Digestion en el intestino delgado: secrecion pancreatica

Esquema Inicial del Tema

1. Anatomía e histología funcional del páncreas
2. Secreción pancreática
1. Secreción exocrina
2. Secreción endocrina
3. Secreción exocrina pancreatica > jugo pancreático
1. Secreción pancreatica basal y estimulada
2. Secreción pancreatica hidrosalina: mecanismos celulares responsables
4. Composición del jugo pancreático
1. Activación de los enzimas pancreaticos
2. Digestión de nutrientes por los enzimas pancreáticos
3. Notas de interés
4. Mecanismos que evitan la autodigestión del páncreas
5. Fisiopatología de la pancreatitis
5. Control de la secreción pancreática
1. Fase intestinal de la secreción pancreática estimulada
1. Regulación mediada por secretina
2. Regulación mediada por colecistoquinina

Profesor: María Clara Ortiz Ruiz Comisionista: Comisión 2020/21 Revisor: Ana María León Cerdán y Ana Albaladejo García Coordinador: Paula Selma y María Martínez

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Anatomía e Histología Funcional del Páncreas

La secreción pancreatica se secreta principalmente a través del conduc- to pancreático principal. Este con- ducto junto con el coledoco, drenan de forma conjunta a la segunda por- ción del duodeno a través de la am- polla de Vater. Esta ampolla está regulada a su vez por el esfínter de Oddi; es decir, este esfínter regula la salida de secreciones tanto pancreá- ticas como biliar. Así jugos pancrea- ticos y bilis llegan juntos y al mismo tiempo al intestino delgado (ID).

Gallbladder Stomach Right and left hepatic ducts from liver Common hepatic duct Bile duct and sphincter Duodenum- Cystic duct Accessory pancreatic duct Duodenum Hepatopancreatic ampulla and sphincter Pancreas Jejunum Duodenal papilla Main pancreatic duct and sphincter Tema 14: Digestión en el intestino delgado (ID) Página 1Fisiología II 2022-23 / Bloque 2

Secreción Pancreática

El páncreas es una glándula anficrina, es decir, tiene una función dual de secreción exocrina (que es la princi- pal; ya que, la mayor parte de páncreas es exocrino) y endocrina (pequeño porcentaje).

Secreción Exocrina Pancreática

Los jugos pancreáticos se producen en el páncreas exocrino, que conforma la mayor parte de esta glándula (98- 99%). El páncreas exocrino tiene una estructura morfológica túbulo acinar parecida a la de las glándulas saliva- les, y cuenta con los siguientes tipos de células:

• Células Acinares: forman los acinos y secretan el 80% del jugo pancreatico. Esta secreción es muy rica en enzimas y contiene también agua, iones y otros componentes. La secreción de las células acinares es un proceso controlado princi- palmente por la colecistoquinina (CCK) cuyo estímulo principal son los lípidos, péptidos y/o sus productos (ami- noácidos, pequeños péptidos, ... ). Con menor importancia activan esta secreción acinar pancreatica la Ach (reaacionado con la inervación para- simpática) y GRP (péptido liberador de gastrina).
• Células ductales: son las de los túbulos o conductos pancreaticos, y secretan el resto del jugo pancreático, es decir, una solución hidrosalina muy rica en bicarbonato (HCO3-) en condiciones estimuladas. Este proceso lo controla principal- mente la secretina (que produce el 80% del bicarbonato que se produce tras la ingesta de una comida) .; cuyo estímulo principal es un pH menor de 5*, pero también como siempre por la Ach y el VIP (péptido intestinal vasoactivo). *(recordatorio: esta acidez estimula a las células S (sensor de pH) que como sabemos son las productoras de secretina. Desde las células S, vía sanguínea, llega la secretina a las células ductales estimulando la producción de bicarbonato. La secretina, además, estimula la producción de bicarbonato pancreático, biliar y duodenal)

Islotes de Langerhans (pancreas endocrino) 0 O 0 0 Lumen DOS PALABRAS, ONCE LETRAS, UN SOLO SENTIMIENTO ... Células ductales CABRAS www.cabrasespartanas.com ESPARTANAS Células acinares ii ESTOY MORIDO !! Tema 14: Digestión en el intestino delgado (ID) Página 2Fisiología II 2022-23 / Bloque 2

Secreción Endocrina Pancreática

El resto del páncreas (1-2%) se corresponde con el páncreas endocrino, que forma los islotes de Langerhans y se secreta hormonas, insulina (B), glucagón (a), PP (F), SST (D), hacia la sangre.

Jugo Pancreático y Secreción Exocrina

C. CONDUCTOS (H2O,CI -. Na+. HCO3- , K+) CELULAS ACINARES (enzimas) CCK, Ach, GRP Secretina, VIP, Ach Gránulos de zimógeno Alcalinizan Isotónica pH 8.2 [iones ] # plasma Rica en enzimas Secreción estimulada Secreción basal Isotónica PH 7.6 y [iones ] = plasma Escasos enzimas CENTRO ACINARES H2O,CI-,Na+, HCO3-, K+

Secreción Pancreática Basal y Estimulada

El jugo pancreático es el producto de la secreción exocrina y tenemos dos tipos de secreción pancreática:

• Secreción pancreatica basal: es isotónica, su concentración de iones es muy parecida a la plasmática y su pH es ligeramente alcalino (7,6) porque tiene un poco más de bicarbonato. Existe una escasez de en- zimas en la secreción basal que es lógica, ya que aún no hacen falta. Se produce en las células acinares y centro acinares y es una secreción escasa. Esta secreción va a estar producida sobre todo por la colecis- toquinina y en menor medida por la acetilcolina. Las células acinares van a producir sobre todo la secre- ción de tipo más enzimática o de tipo orgánica y las centro acinares la secreción hidrosalina.
• Secreción pancreática estimulada: es muy rica en enzimas, necesarias para la digestión de esa comi- da. Esta secreción ocurre por tanto cuando ingerimos, que aumenta la secreción de colecistoquinina y secretina y aumenta muchísimo la cantidad de secreción pancreática. Comparándola con la basal, cam- bia sobre todo su composición iónica que ya es diferente a la del plasma; conteniendo mucho más bi- carbonato (pH= 8,2) y menos cloro. Esta secreción sigue siendo isotónica como todas las del cuerpo hu- mano (a excepción de la salival)

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Mecanismos Celulares de la Secreción Pancreática Hidrosalina

Na+ H2O luz glandular Sangre Metabolismo CO2 AC Na+ H2O H20+OH MAREA ÁCIDA H+ HCO3 7 HCO H+ NHE-1 Na 3Na+ Na-K ATP-asa o +2K+ Adenilatociclasa TAMPc Na+ PKA > NBC-1 +2HCO3 CFTR SECRETINA VIP (Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator) A continuación, vamos a explicar este mecanismo por el cual la secreción estimulada acaba teniendo una mayor concentración de bicarbonato y menor de cloro que el plasma. En esta imagen vemos una célula epitelial del conducto pancreático y a la secretina (principal estímulo) llegando por vía sanguínea. La unión de la secretina a su receptor acoplado a proteína G que activa a la enzima adenila- tociclasa. Esta enzima aumenta la producción de AMPc que es un mensajero secundario que activa a la protein- quinasa A (PKA,) que a su vez activa a un canal de cloro que hay en la membrana llamado CFTR (regulador con- ductancia transmembrana de fibrosis quística). Se le llamó así porque se detectó por primera vez en personas enfermas; ya que, este receptor está alterado en esta enfermedad. Este receptor no solo se encuentra en el páncreas; sino que, se encuentra en la mayoría de epitelios de nuestro organismo como el aparato respiratorio, intestino o vía biliar. Por eso, cuando se altera ese canal de cloro, no solo se ve afectado el páncreas; sino también el pulmón, intestino e hígado. En condiciones normales, cuando se activa este receptor, aumenta la permeabilidad al Cl-. Este sale a favor de gradiente y activa a intercambiador de cloro-bicarbonato que se encuentra en la membrana apical de la célula. Esto es fundamental para la célula porque si no sale cloro, y no se intercambia por HCO3 -. Este bicarbonato que sale, a su vez arrastra Na+ para mantener la electroneutralidad de la luz del conducto pancreático y el Na+ al agua para mantener la osmolaridad. Así, si no hay cloro en la luz no hay bicarbonato, y si no hay bicarbonato no hay sodio ni tampoco agua y esa secreción pasaría a ser espesa (cuanto más grave sea la alteración del canal, más espesa será). La fibrosis quística es una enfermedad genética en la que se altera la composición proteica de este canal, por diferentes mutaciones que hacen que funcione parcialmente o nada en absoluto. Esto hace que se produzca una secreción pancreática espesa que puede llegar a obstruir los conductos pancreaticos. Cuando estos conduc- tos se obstruyen la secreción sigue saliendo y produce dilatación proximal a la obstrucción, con lo cual se for- man quistes. En estos quistes se vierten enzimas y las células se dañan, por lo que comienza una serie de procesos inflamato- rios que dan lugar a fibrosis. Por esto la enfermedad se llama fibrosis quística, ya que se producen quistes y fi- brosis. Otra posible consecuencia de la obstrucción de los conductos es que la secreción no salga, con lo cual no salen las enzimas digestivas pancreáticas, pudiendo llegar a activarse dentro del páncreas y lesionándolo. Tam- bién afectaría a los diferentes órganos donde se encuentre este canal. Tema 14: Digestión en el intestino delgado (ID) Página 4 SOCORRO -Fisiología II 2022-23 / Bloque 2

Composición del Jugo Pancreático

• AGUA, MOCO Y ELECTROLITOS Es un jugo isotónico y de PH alcalino (tanto en la segregación basal como estimulada), y un volumen de 1,5-2 litros al día. Entre los electrolitos que contiene, destaca el bicarbonato, porque ayuda a neutralizar en el ID el pH ácido del quimo pro- cedente del estómago, sobre todo en el duodeno. Esa neutralización es necesaria; ya que, permite la activación de las enzimas pancreáticas, que son inactivas a pH ácido. Por tanto, hay que alcalinizar el medio del ID para que funcionen las enzimas pancreáticas, digieran sus productos y los transformen en sustancias absorbibles.
• ENZIMAS La función principal de las enzimas es la digestión de nutrientes. Como ya sabemos, las enzimas son inactivas a pH ácido. Sin enzimas no digerimos, sin digestión no hay absorción, lo que no absorbemos aparece en las heces. La mayoría de estas enzimas se secretan en el páncreas inactivas, como pro-enzimas o zimógenos. Estos, son proteínas muy grandes que de- ben ser hidrolizadas para ser activas. Esto es así por dos motivos: o bien porque son peligrosas, y si se activasen en el pán- creas, lo digerirían o bien porque son demasiado labiles (inestables) y no durarían nada. La mayor parte de las enzimas secretadas por el páncreas son:
  1. Proteasas (la mayor parte, aproximadamente un 80%) -Endopeptidasas: rompen enlaces dentro de las proteínas. Algunos ejemplos son: A.) Tripsinógeno (>%) es el más importante porque realiza funciones muy importantes y porque es la más abundante. B.) Quimiotripsinógeno es más inespecífica y rompe enlaces de la mayoría de las proteí- nas. C.) Pro-elastasa es más inespecífica y rompe enlaces de la mayoría de las proteínas, so- bre todo aquellas que contengan mas elastina. -Exopeptidasas: rompen enlaces de los extremos de las proteínas (tanto extremo amino como carboxilo). Las pro-carboxipeptidasas, rompen enlaces del extremo carboxilo. Aquí (páncreas) no encon- tramos aminopeptidasas; sino que, estas están en el intestino delgado, son proteínas citosólicas del ID.
  2. Lipasas: en cuanto a lipasas teníamos la lipasa salival y gástrica, que consiguen entre un 10 y un 30% de la digestión parcial de triglicéridos. -Lipasa pancreática es la más importante porque ingerimos muchos triacilglicéridos (ácidos gra- sos de cadena larga) y esta los hidroliza en monoacilglicéridos, rompiendo los enlaces 1 y 3 de los triacilglicéridos. -Colesterol-ester-hidrolasa es bastante inespecífica y es capaz de romper ese enlace 2 de los tria- cilgicéridos que no puede romper la lipasa pancreática y además puede romper los ésteres de colesterol en colesterol y ácidos grasos y los ésteres de las vitaminas liposolubles en vitaminas liposolubles (A, D, E, K) y ácidos grasos. -Pro-fosfolipasa A2 aunque no ingerimos muchos fosfolípidos tenemos esta enzima que es capaz de hidrolizar a la fosfatidilcolina y a la lecitina en lisofosfatidilcolina y lisolecitina
  3. Amilasa: termina la digestión parcial de los hidratos de carbono, de la cual un 0-5 % se había producido en la boca y un 40% en el estómago por la amilasa salival. El 55 o 60 % restante se produce en el ID gracias a la a- amilasa pancreática, que da lugar a las dextrinas límite, maltosa o maltotriosa. Pero esta sigue siendo una diges- tión parcial; ya que, no se consiguen monosacáridos que serían los que se podrían absorber ya. Esta es una de las enzimas más labiles que existen porque se produce en muy poca cantidad y es potencialmente inactivable tanto por el ácido como por las sales biliares. Se secreta en el páncreas y necesita a otra sustancia (la pro-colipasa) para unirse a ella y ser más estable
  4. Nucleasas: los ácidos nucleicos no son una parte importante de nuestra dieta, pero en caso de existir son digeri- dos por las dos nucleasas pancreáticas (ribonucleasa (RNA-asa) y desoxirribonucleico)) que los van a convertir en nucleótidos.

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