Estructura y Funciones del Sistema Digestivo

El tubo digestivo cuenta con órganos accesorios que cumplen diversas funciones. Parte del medio externo atraviesa el medio interno, por lo que es un sistema energéticamente costoso, ya que requiere la integración de los componentes del medio externo con el interno. Debido a esto, presenta una gran cantidad de neuronas. La complejidad del epitelio varía en función de la región del tubo. El tubo está rodeado de una gran cantidad de musculatura e irrigación sanguínea, también está conectado con el Sistema Nervioso (SN), tanto en el estómago como en el intestino, que regularán los movimientos. El sistema linfático está muy desarrollado, sobre todo en el intestino, con vasos ramificados que acaban en sacos cerrados y están conectados con los vasos sanguíneos. Participa en el metabolismo de las grasas y es la zona de entrada de bacterias y antígenos.

Funciones principales:

• Digestión: Tanto mecánica (masticación) como enzimática.
• Absorción: Se realiza en algún punto del intestino.
• Secreción: Enzimas, iones y agua.
• Motilidad: Movimiento mecánico para la movilización del contenido del tubo digestivo hasta el final (movimientos peristálticos).

La digestión mecánica y química dura entre 2 y 3 horas. Se requieren de 12 a 16 horas para continuar el paso por el tubo digestivo. La absorción y excreción puede tardar hasta 1 o 2 días. La grelina activa el apetito, mientras que la leptina lo inhibe.

La Boca: Inicio del Proceso Digestivo

La digestión comienza en la boca. Intervienen:

• Glándulas salivales: Tienen un mecanismo similar al de las glándulas sudoríparas. Cumplen funciones de lubricación, tamponamiento (contienen bicarbonato, que disminuye el daño en el esófago), inicio de la digestión de azúcares (amilasa) y función inmunitaria (la mayoría de los animales tienen sustancias bactericidas, pero no muchas, como la lisozima, que rompe la pared bacteriana, o anticuerpos de inmunoglobulina A).
• Digestión de grasas: Células que secretan lipasas.
• Glándulas: Contienen agrupaciones de glóbulos blancos, al final de la lengua.
• Papilas: Existen dos tipos:
  • Con receptores gustativos: Función gustativa, con evaginaciones. Todas tienen receptores para los 5 sabores.
  • Sin receptores: Forma más alargada. Dan superficie rugosa a la lengua. Función de adherencia del alimento para frenarlo en la boca.

El Gusto: Percepción y Mecanismos

Las percepciones gustativas están determinadas por el tipo de estímulos que llegan a la lengua (paso de iones). Los botones gustativos contienen una serie de células con quimiorreceptores, cada una de las cuales responde a distintos tipos de iones. Cada una envía una señal que puede percibirse como un sabor diferente (están conectadas a neuronas):

• Sabor salado: Alimento rico en sodio. El sodio entra, despolariza la célula, se activan canales de calcio regulados por voltaje, entra Ca²⁺ y se une a vesículas con neurotransmisores que se envían a las neuronas, excitándolas.
• Sabor ácido: Alimento rico en protones libres.
• Sabor amargo: Permite detectar sustancias tóxicas, por lo tanto, es abundante en todos los organismos. Funcionan mediante proteínas G, que provocan la formación de un segundo mensajero. Se libera calcio al retículo endoplasmático, que provoca el movimiento de vesículas y su fusión con la membrana.
• Sabor dulce: Detecta azúcar. Normalmente tienen canales de K⁺ abiertos. Al activarse el segundo mensajero, se cierran los canales y se despolariza la membrana. El mecanismo continúa con la liberación de neurotransmisores.
• Sabor umami: Mismo mecanismo que el dulce. Comidas ricas en carne (L-glutamato y L-aspartato). Sabor algo salado.

Las neuronas conectadas a estas células envían la información a una zona concreta del cerebro. Aunque siempre está en la misma zona, varía la cantidad de neuronas que se activan para cada sabor.

Percepción del Gusto y el Sistema Límbico

El sistema límbico es el componente emocional del gusto. Áreas del cerebro que regulan el gusto:

• Área ventral tegmental: Núcleo nervioso. Produce dopamina (opioide endógeno), que se encarga de la regulación de emociones (positivas y negativas).
• Núcleo accumbens: Junto con la anterior, son áreas más primitivas. Recibe la dopamina y la redistribuye por el cerebro, incluido el córtex prefrontal, resultando en una sensación positiva.
• Córtex prefrontal (exclusivo en mamíferos, salvo en delfines): Permite integrar toda la información sensorial, motora y emocional.

La diferencia está en la percepción. Si la sensación es de gusto, se refuerza el circuito y se crea un recuerdo de la emoción (a nivel de córtex). Esto tiene un componente de adicción. Puede llegar a un extremo en el que hay una gran síntesis de receptores, que pueden llegar a desensibilizarse.

Esófago: Peristalsis y Transporte del Bolo Alimenticio

El esófago se encarga del traslado del bolo alimenticio a lo largo de su estructura. Está revestido de mucosa con dos funciones: disminución del daño mecánico y producción de una solución tamponadora (evita daños debidos a reflujos del estómago).

Estómago: Digestión Mecánica y Enzimática

El estómago posee diversas capas musculares en distintas direcciones, con el hígado y el páncreas asociados. Su función principal es la digestión mecánica y enzimática. Algunas especies pierden el estómago como tal (saco repleto de ácidos). Está muy inervado: el SN, a través del nervio vago, controla las contracciones y secreciones, y los vasos sanguíneos se encargan de la absorción. Existen dos tipos de glándulas:

• Glándulas gástricas:
  • Células mucosas: Secretan moco para protección.
  • Células principales: Secretan pepsinógeno.
  • Células parietales: Secretan ácido clorhídrico (HCl) y factor intrínseco.
• Glándulas pilóricas: Secretan moco y gastrina.

El HCl estimula el pepsinógeno, convirtiéndolo en pepsina (digestión proteica). El factor intrínseco se encarga de la absorción de la vitamina B12, se compleja con ella y en el intestino se absorbe. La gastrina se encarga de excitar las células»enterocromafines-lik» que, a su vez, secretan histamina. La histamina estimula la secreción de HCl. A mayor cantidad de proteína en el estómago, mayor secreción de gastrina.

Producción de HCl

1. Entrada de CO₂ de la sangre a la célula parietal. Junto con agua y gracias a la anhidrasa carbónica, se forma bicarbonato.
2. Salida de bicarbonato a la sangre y entrada de Cl^– a la célula parietal y finalmente al estómago.
3. Entrada de H⁺ al estómago a cambio de la salida de K⁺ a la sangre.
4. Unión de H⁺ y Cl^– en el estómago, formando HCl.

Mecanismos de Control de la Digestión

• Distensión de la pared del estómago (determina el volumen del lumen libre).
• Osmolaridad.
• Acidez.
• Concentración de productos específicos de digestión.

Fases de Regulación del Estómago

1. Fase cefálica

Un estímulo sensorial (olor, visión, etc.) envía la información al hipotálamo. También está implicada la grelina. La médula oblonga recibe la información anterior y empieza la sensación de hambre. A través del nervio vago, inerva las células que secretan histamina y gastrina. Comienzan las secreciones. A través de la irrigación del estómago, se estimulan otras células del estómago.

2. Fase gástrica

Una vez que ya ha comenzado la ingestión, gracias a los receptores de estiramiento del estómago, se envía una señal por el nervio vago a la médula. Se realimenta de esta manera la secreción gástrica.

3. Fase gastrointestinal

En un momento determinado (razón desconocida), el esfínter final del estómago se abre y sale el contenido hacia el intestino, iniciándose la fase. Las células del intestino detectan el pH ácido y los lípidos procedentes del estómago y envían una señal mediante la secretina y la colecistoquinina (CCK), inhibiendo las secreciones (por circulación). También hay un control interno del estómago. Se envía asimismo una señal inhibidora del nervio vago a la médula.