respuestas digestivas vía el sistema nervioso entérico y central Cerebro y médula espinal

Estímulo

SENSORES mecánicos y químicos

Sistema nervioso entérico

EFECTORES Motilidad Secreción Flujo Sanguíneo

Reflejos largos: vago-vagales Reflejos cortos: locales intramurales

Introducción a la Motilidad GI

• Motilidad GI: actividad contráctil de los músculos GI ¿Qué la determina? • Funciones – – – –

Transporte Mezclado Regular tasa de pasaje Prevenir reflujo

Propiedades del músculo liso del TGI

¿Qué la modifica? Aferencias nerviosas, hormonas, señales parácrinas

Propiedades del músculo liso GI • Para comprender la motilidad GI es necesario repasar algunas propiedades del músculo liso – Anatomía funcional – Electrofisiología – Patrones de contracción especializados

Anatomía funcional del músculo liso GI

Músculo liso de Unidad Única Sincitio funcional

Anatomía funcional Marcapasos: Células intersticiales de Cajal El ritmo eléctrico básico o actividad de onda lenta es generado por las CIC

Involucradas en la transmisión de información desde las neuronas entéricas al músculo liso

Relación entre el potencial de membrana del músculo liso y la contracción muscular

En reposo

Estimulado

Inhibido

La fuerza y duración de la contracción se relacionan directamente con la frecuencia de los potenciales de acción

Potencial de Acción Onda lenta

El potencial de membrana puede ser modificado por diversos factores

Patrones especializados de motilidad en el TGI • Contracciones – Fásicas • Segmentarias • Peristálicas

– Tónicas

Contracciones peristálticas Peristaltismo es la propulsión organizada de material dentro del TGI

Esófago, estómago e intestino delgado

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

Intestino delgado

Fases de la Motilidad GI

• Fase Digestiva • Fase Interdigestiva

Fase Digestiva

Fase Interdigestiva

Fase digestiva Aspectos motores de la Respuesta al Alimento Fases: Cefálica Oral Esofágica Gástrica Intestinal Intestino delgado Cólon

1. FASE CEFÁLICA • Prepara el TGI para recibir el alimento

Estímulos cognitivos (pensar en comer) Estimulación: visual, olfativa, auditiva

Estimula núcleo motor del vago en troncoencefálico

Estimulación Parasimpática del TGI

↑ Secreción salival, gástrica y pancreática ↑ Contracción vesícula biliar Relajación del esfínter de Oddi (en duodeno)

2. Fase Oral

Alimento entra en contacto con el tubo digestivo

Los aspectos mecánicos de la ingestión de alimentos comienzan con la masticación y la deglución

A. Masticación • Inicio puede ser voluntario • Actividad refleja involuntaria. Inervación muscular por el trigémino • Importancia

B. Deglución • Inicio puede ser voluntario • Reflejo de la deglución • Fases

Masticación Inicio generalmente involuntario. Comienza automáticamente cuando el alimento ingresa a la boca Involucra: 1. Contracción de músculos que controlan: a. Mandíbula inferior b. Lengua c. Mejillas y labios 2. Inervación central de dichos músculos 3. Información sensorial de las estructuras orales

4. Reflejos del tronco encefálico 5. Generación central de un patrón adecuado de excitación muscular

Centro generador de la masticación Bulbo raquídeo: formación reticulada cerca del núcleo motor del trigémino Involucra: 1. Contracción de músculos que controlan: a. Mandíbula inferior b. Lengua c. Mejillas y labios 2. Inervación central de dichos músculos 3. Información sensorial de las estructuras orales 4. Reflejos del tronco encefálico 5. Generación central de un patrón adecuado de excitación muscular

Deglución Fase oral

Fase faríngea

Fase voluntaria: lengua presiona bolo alimenticio contra el paladar duro Reflejo: se desencadena cuando bolo estimula receptores de tacto en la faringe

Fase esofágica

Control neural de la deglución SNC es dominante en el control de la deglución

Receptores del tacto en la abertura de la faringe son activados y la información conducida a los Centros de la Deglución en el bulbo y protuberancia. Desde allí impulsos motores son conducidos por nervios craneales al músculo faríngeo y el esófago superior y por los nervios motores vagales al resto del esófago.

3. FASE ESOFÁGICA Esófago, esfínter esofágico superior (EES) e inferior (EEI) 1. Transportar el alimento desde la boca al estómago 2. Proteger la vía aérea (EES) y proteger al esófago de las secreciones gástricas (EEI) Funciones de propulsión

Efectos protectores

Peristaltismo en el esófago

Actividad motora

Es un anillo de contracción que se desplaza empujando el material a lo largo del tracto GI. Alternancia de contracción y relajación de ambas capas musculares regulada neuralmente

Peristaltismo Primario Estim. Mecánica de la faringe durante la deglución Peristaltismo Secundario Distensión esofágica

Curva de presiones de la faringe, esófago y esfínteres durante la deglución

La estimulación de la faringe por la presencia del bolo alimenticio inicia descenso de la presión (apertura) del EES y una onda peristáltica de contracción a lo largo del esófago. También se relaja el EEI para permitir el ingreso del alimento al estómago.

Gradiente de inervación colinérgica excitatoria y nocolinérgica inhibitoria en la porción de músculo liso del esófago.

GI Motility online (May 2006) | doi:10.1038/gimo3

Latencia de contracción aumenta en forma gradual generando la peristalsis esofágica por un mecanismo intramural

4. FASE GÁSTRICA

Sectores

Anatomía funcional Motilidad Estómago orad: relajación receptiva Estómago distal: actividad contráctil característica

EEI y cardia

Fundus y cuerpo

Antro y píloro

Estímulos que inician la fase gástrica

1. Distensión gástrica (mecanorreceptores) 2. Aumento del pH gástrico (quimiorreceptores) 3. Presencia de alimentos no digeridos (células G: liberan gastrina) Reflejos cortos -Coordinados por el SNE - Ondas contráctiles de mezclado - Células secretoras Regulación endócrina -Rol de la gastrina

Patrón motor gástrico

Eventos motores durante el vaciado gástrico normal

Rayner CK and Horowitz M (2005) New management approaches for gastroparesis Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol 2: 454–462 doi:10.1038/ncpgasthep0283

5. FASE INTESTINO DELGADO

Anatomía funcional del intestino delgado

FASE INTESTINO DELGADO

Regulación de la llegada del alimento Regulación del vaciado gástrico

• Neuronal: reflejo enterogástrico (corto iniciado en duodeno) • Endócrina: factores reguladores (liberados en duodeno)

-

Vaciado gástrico progresivo en el duodeno -velocidad depende del contenido-

Reflejos iniciados por distensión gástrica que afectan el intestino delgado

1. Reflejo gastroentérico 2. Reflejo gastroileal

Patrones motores del intestino delgado Fase digestiva

Segmentación

Patrones motores del intestino delgado Fase digestiva VIP Óxido nítrico

Peristalsis

ACh Sustancia P

Control de la motilidad del intestino delgado

Motilidad intestinal Influencias hormonales y neuroendócrinas

*Noradrenalina estimula contracción de esfínteres

Patrones motores del intestino delgado Fase interdigestiva Patrón motor peristáltico: El complejo motor migratorio

Complejo motor migratorio Fases • Fase I: actividad quiescente • Fase II: contracciones desorganizadas • Fase III: contracciones potentes que se propagan por el intestino – Duran 10 min – Transportan contenido gástrico e intestinal al colon – Píloro y válvula ileocecal se abren completamente En ausencia de ingesta este ciclo se repite cada 90 min

6. FASE COLÓNICA

Anatomía funcional del intestino grueso • • • •

Digestión y absorción Reabsorbe fluido utilizado durante el movimiento del alimento Almacena productos de desecho hasta su eliminación Bacterias comensales

Subdivisiones: •Cecum o Ciego •Apéndice •Cólon •Recto •Canal anal

Anatomía funcional de la musculatura colónica

Haustras

El músculo circular se contrae y divide al colon en haustras. Su contracción puede ocluir la luz del colon

Anatomía macroscópica

•Teniae coli - 3 bandas de músculo liso en capa muscuclaris longitudinal •Haustra -estructura tipo bolsas

Ambas acopladas eléctricamente Sin embrago patrón propulsor es menos efectivo que en el intestino delgado

Patrones de motilidad colónica en respuesta a estímulos locales (i.e. distensión)

• Contracciones de corta duración (8seg) – Origen: músculo circular – Ondas de contracción localizadas

• Contracciones de larga duración (20 – 60 seg) – Origen: taeniae coli – Onda de contracción se propaga oralmente ó aboralmente La actividad eléctrica rítmica (ondas lentas) que gobiernan la motilidad del intestino delgado, no pasan la válvula ileocecal y por ello no llegan al colon

Patrones de motilidad colónica en respuesta a factores locales y arcos reflejos

• Contracciones propagadas de gran amplitud ó HAPC – Recorren el colon del ciego al recto – Dirección exclusiva aboral – Función: limpiar al colon de su contenido – Frecuencia: 10 veces por día – No resultan necesariamente en la defecación • Contenido del colon puede retenerse de horas a días sin que haya una disfunción

Colon vulnerable al desarrollo de malignidad • Causas: – Rápido recambio celular – Exposición frecuente y prolongada a toxinas

• Métodos de exploración: – Fibrocolonoscopía – Tomografía computarizada

Patrones de motilidad colónica Recto: Anatomía funcional

Recto •Ausencia de capa muscular circular •Función de reservorio •Contracciones generan válvulas funcionales

Canal anal Músculo liso (EA interno) Músculo esquelético (EA externo)

Motilidad colónica Reflejos y defecación

Control de la defecación Control voluntario Nervios pudendos

Control autónomo Nervios pélvicos

Motilidad de Recto, Esfínter Anal Interno y Externo en respuesta al llenado rectal y durante la defecación

Relajación del esfínter interno VIP y ON

Bibliografía • Fisiología Berne&Levy (ed. 2001 en español, y posteriores en inglés o español). • Fisiología de Best y Taylor (12ª ed. en español)