Tracto gastrointestinal 3: duodeno, hígado y páncreas

Introducción

Las partes 1 y 2 de nuestra serie sobre el tracto gastrointestinal (GI) analizaron el papel de la boca, el esófago y el estómago en la digestión mecánica y química. Esta tercera parte de la serie cubre la anatomía y función del duodeno, el primer segmento del intestino delgado, y el papel de los dos principales órganos auxiliares de la digestión, el hígado y el páncreas. También describe patologías comunes que afectan estas partes del tracto GI.

Anatomía del duodeno

El duodeno (Fig 1) tiene forma de U y mide aproximadamente 25-38 cm de largo (Lopez y Khorasani-Zadeh, 2019). Consta de cuatro regiones:

• Región superior: un área superior agrandada de alrededor de 2 cm llamada bulbo duodenal, que continúa el esfínter pilórico y está conectada al hígado por el ligamento hepatoduodenal;
• Región descendente: se extiende hacia abajo en la cavidad abdominal desde el ángulo duodenal superior; aproximadamente a la mitad está la papila duodenal principal, el punto de entrada del conducto colédoco y el conducto pancreático, que se fusionan antes de entrar en el duodeno. La entrada de la bilis y el jugo pancreático al duodeno está regulada por un pequeño anillo de músculo, el esfínter de Oddi;
• Región horizontal o transversal: la sección más grande del duodeno (10-12 cm de largo) y el área principal de absorción de minerales;
• Región ascendente: pasa ligeramente hacia arriba en la cavidad abdominal antes de conectarse con el yeyuno en el ángulo duodenoyeyunal.

El duodeno es principalmente una región de digestión química. Recibe secreciones del hígado y el páncreas, y su mucosa contiene un gran número de células productoras de moco (caliciformes) y glándulas de Brunner, que secretan un líquido acuoso rico en moco e iones de bicarbonato. Al igual que en el estómago (ver parte 2), la mucosidad actúa como una barrera protectora contra la autodigestión y lubrica el paso del quimo.

El revestimiento mucoso del duodeno también contiene células epiteliales columnares altas y se extiende en pliegues circulares y proyecciones en forma de dedos (vellosidades), que aumentan el área de superficie para la absorción de nutrientes. Sin embargo, la absorción de nutrientes no es la especialidad del duodeno y ocurre principalmente más abajo en el intestino delgado en el yeyuno y el íleon, donde las vellosidades son más largas, más numerosas y se encuentran en mayor densidad.

Producción de hormonas en el duodeno

El esfínter pilórico, que separa el estómago y el duodeno, se abre periódicamente para liberar pequeñas porciones de quimo ácido (ver parte 2). Este aumento repentino de la acidez estimula la liberación de varias hormonas, entre ellas:

• Secretina;
• Colecistoquinina;
• Polipéptido inhibidor gástrico (GIP);
• Péptido intestinal vasoactivo (VIP).

Secretina

La secretina, una hormona peptídica que comprende 27 aminoácidos, es secretada por las células S enteroendocrinas del duodeno y yeyuno.Estimula la producción y liberación de iones bicarbonato por el páncreas; estos se acumulan en el jugo pancreático, dándole un pH alcalino de alrededor de 8-8,6. Neutralizar la acidez del quimo previene el daño a la mucosa en secciones posteriores del tracto GI y proporciona un pH favorable a la actividad de las enzimas pancreáticas (Jun et al, 2016).

Colecistoquinina

La colecistoquinina (CCK) existe en varias formas con un número de aminoácidos que varía de cuatro a 83. Es liberada por las células I enteroendocrinas del duodeno y yeyuno. Como explica Rehfeld (2017), CCK:

• Inhibe el vaciado gástrico;
• Ayuda a prevenir el sobrellenado del duodeno;
• Estimula la producción de enzimas pancreáticas;
• Estimula la contracción de la pared del músculo liso de la vesícula biliar, provocando que libere bilis;
• Relaja el esfínter de Oddi, permitiendo que la bilis y el jugo pancreático se liberen en el duodeno. ;
• Mejora la actividad de las glándulas de Brunner, aumentando su producción de secreciones ricas en bicarbonato;
• Reduce la sensación de hambre, junto con otras hormonas como el polipéptido pancreático.

Polipéptido inhibidor gástrico

Sintetizado por las células K enteroendocrinas del duodeno y yeyuno, GIP es un polipéptido que comprende alrededor de 42 aminoácidos. Como sugiere su nombre, GIP inhibe la liberación de secreciones gástricas en el estómago, lo que ayuda a evitar daños en el intestino delgado. También promueve la liberación de insulina por las células beta del páncreas (Pederson y McIntosh, 2016).

Péptido intestinal vasoactivo

VIP es un neuropéptido que consta de 28 aminoácidos y produce por las células nerviosas en todo el tracto gastrointestinal. Su función es poco conocida, pero se cree que regula la composición del jugo pancreático y la bilis, así como el flujo sanguíneo en el tejido intestinal. Sin embargo, el VIP también tiene efectos fuera del tracto gastrointestinal: induce vasodilatación periférica, lo que reduce la presión arterial y aumenta la fuerza de la contracción del miocardio. También se cree que juega un papel en la regulación de las respuestas inmunes (Igarashi et al, 2011).

La digestión química en el duodeno

La digestión química en el duodeno se basa en las secreciones del dos órganos accesorios principales del tracto GI, el:

• Hígado, que produce bilis;
• Páncreas, que produce jugo pancreático.

La bilis y el jugo pancreático se mezclan y se descargan en el duodeno cada vez que el esfínter de Oddi se abre bajo la influencia de CCK.

Producción de hígado y bilis

El hígado es el órgano interno más grande del cuerpo humano; pesa alrededor de 1,3 kg en mujeres y 1,8 kg en hombres. Ubicado en el cuadrante superior derecho del abdomen, justo debajo del diafragma, tiene más de 500 funciones documentadas. Su papel principal en la digestión es la producción de bilis, que se concentra y almacena en la vesícula biliar (Fig 2). En una persona sana, el hígado libera alrededor de 600 ml de bilis en el duodeno cada día. Esto se hace en pequeñas cantidades a medida que la vesícula biliar se contrae en respuesta a CCK (Hundt et al, 2019).

La bilis es un líquido verde amarillento que contiene principalmente:

• Agua;
• Sales biliares, incluidas taurocolato de sodio y glicocolato de sodio;
• Colesterol;
• Fosfolípidos;
• Pigmentos biliares, bilirrubina y biliverdina, que provienen de la descomposición de los eritrocitos.

Las sales biliares juegan un papel importante en la digestión química en el duodeno. Disminuyen la tensión superficial de los glóbulos de grasa grandes, lo que hace que se colapsen en gotitas más pequeñas (Fig. 3). Este proceso se llama emulsificación, ya que crea una emulsión de pequeñas gotas de grasa con una superficie más grande para su posterior descomposición por las enzimas que digieren la grasa (lipasas). La digestión de las grasas por la bilis y las lipasas también permite la absorción eficaz de vitaminas liposolubles como las vitaminas A, D, E y K.

Páncreas y producción de jugo pancreático

El páncreas es una glándula pequeña y alargada de unos 15 cm de largo y un peso de 110 g. ; se encuentra en el asa del duodeno y está cubierto por la porción inferior del estómago (Fig. 2). El páncreas es un órgano importante en los sistemas endocrino y digestivo, que desempeña un papel clave tanto en la regulación de los niveles de glucosa en sangre como en la digestión.

La porción endocrina del páncreas consta de pequeños grupos de células llamados islotes de Langerhans, que produce varias hormonas clave involucradas en el control de los niveles de azúcar en sangre y la regulación del apetito.

La porción digestiva del páncreas, o páncreas exocrino, ocupa alrededor del 80% de la masa del órgano. Consiste en miles de acinos, pequeñas estructuras parecidas a bayas que secretan jugo pancreático en pequeños conductos.Estos se conectan y finalmente se fusionan antes de descargar sus secreciones en el conducto pancreático central, que a su vez se fusiona con el conducto colédoco antes de ingresar al duodeno en la papila duodenal principal (Fig. 2).

Alrededor de 1-2.5L de El jugo pancreático es producido todos los días por un páncreas adulto. Como explicaron Agrawal y Aoun, (2014), el jugo pancreático consiste principalmente en:

• Agua;
• iones de bicarbonato;
• Enzimas pancreáticas.

Una de sus funciones clave es neutralizar la acidez en el quimo que proviene del estómago. Esto es esencial para prevenir la autodigestión y ulceración de secciones posteriores del tracto GI.

Producción de páncreas y enzimas pancreáticas

Más allá del jugo pancreático, el páncreas también produce varias enzimas que continúan, en el duodeno, la digestión química comenzó en la boca y el estómago.

Lipasa pancreática
La lipasa pancreática es la más activa de las lipasas intestinales. Al igual que las lipasas gástricas y salivales (véanse las partes 1 y 2), descompone las grasas triglicéridas en ácidos grasos y glicerol, actuando principalmente sobre las gotas de grasa emulsionadas creadas por las sales biliares. Para una actividad máxima sobre las gotas de grasa, la lipasa pancreática requiere la presencia de la coenzima colipasa, una proteína pequeña, que a su vez es producida por el páncreas (Ross et al, 2013).

Fármacos para bajar de peso como orlistat inhiben la lipasa pancreática, reduciendo así la digestión y absorción de grasas. Se informa que el orlistat reduce la absorción de grasas de la dieta hasta en un 30%. Sin embargo, el uso de tales medicamentos a menudo se asocia con efectos secundarios como distensión abdominal y diarrea, ya que las grasas no digeridas se acumulan en el colon y lo irritan (Qi, 2018; Al-Suwailem et al, 2006).

Amilasa pancreática
La digestión de carbohidratos comienza en la boca con amilasa salival (ver parte 1). Al igual que la amilasa salival, la amilasa pancreática ataca los enlaces glicosídicos entre las moléculas de glucosa adyacentes en los polisacáridos, descomponiendo el almidón en maltosa. Como cataliza la digestión del almidón en la luz del duodeno (espacio interior del duodeno), también se denomina amilasa luminal (Williams, 2019).

La amilasa pancreática puede funcionar en un amplio rango de pH de neutro a alcalino. . Las amilasas son más eficaces en un entorno con un pH de neutro a alcalino. La actividad de la amilasa salival se ralentiza en el entorno ácido del estómago, pero la digestión enzimática de los carbohidratos se reanuda en el entorno alcalino del duodeno.

Proteasas pancreáticas

La digestión de proteínas comienza en el estómago, donde la pepsina ataca los enlaces peptídicos de moléculas grandes, descomponiendo las proteínas en cadenas más pequeñas de aminoácidos denominados polipéptidos (ver parte 2). La siguiente etapa de la digestión de proteínas se basa en varias proteasas pancreáticas:

• Tripsina;
• Quimotripsina;
• Carboxipeptidasa;
• Elastasa .

La tripsina es la principal proteasa presente en el jugo pancreático. Para evitar la autodigestión y el daño a los acinos y conductos pancreáticos, inicialmente se secreta como el precursor inactivo (o zimógeno) tripsinógeno. Una vez en la luz duodenal, el tripsinógeno se convierte en tripsina por la acción de la enzima enteropeptidasa (o enteroquinasa), que es producida por las células mucosas del duodeno y yeyuno. La tripsina luego cataliza la activación de los otros zimógenos pancreáticos en sus formas activas quimotripsina, carboxipeptidasa y elastasa (Goodman, 2010).

La carboxipeptidasa, una exopeptidasa, cataliza la eliminación de aminoácidos individuales de los extremos de la proteína y moléculas de polipéptido, reduciendo gradualmente su longitud. La tripsina, quimotripsina y elastasa, todas endopeptidasas, atacan los enlaces peptídicos en las porciones centrales de proteínas y polipéptidos. Esto da como resultado la generación de cadenas más pequeñas de aminoácidos llamados péptidos (Fig 4), que posteriormente son digeridos en el yeyuno y el íleon por la acción de la peptidasa intestinal (ver parte 4).

Nucleasas pancreáticas
Todos los alimentos consumidos por humanos provienen de plantas, animales y hongos o fuentes bacterianas. Como todas las células, sea cual sea su origen, contienen ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN), el cuerpo humano puede digerirlos descomponiéndolos en sus componentes básicos, que se denominan nucleótidos. El ADN está compuesto por cuatro bases nucleotídicas principales: adenina, citosina, guanina y timina; El ARN tiene las mismas bases, excepto que la timina es reemplazada por uracilo (Knight y Andrade, 2018).

El jugo pancreático contiene las nucleasas pancreáticas DNasa y RNasa, enzimas que descomponen el ADN y el ARN (VanPutte et al, 2017). La digestión de ácidos nucleicos permite que algunas de las bases de nucleótidos se reciclen y se utilicen como bloques de construcción para la síntesis de ADN humano durante la división celular y para el ARN durante el proceso de transcripción que precede a la síntesis de proteínas.

Absorción de minerales en el duodeno

El duodeno se dedica principalmente a la digestión, pero la presencia de vellosidades cortas en cantidades relativamente pequeñas indica que también tiene lugar una cierta absorción de nutrientes aquí. Pequeñas cantidades de azúcares, aminoácidos y grasas, pero grandes cantidades de minerales (hierro, calcio, fósforo y oligoelementos de zinc y cobre) se absorben en el duodeno (Kiela y Ghishan, 2016). Los pacientes que han tenido una ulceración extensa o un cáncer que ha requerido la extirpación de todo o parte del duodeno pueden necesitar suplementos minerales para compensar la reducción de la absorción de minerales.

Problemas comunes

Duodenal ulceración

Úlcera péptica es un término general que se utiliza para describir las úlceras en el estómago o el duodeno. Las úlceras gástricas y duodenales solían atribuirse al estrés y la mala alimentación, en particular el consumo de alimentos grasosos y picantes, pero ahora se acepta que la infección por Helicobacter pylori es el principal factor desencadenante (ver parte 2). El uso de antiinflamatorios no esteroides aumenta significativamente el riesgo de úlceras pépticas (Kaur et al, 2012).

Los síntomas de las úlceras gástricas y duodenales son muy similares. Los pacientes a menudo experimentan un dolor epigástrico ardiente, a menudo descrito como «roer», y puede indicar su ubicación. Algunas personas con úlceras duodenales experimentan dolor, ya sea con el estómago vacío o dos o tres horas después del consumo de alimentos, lo que coincide con los tiempos de vaciado gástrico. Sin embargo, la única forma de localizar una úlcera péptica con absoluta certeza es visualizarla, generalmente mediante endoscopia.

Las úlceras duodenales deben tratarse debido al riesgo de perforación y complicaciones potencialmente mortales como peritonitis y sepsis. . Al igual que con las úlceras gástricas (ver la parte 2), el tratamiento se basa en la combinación de un inhibidor de la bomba de protones para reducir la secreción de ácido del estómago y dos antibióticos para erradicar la infección por H. pylori (terapia triple) (Narayanan et al, 2018).

Cálculos biliares

Los cálculos biliares son una de las patologías más comunes del tracto GI, generalmente se forman como resultado de la consolidación de sales biliares y colesterol. Muchas personas tienen, en la vesícula biliar, una colección de depósitos arenosos que se asemejan a la arena húmeda, conocidos como lodos biliares. Con el tiempo, las partículas pueden agregarse para formar un cálculo biliar. Muchos libros de texto citan las «cinco F» (femenino, justo, gordo, cuarenta y fértil) como los principales factores de riesgo para el desarrollo de cálculos biliares, pero estos criterios ahora se consideran malos indicadores de riesgo. Sin embargo, ser mujer, tener sobrepeso y ser de mediana edad son factores de riesgo reconocidos.

Muchas personas que tienen cálculos biliares los desconocen, ya que generalmente no causan síntomas a menos que comiencen a salir de la vesícula biliar. vejiga. Cada año, alrededor del 2-4% de las personas con cálculos biliares experimentan síntomas (Gurusamy y Davidson, 2014). El cólico biliar, el dolor asociado con los cálculos biliares, generalmente ocurre cuando los cálculos biliares salen de la vesícula biliar y comienzan a abrirse camino a lo largo de los conductos biliares altamente inervados. Generalmente se experimenta en el cuadrante superior derecho y comúnmente se irradia hacia la espalda, particularmente alrededor del omóplato derecho. El cólico biliar, descrito como terriblemente doloroso, con episodios que suelen durar de 1 a 5 horas, a menudo se asocia con náuseas, vómitos e hinchazón. El dolor es tan intenso que a menudo se requieren opioides para aliviarlo.

Un cálculo biliar que se atasca en el conducto biliar puede provocar ictericia obstructiva. Los dos pigmentos biliares, bilirrubina y biliverdina, se acumulan en el hígado y se derraman en la sangre, lo que hace que la orina sea de color oscuro. Con el tiempo, cambian la piel y la esclerótica (el blanco de los ojos) al color amarillo verdoso que es típico de la ictericia.

En pacientes que tienen cálculos biliares asintomáticos, la conducta expectante suele ser el enfoque que se debe adoptar. , mientras que el Instituto Nacional para la Excelencia en la Salud y la Atención (2014) recomienda la extirpación de la vesícula biliar (colecistectomía) para aquellos con síntomas; esto generalmente se hace por laparoscopia (Gurusamy y Davidson, 2014).

Los pacientes a los que se les ha extirpado la vesícula biliar son menos eficientes cuando se trata de digerir las grasas; esto significa que la grasa no digerida se traslada al intestino grueso, donde puede irritar la mucosa. Estos pacientes son susceptibles a la diarrea recurrente con copiosas cantidades de heces fecales malolientes, de color pálido y aceitosas (esteatorrea).

Pancreatitis

La pancreatitis es una inflamación del páncreas que puede provocar a cicatrices permanentes y daño estructural a los tejidos blandos y complicaciones potencialmente mortales. La pancreatitis aguda es causada comúnmente por cálculos biliares que han viajado a lo largo del conducto colédoco y han quedado atrapados en una posición en la que obstruyen el conducto pancreático. El jugo pancreático queda atrapado en el páncreas y las enzimas pancreáticas pueden comenzar a digerir el tejido pancreático interno, provocando inflamación y dolor severos.

La pancreatitis aguda también puede ser causada por el consumo excesivo de alcohol y está particularmente asociada con el consumo excesivo de alcohol. El mecanismo exacto no está claro, pero se cree que el alcohol puede activar las enzimas pancreáticas mientras aún se encuentran en el páncreas, lo que provoca autodigestión e inflamación. La pancreatitis también se observa a menudo en pacientes con fibrosis quística y puede desencadenarse por ciertos medicamentos, como el antibiótico tetraciclina.

Los síntomas de la pancreatitis son similares a los de los cálculos biliares, con dolor abdominal superior que se irradia a la espalda. . El dolor a menudo empeora después de comer y puede estar asociado con fiebre. Algunos pacientes sienten alivio cuando se inclinan hacia adelante. La mayoría de los casos de pancreatitis leve se resolverán y los síntomas desaparecerán gradualmente después de aproximadamente una semana. Sin embargo, los casos graves a menudo requieren hospitalización, posiblemente en una unidad de alta dependencia, y opioides para aliviar el dolor. Incluso con tratamiento, la pancreatitis aguda tiene una mortalidad general de alrededor del 10-15%, que aumenta al 30-40% en pacientes con enfermedad grave (Meher et al, 2015).

La pancreatitis aguda no resuelta puede convertirse en crónica pancreatitis, que se observa con mayor frecuencia en pacientes con dependencia del alcohol. Esto se caracteriza no solo por dolor crónico, sino también por una inflamación a largo plazo del páncreas que puede conducir a una fibrosis tisular progresiva como resultado de la deposición de tejido cicatricial de colágeno. La pancreatitis crónica puede dañar tanto el páncreas exocrino como el endocrino; cuando se destruye más del 90% del páncreas exocrino, se desarrolla insuficiencia pancreática exocrina (PEI) y la digestión normal ya no puede tener lugar. La PEI se manifiesta con mayor frecuencia como una mala digestión de las grasas que conduce a la esteatorrea.

Alrededor del 50% de los pacientes con pancreatitis crónica también experimentan un daño significativo en el páncreas endocrino y una pérdida progresiva de los islotes pancreáticos, lo que puede provocar diabetes ( Pham y Forsmark, 2018). La mala digestión de las grasas, ya sea como resultado de PEI, enfermedad de la vesícula biliar o colecistectomía, puede afectar la absorción de vitaminas liposolubles clave, por lo que es posible que los pacientes necesiten tomar suplementos para evitar deficiencias.

Cáncer de páncreas

Cada año, alrededor de 8.800 personas son diagnosticadas con cáncer de páncreas, que causa alrededor del 5,2% de las muertes por cáncer en el Reino Unido. Es el más mortal de los cánceres comunes, con tasas de supervivencia a cinco años inferiores al 5% (Pancreatic Cancer UK, 2015). Se predice que el cáncer de páncreas superará al cáncer de mama como la cuarta causa más común de muerte por cáncer para 2030 (Pancreatic Cancer UK, 2015). La edad es el principal factor de riesgo y la mayoría de los casos se diagnostican después de los 50 años. Los factores de riesgo modificables incluyen tabaquismo, obesidad e inactividad.

Alrededor del 95% de los cánceres de páncreas surgen en el páncreas exocrino. El 5% restante afecta al páncreas endocrino; generalmente son menos agresivos y tienen mejor pronóstico. Los síntomas asociados con el cáncer de páncreas no suelen aparecer hasta que la enfermedad está bastante avanzada; incluyen pérdida de peso inesperada, malestar abdominal y / o dolor, esteatorrea, náuseas y, a veces, diabetes.

El cáncer de páncreas generalmente se trata con cirugía, que puede ser curativa (si el tumor se descubre temprano) o paliativo. Muchos pacientes también pueden someterse a quimioterapia o radioterapia con el objetivo de reducir el tamaño del tumor (Kleeff et al, 2016). Se han desarrollado recientemente tratamientos dirigidos específicamente a las células tumorales pancreáticas, pero aún no están ampliamente disponibles (Amanam y Chung, 2018).