Fisiología del Sistema Endocrino y Digestivo

Sistema Endocrino

Clasificación de las Hormonas

Hormonas Esteroideas: glucocorticoides (colesterol), mineralocorticoides (aldosterona), estrógeno, progesterona y testosterona.

Hormonas Peptídicas y Proteicas: Ej: AMPc, calcio o vías de señalización tirosina quinasa. Ej hormonas: insulina, hormona del crecimiento (GH) y hormona tiroestimulante (TSH).

Hormonas Aminas: adrenalina, noradrenalina (médula glándulas suprarrenales) y hormonas tiroideas.

Hormonas y Feedback

Hormona Antidiurética (ADH o vasopresina): Feedback -

El estímulo secretor es la osmolaridad del plasma sanguíneo y el volumen de sangre circulante. La concentración alta de solutos en el plasma o una disminución en el volumen sanguíneo estimula la liberación de ADH.

Tiene efectos opuestos en la orina y en la osmolalidad del plasma, lo que reduce la cantidad de agua perdida en la orina y ayuda a mantener el equilibrio hídrico del cuerpo. También tiene un efecto vasoconstrictor, lo que ayuda a elevar la presión arterial en situaciones de deshidratación.

Oxitocina: Feedback +

Se libera en respuesta a la estimulación de los receptores nerviosos en el cuello uterino y la vagina durante el parto, así como la estimulación del pezón durante la lactancia. Juega un papel fundamental en el parto y la lactancia. En ambos casos hay contracción por lo que debe haber Ca.

Efectos Fisiológicos de las Hormonas Tiroideas

Aceleran el metabolismo y mantienen la temperatura corporal. Durante el desarrollo del SNC son esenciales, encargadas de la regulación del crecimiento y desarrollo de los tejidos y órganos, ya que promueven la síntesis de proteínas, la movilización de grasas y su posterior oxidación para obtener energía, aumentando la degradación de colesterol LDL (malo). También aumentan la absorción intestinal de glucosa, la producción de glucosa en el hígado y promueven la utilización de glucosa por parte de las células.

En adultos: proporciona sustratos para el metabolismo oxidativo y aumenta el consumo de O2 en los tejidos, modulan el metabolismo de proteínas, carbohidratos y grasas.

En niños: su deficiencia puede ser grave y poco tratable, son necesarias para la expresión completa de GH, la formación de mielina, sinapsis y ensamblaje de microtúbulos.

Ejes Hormonales

PRH (libera prolactina): hipotalámica - PRL (prolactina): adenohipofisaria - glándula mamaria / dopamina: hipotalámica - inhibe prolactina.

TRH (libera tirotropina): hipotalámica - TSH (tiroestimulante) - glándula tiroides (T3: triyodotironina, T4: tiroxina y T3 reversa: T3 inactiva).

CRH (libera corticosteroide): hipotálamo - ACTH (libera corticotropina): adenohipófisis - corteza suprarrenal: cortisol, aldosterona, epiandrosterona.

GHRH (libera somatotropina): hipotálamo - GH (hormona del crecimiento): adenohipófisis - hígado: factores de crecimiento (IGFs) las que generan FEEDBACK NEGATIVO / GHIH (inhibe somatotropina) en hipotálamo - GH - Hígado. Receptores beta adrenérgicos aumentan GH, receptores alfa adrenérgicos y dopaminérgicos inhiben GH.

GnRH (libera gonadotropina): hipotálamo - FSH (folículo estimulante) y LH (leutinizante): adenohipófisis - gónadas: testosterona, progesterona y estrógeno.

Trastornos Tiroideos

Hipotiroidismo

Adultos: Mixedema. Niños: Cretinismo. Aumento de peso, letargia, sequedad de uñas y pelo, anemia, demencia, rigidez muscular. Bradicardia: disminución de la frecuencia cardíaca, las hormonas tiroideas afectan la función del nodo sinusal. Disminución de la contractilidad cardíaca: disminuye la capacidad de bombear sangre, y con ello el gasto cardíaco (sensación de fatiga y debilidad). Aumento del riesgo de enfermedades cardiovasculares: enfermedades coronarias como hipertensión y colesterol elevado.

Hipertiroidismo

Pérdida de peso, fatiga, sudoración, debilidad muscular, bocio, enfermedad de Graves, tumor hipofisario hipersecretor de TSH. Taquicardia: aumento de la frecuencia cardíaca ya que estimulan el sistema nervioso simpático, lo que puede provocar una mayor excitabilidad cardíaca (receptores beta adrenérgicos). Aumentan la contractilidad: aumenta la fuerza de contracción, lo que aumenta el volumen de eyección sistólica, lo que puede provocar una mayor demanda de O2. Arritmias: como fibrilación auricular, taquicardia supraventricular y extrasístoles debido a la alteración de la conducción eléctrica y cambios en la excitabilidad.

Hormonas de la Glándula Suprarrenal

Cortisol

Hipercortisolismo (Síndrome de Cushing): el exceso de cortisol da resistencia a la insulina, resultando en niveles elevados de glicemia y puede causar diabetes tipo 2. El exceso da pérdida de densidad ósea, deficiencia en el desarrollo dental, predisposición a infecciones.

Insuficiencia adrenal (Enfermedad de Addison): la deficiencia de cortisol causa disminución del metabolismo, debilidad muscular, fatiga, pérdida de peso, hipoglucemia, hipotensión y desequilibrios electrolíticos.

Aldosterona

Hipersecreción de aldosterona (hiperaldosteronismo primario): el exceso provoca retención de sodio y agua en los riñones, lo cual puede resultar en hipertensión, aumento del volumen sanguíneo, niveles bajos de potasio en sangre (hipopotasemia) y alcalosis metabólica.

Insuficiencia de aldosterona: La deficiencia causa pérdida excesiva de sodio y retención de potasio en los riñones, lo que resulta en hipotensión, deshidratación, niveles altos de potasio en sangre (hiperpotasemia) y acidosis metabólica.

Adrenalina y Noradrenalina

Feocromocitoma: El tumor adrenal produce exceso de adrenalina y noradrenalina, lo que puede desencadenar hipertensión arterial, taquicardia, palpitaciones, arritmias cardíacas, sudoración excesiva y ansiedad debido a la acción estimulante de estas hormonas en el sistema cardiovascular y nervioso.

Hormonas Pancreáticas

Insulina

Hormona hipoglicemiante, producida por las células BETA de los islotes de Langerhans. La liberación se estimula en respuesta a un aumento de la concentración de glucosa en sangre. Promueve la captación y utilización de glucosa por parte de las células, estimula la síntesis y almacenamiento de glucógeno en el hígado y los músculos, y también inhibe la producción de glucosa por parte del hígado.

Hormonas Hiperglicemiantes

Glucagón

Producido por las células ALFA de los islotes de Langerhans. La liberación de glucagón se produce por niveles de glicemia bajos, ayuno o ejercicio. Promueve la descomposición del glucógeno almacenado en el hígado, lo que resulta en la liberación de glucosa en el torrente sanguíneo. También estimula la producción de glucosa por parte del hígado a través de un proceso llamado glucogenólisis.

Hormonas Glucocorticoides

(como el cortisol): son hormonas producidas por las glándulas suprarrenales. Estas aumentan los niveles de glicemia al promover la gluconeogénesis (síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos) en el hígado y al disminuir la utilización de glucosa por parte de las células.

Somatostatina

Producida por células delta, inhibe a ambas (hipo e hiperglucemiantes).

Estímulos que Favorecen la Liberación de Insulina

1. Niveles elevados de glicemia: las células beta del páncreas detectan el aumento y responden secretando insulina, la cual actúa en los tejidos para facilitar la captación de glucosa y promover su uso como fuente de energía.
2. Aminoácidos: la presencia de estos en sangre también puede estimular la liberación de insulina y promover la síntesis de proteínas en los tejidos.
3. Hormonas incretinas: como el péptido similar al glucagón 1 (GLP-1) y la glucosa dependiente de insulinotropa polipeptídica (GIP), son hormonas liberadas por el intestino en respuesta a la ingesta de alimentos. Estas hormonas estimulan la liberación de insulina en presencia de glucosa y contribuyen a la regulación de los niveles de glucosa en sangre.

Efectos de la Insulina en los Tejidos

Tejido Adiposo

Promueve la captación de glucosa y la síntesis de ácidos grasos en el tejido adiposo. También inhibe la descomposición de los ácidos grasos almacenados, lo que ayuda a prevenir la liberación de ácidos grasos en la sangre.

Eje Hipotálamo-Hipófisis-Ovario

• Hipotálamo: libera la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH).
• Hipófisis: libera la hormona folículo estimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH).
• Ovarios: producen estrógeno y progesterona.

Fases del Ciclo Menstrual

Fase Folicular

El hipotálamo libera GnRH, que estimula la liberación de FSH y LH desde la hipófisis. La FSH estimula el crecimiento de los folículos ováricos y la maduración de uno de ellos. A medida que los folículos maduran, las células de la granulosa producen estrógeno, principalmente estradiol.

Ovulación

Un pico de LH desencadena la liberación de un óvulo maduro del folículo ovárico. Las células de la granulosa secretan su pico de estrógeno y las células de la teca secretan una pequeña cantidad de progesterona.

Fase Lútea Temprana

El folículo se convierte en cuerpo lúteo por acción de niveles bajos de LH y FSH, lo que produce un aumento de progesterona, estrógeno e inhibina (la más abundante).

Fase Lútea Tardía

Aumentan los niveles de LH y FSH, y disminuyen los niveles de estrógeno y progesterona debido a la menstruación (descamación endometrial). Si hay fecundación, los niveles de estrógeno y progesterona se mantienen elevados para engrosar el endometrio para la implantación del óvulo. La retroalimentación negativa de estrógeno y progesterona sobre LH y FSH produce la involución del cuerpo lúteo. Las progesteronas son las hormonas dominantes en esta fase.

Terapias Anticonceptivas

Evitan el pico de estradiol al final de la fase folicular. Las pastillas anticonceptivas contienen hormonas sintéticas que inhiben la ovulación.

Regulación del Calcio en Sangre

Hormonas Hipocalcemiantes

Disminuyen los niveles de calcio en la sangre.

• Calcitonina: producida por las células C de la glándula tiroides. Inhibe la actividad de los osteoclastos, también inhibe la reabsorción de calcio en los túbulos renales, favoreciendo la eliminación de calcio en la orina. Tiene efectos analgésicos y antiinflamatorios.

Hormonas Hipercalcemiantes

Aumentan los niveles de calcio en la sangre.

• Hormona paratiroidea (PTH): secretada por las células principales de las glándulas paratiroides. Actúa sobre los huesos: estimulando la actividad de los osteoclastos (resorción) y disminuyendo la actividad de los osteoblastos; los riñones: aumenta la reabsorción de Ca en los túbulos distales, lo que evita su eliminación en la orina, disminuye la reabsorción de fosfaturia en el túbulo proximal; y el intestino: estimula la producción de la forma activa de la vitamina D (calcitriol) en los riñones, lo que permite la absorción de calcio en el intestino (acción indirecta), para aumentar los niveles de calcio en la sangre.

*La vitamina D frena la PTH de forma directa (unión a receptor de vitamina D en la paratiroides -citosólico por ser lipofílico-) e indirecta (al inducir un aumento de calcio sérico).

Sistema Digestivo

Función Digestiva - Regulación Nerviosa

Sistema Nervioso Entérico

Red de neuronas en la pared del tracto gastrointestinal (plexo de Auerbach -contracción- y plexo de Meissner -secreciones-). Controla la motilidad intestinal, la secreción de enzimas digestivas y la absorción de nutrientes. Recibe información sensorial.

Sistema nervioso simpático: inhibe la actividad digestiva al igual que la noradrenalina (relaja el músculo liso), hiperpolariza.

Sistema nervioso parasimpático: estimula la función digestiva al igual que la acetilcolina (contracción del músculo liso), despolariza.

Tejido marcapasos: las células de Cajal generan ondas lentas (diferente frecuencia a lo largo del tubo digestivo) y es aquí donde actúa el sistema nervioso simpático y parasimpático.

Regulación Hormonal

Hormonas Gastrointestinales

Gastrina

Su liberación es estimulada por proteínas y péptidos. Estimula la secreción de HCl en las células parietales del estómago, esencial para la digestión, ya que activa las enzimas digestivas y proporciona un ambiente ácido (cuando es muy alto afecta a la mucosa) necesario para la descomposición de los alimentos y la absorción de nutrientes, especialmente de proteínas. También actúa sobre la acetilcolina (ACh) estimulándola para la liberación de pepsina por las células principales del estómago. La pepsina descompone las proteínas en fragmentos más pequeños.

Secretina

El ácido del estómago estimula su liberación en la pared del duodeno.

Estimula la secreción de bicarbonato: actúa en las células del epitelio. El bicarbonato es una sustancia alcalina que neutraliza el HCl presente en el quimo, el contenido ácido proveniente del estómago, proporcionando un pH óptimo para el funcionamiento de las enzimas digestivas.

Inhibición de la producción de HCl: al detectar el ácido en el intestino delgado, la secretina se libera y actúa sobre las células parietales del estómago, reduciendo la producción de HCl.

Estimulación de la producción de enzimas pancreáticas: amilasa pancreática (carbohidratos), lipasa (grasas) y tripsina (proteínas) en el intestino delgado.

Colecistoquinina (CCK)

Estimulación de la contracción de la vesícula biliar: se libera en presencia de grasas y aminoácidos en el intestino delgado. Estimula la liberación de bilis almacenada en la vesícula hacia el intestino delgado.

Estimulación de la secreción de enzimas pancreáticas: lipasa pancreática (descompone los lípidos en ácidos grasos y glicerol) y las proteasas (digestión de las proteínas).

Regulación de la saciedad y el apetito: se libera en el intestino delgado después de una comida, y esto contribuye a la sensación de saciedad y la reducción del apetito. Actúa a nivel del SNC, enviando señales de saciedad y disminuyendo la ingesta de alimentos.

Regulación de la motilidad gastrointestinal: ralentiza el vaciamiento gástrico, asegurando una digestión adecuada y una absorción eficiente de los nutrientes en el intestino delgado.

Hormonas Extragastrointestinales

Hormonas producidas en otras partes del cuerpo con efectos en la función digestiva. Por ejemplo, la insulina, producida en el páncreas, juega un papel importante en la regulación del metabolismo de los carbohidratos y la absorción de glucosa durante la digestión.

Regulación Paracrina

Factores Paracrinos

En el sistema digestivo, se liberan sustancias paracrinas, como histamina, prostaglandinas y óxido nítrico, que actúan localmente sobre células cercanas para modular la función digestiva. Estos factores paracrinos pueden estimular la secreción de enzimas digestivas, la motilidad intestinal y la vasodilatación, entre otros efectos.

Motilidad Esofágica

Movimiento Peristáltico Primario

Ocurren al tragar. Se originan en la parte superior del esófago y se propagan hacia abajo. Transportan el alimento desde la boca hasta el estómago.

Movimiento Peristáltico Secundario

Se desencadenan por residuos de alimento o líquido que no se han vaciado por completo, para empujarlos hacia el estómago.

Motilidad Gástrica

Acomodación a la Distensión

Permite al estómago adaptarse a diferentes volúmenes de alimento y líquido sin generar una presión excesiva. Esto ayuda a prevenir el desbordamiento del contenido gástrico hacia el esófago.

Reducción y Propulsión

Contracciones que ocurren en la parte inferior del estómago cerca del píloro. Mantienen el quimo en la región antral del estómago, permitiendo que se mezcle y se someta a una digestión adicional antes de su paso al intestino delgado. Así se evita un vaciamiento rápido del estómago y se asegura una adecuada exposición del quimo a los jugos gástricos y enzimas digestivas. El esfínter pilórico es una válvula en la salida del estómago que controla el flujo del contenido gástrico. Durante la fase digestiva, el esfínter pilórico se contrae y ejerce resistencia al paso del quimo, ralentizando así la propulsión y permitiendo una mayor mezcla y digestión en el estómago.

Vaciamiento Gástrico

A medida que el quimo se mezcla y se digiere en el estómago, se mueve hacia el intestino delgado. Se controla mediante la apertura del píloro (esfínter pilórico), que se relaja para permitir que el quimo pase al intestino delgado. El tiempo que se demora en vaciarse corresponde al volumen, composición y propiedades químicas del alimento.

Motilidad Intestinal

Movimientos Peristálticos

Contracciones musculares coordinadas que se desplazan en forma de ondas a lo largo del tracto intestinal. Impulsan el contenido intestinal hacia adelante y ayudan a mezclarlo con los jugos intestinales, facilitando la absorción de nutrientes.

Movimientos Segmentarios

Contracciones y relajaciones alternas de los músculos circulares en diferentes segmentos del intestino. Mezclan el contenido intestinal de manera más eficiente, aumentando la exposición de los nutrientes a la superficie de absorción y promoviendo la absorción adecuada de los mismos.

Movimiento Migratorio Motor

Movimiento producido principalmente en el intestino delgado. Son ondas rítmicas de contracción muscular que se propagan a lo largo de ciertas secciones del intestino. Ayudan a mover el contenido intestinal hacia el colon.

Digestión de Proteínas en el Intestino Delgado

La digestión de proteínas ocurre por proteasas pancreáticas, hay de 2 tipos:

Endopeptidasas que hidrolizan enlaces peptídicos internos, ej:

• Pepsina: producida en el estómago por células principales. Activa en ambiente ácido, se encarga de la hidrólisis de las proteínas en péptidos más pequeños.
• Tripsina: producida en el páncreas y liberada en el intestino delgado en forma de tripsinógeno, que luego se activa por enteroquinasa. Encargada de hidrolizar enlaces peptídicos específicos en el interior de las cadenas de aminoácidos.
• Quimotripsina: producida en el páncreas y liberada en el intestino delgado en forma de quimotripsinógeno, que luego se activa por tripsina. Hidroliza enlaces peptídicos específicos.

Son secretadas como precursores inactivos (zimógenos, sin actividad enzimática). La activación ocurre en el intestino delgado, por acción de la enteroquinasa del ribete en cepillo.

Digestión de Grasas en el Intestino Delgado

Depende de la acción conjunta de las sales biliares y las enzimas pancreáticas. El proceso depende de:

1. Secreción biliar y enzimas pancreáticas. Emulsificación de las grasas en el lumen intestinal (emulsionados y dispersados en partículas pequeñas por la acción de la bilis).
2. Digestión enzimática de grasas: La lipasa pancreática descompone los lípidos en ácidos grasos y monoglicéridos, que son las unidades básicas de los lípidos.
3. Solubilización de productos en micelas con las sales biliares para su posterior absorción. Las micelas permiten que los productos de la digestión lipídica, que son solubles en lípidos pero no en agua, se mantengan en suspensión en el medio acuoso del intestino delgado. Luego, la micela se acerca a la membrana de las células del intestino delgado liberando los productos que luego atraviesan la membrana y, estando en el interior de la célula, forman triglicéridos.

Digestión de Carbohidratos en el Intestino Delgado

Los carbohidratos parcialmente digeridos continúan su degradación por la amilasa pancreática, que los descompone aún más y es secretada desde el páncreas en forma de proenzima.

Acción de las enzimas disacaridasas: se encuentran en las células epiteliales del intestino delgado y descomponen los disacáridos (como la maltosa, la lactosa y la sacarosa) en azúcares simples. Las principales enzimas disacaridasas son: Maltasa (2 Glucosas), sacarasa (Glucosa + Fructosa) y lactasa (Glucosa + Galactosa).

Absorción de los carbohidratos: Los azúcares simples resultantes (glucosa, galactosa y fructosa) se absorben por la membrana de las células epiteliales del intestino delgado. La glucosa y la galactosa se transportan activamente a través de transportadores específicos, mientras que la fructosa se absorbe mediante un transportador facilitado.

Transporte y metabolismo de los carbohidratos: Los azúcares absorbidos pasan de las células epiteliales del intestino delgado a los vasos sanguíneos de la circulación portal. Desde allí, son transportados al hígado, donde se metabolizan y se distribuyen a los tejidos del cuerpo para su utilización como fuente de energía.

Secreciones Gástricas y su Función

Ácido Clorhídrico (HCl)

Las células parietales de la mucosa gástrica lo secretan.

• Activa la pepsina: convierte el pepsinógeno en pepsina.
• Elimina bacterias.

Pepsinógeno

Las células principales de la mucosa gástrica lo secretan. Es la forma inactiva de la pepsina y es activada por el HCl. Es una enzima proteolítica que descompone las proteínas en péptidos más pequeños.

Factor Intrínseco

Las células parietales también secretan el factor intrínseco, necesario para la absorción de la vitamina B12 en el intestino delgado. Se une a la vitamina B12 en el estómago, formando un complejo que se absorbe en el íleon terminal del intestino delgado.

Moco y Bicarbonato

El moco es secretado por las células de las glándulas mucosas en la mucosa gástrica. Forma una capa protectora en la superficie del estómago (barrera física) que protege la mucosa gástrica de la acción corrosiva del HCl y las enzimas digestivas, evitando así el daño y la ulceración. El bicarbonato también contribuye a la protección de la mucosa gástrica al neutralizar el ácido.