Microbiota y células intestinales: funciones, morfología y factores

INTESTINO

1. INTESTINO

-> El sistema digestivo es un sistema fisiológico que se encarga de la descomposición de los alimentos y la absorción de los nutrientes necesarios para el funcionamiento del organismo.

• El epitelio intestinal es la mayor superficie del organismo en contacto con el medio exterior.
• Superficie absortiva, cercana a los 200 m2 (equivalente a una cancha de tenis).

-> Esta gran superficie se logra gracias a una serie de estructuras (vellosidades y microvellosidades) que aumentan su superficie interior, y por tanto la superficie de contacto con los alimentos.

• El tipo celular principal de este epitelio intestinal son los llamado ENTEROCITOS (enteron -> digestivo + cito -> célula).

Pared abdominal Hoja parietal del peritoneo Mesenterio Serosa Capa de musculo longitudinal Capa de músculo circular epitelic lámina propia muscular de la mucosa . Mucosa Submucosa Luz Conducto excretor de una glándula Plexo mientérico Plexo submucoso

INTESTINO DELGADO

a. INTESTINO DELGADO

• El intestino delgado es la parte inicial del tracto digestivo que se encuentra inmediatamente después del estómago. Es un tubo largo y estrecho, que mide aproximadamente de 6 a 7 metros de longitud en los seres humanos.
• Se divide en 3 secciones: el duodeno, el yeyuno y el íleon.
• En el duodeno, se mezclan los alimentos parcialmente digeridos con enzimas digestivas secretadas por el páncreas y la bilis del hígado, que ayuda en la digestión (emulsión) de las grasas.

-> El yeyuno y el íleon son las secciones donde se absorben la mayoría de los nutrientes, como carbohidratos, proteínas, grasas, vitaminas y minerales, hacia el torrente sanguíneo para su posterior distribución por todo el cuerpo. -> Alberga una población de bacterias beneficiosas que contribuyen a la descomposición y absorción de ciertos compuestos

Estómago Intestino grueso (colon) Intestino delgado Duodeno Yeyuno Íleon Anatomía del Intestino Delgado

INTESTINO GRUESO

b. INTESTINO GRUESO

• El intestino grueso sigue al intestino delgado y es la parte final del tracto digestivo.
• Es más corto en longitud que el intestino delgado, con aprox. 1.5 metros de longitud en los seres humanos.
• Se divide en varias partes (ciego, colon ascendente, colon transverso, colon descendente, colon sigmoide y recto).

-> Aunque la digestión principal ya ha ocurrido en el intestino delgado, el intestino grueso juega un papel importante en la absorción de agua y sales/electrolitos, vitamina K y ácidos grasos de cadena corta, así como en la formación y eliminación de las heces.

• También alberga una población de bacterias beneficiosas que ayudan en la fermentación de ciertos compuestos no digeribles, como la fibra, produciendo ácidos grasos de cadena corta y algunas vitaminas.

ENTEROCITOS

2. ENTEROCITOS

• Los enterocitos son células columnares que forman la mayor parte del epitelio prismático simple de la mucosa del intestino.

Vellosidades Enterocitos Intestino delgado

• Son más abundantes en el epitelio del intestino delgado que en el del grueso.

-> En el intestino delgado pueden llegar hasta el 80 % de todas las células del epitelio intestinal.

• Su principal rol biologivo es la absorción de sustancias nutritivas desde la luz del intestino y su transporte al torrente sanguíneo (al interior del organismo).

Morfología de los enterocitos

1. Morfología de los enterocitos

-> Los enterocitos poseen:

• microvellosidades en su parte apical
• numerosas mitocondrias en su base
• un retículo endoplasmático y un aparato de Golgi muy desarrollados.

-> La integridad del epitelio (es decir, que los enterocitos se mantengan unidos entre sí formando una capa celular sellada, sin dejar espacios intercelulares) depende de los complejos de unión que se establecen entre enterocitos contiguos.

• Hay uniones estrechas y uniones adherentes próximas a la superficie apical de la célula.
• Las membranas laterales de los enterocitos interaccionan entre sí sobre todo mediante desmosomas y algunas uniones en hendidura.
• En sus membranas basales se encuentran los hemidesmosomas, los cuales mantienen los enterocitos unidos a la lamina basal.
• Los enterocitos poseen dominios celulares diferenciados, uno apical y otro basolateral.
• Por ello se dice que son células polarizadas.
• La polaridad se produce gracias a un citoesqueleto bien orientado y a un tráfico vesicular muy desarrollado que distribuye elementos y moléculas de manera desigual entre los dominios apical y basolateral, respectivamente.
• Las uniones estrechas impiden difusiones laterales de las moléculas de membrana entre estos dos dominios, permitiendo el mantenimiento de la polaridad.

-> Los enterocitos presentan en su superficie apical una gran cantidad de microvellosidades densamente dispuestas formando lo que se denomina ribete en cepillo, lo que aumenta la superficie apical de la célula hasta 100 veces.

• En estas membranas apicales se encuentran los transportadores necesarios para la incorporación de moléculas que resultan de la digestión, mientras que en las membranas basolaterales se encuentran los transportadores necesarios para sacar del enterocito estas moléculas incorporadas que tienen que pasar al torrente sanguíneo.

Enterocito Enterocitos DOMINIO APICAL Unión estrecha Unión adherente Aparato de Golgi DOMINIO LATERO-BASAL Desmosoma Núcleo Mitocondria Hemidesmosoma

SÍNDROME DE INTESTINO PERMEABLE

SÍNDROME DE INTESTINO PERMEABLE

• El síndrome de intestino permeable ocurre cuando la integridad de la barrera intestinal, que típicamente sirve como un filtro para prevenir la entrada de desechos y toxinas al cuerpo, se ve comprometida, permitiendo el paso de partículas indeseadas hacia el torrente sanguíneo.
• Cuando la calidad o cantidad de este moco disminuye, debido a inflamación, dieta pobre en fibra o disbiosis, se facilita el contacto entre agentes patógenos y la pared intestinal, exacerbando la permeabilidad.

Ciclo de vida de los enterocitos

2. Ciclo de vida

• Los enterocitos están en contacto con sustancias tóxicas y sufren daños continuos.
• En vez de repararse, son renovados constantemente mediante una alta producción de nuevos enterocitos y por la eliminación mediante extrusión desde la capa epitelial o mueren por apoptosis los más viejos y dañados.
• En humanos el epitelio intestinal es renovado completamente cada 4 o 5 días.

-> Los enterocitos se forman a partir de las células madre epiteliales adultas multipotentes residentes en las criptas. Es decir, estas células madre pueden diferenciarse en múltiples tipos celulares específicos del epitelio intestinal.

• Se ha comprobado que la dinámica de la vida de los enterocitos está influida por el tipo de dieta ya que su recambio depende de factores como la cantidad de energía y nutrientes disponibles.
• Dietas bajas en nutrientes pueden disminuir su renovación, mientras que dietas equilibradas favorecen un recambio

Célula Celula INTESTINO DELGADO penachada caliciforme enterocito Célula enteroendocrina CHlul amplificadora temporal Migración CI madre de Paneth INTESTINO GRUESO amplificadora temporal CA Célula

Digestión de los enterocitos

3. Digestión

-> La principal función de los enterocitos es la de absorber nutrientes que provienen de la degradación estomacal y enzimática .

• Sin embargo, a pesar de que por ellos pasan todos los nutrientes del organismo, los enterocitos usan sobre todo glutamato y glutamina para cubrir sus necesidades energéticas, aunque pueden usar glucosa y ácidos grasos también

-> Los enterocitos también realizan digestión mediante la secreción de enzimas propios que degradan péptidos y disacáridos.

• Algunos de los enzimas digestivos del intestino se encuentran anclados a la membrana de los enterocitos , y a su glicocálix. Así, los enterocitos no sólo permiten la selección e incorporación de sustancias, también procesan muchas de ellas.
• De hecho, se habla de 2 fases de la digestión :
• una que ocurre en el espacio interior del tubo digestivo alejado de las paredes epiteliales llevado a cabo fundamentalmente por enzimas pancreáticas
• otra realizada por las enzimas asociadas a la superficie de los enterocitos.

-> La mayor absorción de alimentos la realizan los enterocitos del intestino delgado

• Mientras que los del intestino grueso absorbe principalmente agua y electrolitos.
• Las sustancias procesadas en el tubo digestivo han de pasar la barrera del epitelio intestinal para llegar a la sangre.
• Esto puede ocurrir de varias maneras:
• vía transcelular, vía paracelular o por endocitosis.

MICROBIOTA

3. MICROBIOTA MICROBIOTA -> hace referencia exclusivamente al conjunto de organismos vivos presentes en un ambiente. En el caso del intestino quedan incluidas bacterias, levaduras, hongos y protistas. Se acordó que los virus, al tratarse de microorganismos no vivos, quedaban excluidos. MICROBIOMA -> este término es mucho más amplio y hace referencia no sólo a los microorganismos que habitan en nuestro intestino, sino también a las moléculas que producen. Estas moléculas ( metabolitos, estructuras y elementos genéticos móviles ) les permiten interactuar entre ellos y con su entorno.

PAPEL DEL MICROBIOMA

PAPEL DEL MICROBIOMA

• absorción, metabolismo y reservorio de calorías
• función de barrera protectora
• desarrollo y regulación de la inmunidad

-> La microbiota está representada por diferentes géneros de microorganismos presentes en diversas proporciones:

• 90% del total: Bacteroides , Lactobacillus , Bifidobacterium
• 10% del total: Escherichia coli , Enterococcus , Staphylococcus
• <1% del total: Proteus , Clostridium , Fungus (hongos)

ENTEROCOCCUS < 1% 10% STAPHYLOCOCCUS PROTEUS CLOSTRIDIUM FUNGUS ESCHERICHIA COL BACTEROIDES LACTOBACILLUS BIFIDOBACTERIUM 90%

• Clasificación básica de las bacterias que componen la microbiota intestinal, según su impacto en la salud humana.

Bacterias beneficiosas

Bacterias "beneficiosas":

• Estas bacterias desempeñan funciones clave en la digestión, la producción de ácidos grasos de cadena corta (SCFA), la regulación del sistema inmune y la protección frente a patógenos. Su presencia contribuye al equilibrio de la microbiota y al mantenimiento de la salud intestinal.

Bacterias perjudiciales

Bacterias "perjudiciales": - > No confundir con bacterias oportunistas o invasoras como Salmonella, Shigella, etc. procedentes generalmente de fuentes exógenas (alimentos contaminados, agua no potable, etc)

• Este grupo incluye géneros los cuales, en condiciones de desequilibrio (disbiosis), pueden volverse patógenos.

-> Estas bacterias están asociadas con infecciones gastrointestinales, inflamación crónica y producción de toxinas que dañan la mucosa intestinal.

-> Distribución de la microbiota a lo largo del tracto gastrointestinal, según condiciones fisiológicas, cantidad de microorganismos (CFU/ml), y géneros bacterianos predominantes en cada sección.

• La densidad bacteriana aumenta progresivamente desde el estómago (muy bajo) hasta el colon (muy alto) debido a: aumento pH (menor efecto de las secreciones gástricas), enlentecimiento del transito intestinal y aumento de condiciones anaeróbicas (disminución ppO2 )

-> Cada sección del tracto gastrointestinal tiene su propia microbiota característica adaptada a las condiciones locales, desempeñando roles específicos en la digestión y la salud general.

BIOTRANSFORMACIÓN

BIOTRANSFORMACIÓN -> Proceso de modificación estructural de una sustancia o fármaco una vez que se ha introducido en el organismo. Ocurre normalmente en el hígado, aunque la microbiota intestinal también juega un factor esencial en este proceso.