Biología del aparato digestivo

El aparato digestivo, que se extiende desde la boca hasta el ano, se encarga de recibir los alimentos, fraccionarlos en sus nutrientes (un proceso conocido como digestión), absorber estos nutrientes hacia el flujo sanguíneo y eliminar del organismo los restos no digeribles de los alimentos. El tracto gastrointestinal se compone de la boca, la garganta, el esófago, el estómago, el intestino delgado, el intestino grueso, el recto y el ano. El aparato digestivo también incluye órganos que se encuentran fuera del tracto gastrointestinal, como el páncreas, el hígado y la vesícula biliar.

Boca, garganta y esófago

La boca (cavidad oral) es el sitio de entrada de dos sistemas: el digestivo y el respiratorio. Su interior está recubierto de una membrana mucosa. Los conductos procedentes de las glándulas salivales, tanto en las mejillas como debajo de la lengua y de la mandíbula, acaban en la boca. En el suelo de la cavidad oral se encuentra la lengua, que se utiliza para saborear y mezclar los alimentos. Por detrás de la lengua se encuentra la garganta (faringe).

El gusto es detectado por las papilas gustativas situadas en la superficie de la lengua. Los aromas son detectados por receptores olfatorios situados en la parte superior de la nariz. El sentido del gusto es relativamente simple; distingue solamente lo dulce, lo agrio, lo salado y lo amargo. El sentido del olfato es mucho más complejo; distingue muchas variaciones sutiles.

Los alimentos se dividen en partículas más fácilmente digeribles al ser cortados con los dientes delanteros (incisivos) y masticados con los posteriores (molares). La digestión comienza cuando la saliva que procede de las glándulas salivales recubre estas partículas con enzimas digestivas. Entre las comidas, el flujo de saliva elimina las bacterias que pueden dañar los dientes y causar otros trastornos. La saliva también contiene anticuerpos y enzimas, como la lisozima, que fraccionan las proteínas y atacan directamente las bacterias.

La deglución se inicia voluntariamente y se continúa de modo automático. Para impedir que la comida pueda pasar a la tráquea y alcanzar los pulmones, una pequeña lengüeta muscular (epiglotis) se cierra al mismo tiempo que la zona posterior del techo de la boca (paladar blando) se eleva para evitar que la comida suba a la nariz.

El esófago es un tubo muscular de paredes finas, recubierto interiormente de una membrana mucosa, que conecta la garganta con el estómago. El alimento no baja por efecto de la fuerza de gravedad sino debido a unas ondas rítmicas de contracción y relajación muscular, que se denominan peristaltismo.

Estómago

El estómago es un órgano muscular grande, hueco y con forma de judía (fríjol), que consiste en tres regiones: el cardias, el cuerpo (fundus) y el antro. Los alimentos llegan al estómago desde el esófago y pasan a través de un músculo con forma de anillo (esfínter), que se abre y se cierra. Normalmente el esfínter impide que el contenido gástrico vuelva al esófago.

El estómago sirve como área de almacenamiento para los alimentos, contrayéndose rítmicamente y mezclándolos con las enzimas. Las células que recubren la superficie gástrica secretan tres sustancias importantes: moco, ácido clorhídrico y el precursor de la pepsina (una enzima que fracciona las proteínas). El moco recubre las células del revestimiento del estómago para protegerlas del daño que les podrían causar el ácido y las enzimas. Cualquier alteración de esta capa de moco, debida a una infección por la bacteria Helicobacter pylori, por ejemplo, o al daño provocado por la aspirina, puede causar lesiones como la úlcera de estómago.

El ácido clorhídrico provee el ambiente fuertemente ácido necesario para que la pepsina fraccione las proteínas. La elevada acidez del estómago también actúa como una barrera contra la infección, pues elimina la mayor parte de las bacterias. Los impulsos nerviosos que llegan al estómago estimulan la secreción ácida, la hormona gastrina (secretada por el estómago) y la histamina (sustancia que también libera el estómago).

La pepsina es responsable del fraccionamiento de un 10 por ciento de las proteínas. Es la única enzima que digiere el colágeno, una proteína y uno de los principales componentes de la carne.

Sólo algunas sustancias, como el alcohol y la aspirina, pueden ser absorbidas directamente desde el estómago y sólo en pequeñas cantidades.

Intestino delgado

El estómago libera su contenido (comida) al duodeno, primer segmento del intestino delgado. El alimento entra en el duodeno a través del esfínter pilórico en unas cantidades que el intestino delgado pueda digerir. Cuando éste se llena, el duodeno indica al estómago que detenga el vaciamiento.

El duodeno recibe enzimas del páncreas y bilis del hígado. Estos líquidos llegan al duodeno a través del esfínter de Oddi y contribuyen de forma importante a los procesos de digestión y absorción. El peristaltismo también ayuda a la digestión y a la absorción al revolver los alimentos y mezclarlos con las secreciones intestinales.

Los primeros centímetros del revestimiento duodenal son lisos, pero el resto del revestimiento presenta pliegues, pequeñas proyecciones (vellosidades), e incluso proyecciones aún más pequeñas (microvellosidades). Estas vellosidades y microvellosidades incrementan el área de superficie del revestimiento del duodeno, permitiendo con ello una mayor absorción de nutrientes.

El yeyuno y el íleon forman el resto del intestino delgado, localizado a continuación del duodeno. Esta parte del intestino es la responsable principal de la absorción de grasas y otros nutrientes. La absorción se incrementa en gran medida por la vasta superficie hecha de pliegues, vellosidades y microvellosidades. La pared intestinal está ricamente abastecida de vasos sanguíneos que conducen los nutrientes absorbidos hacia el hígado, a través de la vena porta. La pared intestinal libera moco y agua, que lubrican y disuelven el contenido intestinal, ayudando a disolver los fragmentos digeridos. También se liberan pequeñas cantidades de enzimas que digieren las proteínas, los azúcares y las grasas.

La consistencia del contenido intestinal cambia gradualmente conforme avanza a través del intestino delgado. En el duodeno se secreta agua rápidamente para diluir la acidez del contenido digestivo procedente del estómago. Conforme el contenido o bolo digestivo avanza hacia la porción inferior del intestino delgado, se hace más líquido a medida que van añadiéndose agua, moco, bilis y enzimas pancreáticas.

Páncreas

El páncreas es un órgano que contiene básicamente dos tipos de tejidos: los ácinos que producen las enzimas digestivas y los islotes que secretan hormonas. El páncreas secreta enzimas digestivas al duodeno y hormonas al flujo sanguíneo.

Las enzimas digestivas son liberadas desde las células de los ácinos y llegan al conducto pancreático a través de varios canales. El conducto pancreático principal se une al conducto biliar a nivel del esfínter de Oddi, a través del cual ambos se vacían al duodeno. Las enzimas secretadas por el páncreas digieren las proteínas, los hidratos de carbono y las grasas. Las enzimas proteolíticas rompen las proteínas en partes que puedan ser utilizadas por el organismo y son secretadas en forma inactiva. Solamente son activadas cuando llegan al tracto gastrointestinal. El páncreas también secreta grandes cantidades de bicarbonato de sodio, que protege el duodeno al neutralizar el ácido procedente del estómago.

Las tres hormonas producidas por el páncreas son: la insulina, que disminuye el valor de azúcar (glucosa) en sangre, el glucagón, que por el contrario lo aumenta, y la somatostatina, que impide la liberación de las otras dos hormonas.

Hígado

El hígado es un órgano de gran tamaño, con múltiples funciones, sólo algunas de las cuales están relacionadas con la digestión.

Los nutrientes que proceden de los alimentos son absorbidos por la pared intestinal, provista de gran cantidad de pequeños vasos sanguíneos (capilares). Estos capilares llegan hasta las venas, que, a su vez, se unen a venas mayores y, finalmente, penetran en el hígado a través de la vena porta. Esta vena se divide, dentro del hígado, en diminutos vasos, donde se procesa la sangre que les llega.

Aparato digestivo

Aparato digestivo

Esta sangre se procesa de dos formas: por una parte se eliminan las bacterias y otras partículas extrañas absorbidas desde el intestino, y por otra muchos de los nutrientes absorbidos son fraccionados de tal manera que puedan ser utilizados por el organismo. El hígado realiza este proceso a gran velocidad y pasa la sangre cargada de nutrientes a la circulación general.

El hígado produce aproximadamente la mitad del colesterol del cuerpo; el resto proviene de los alimentos. Alrededor del 80 por ciento del colesterol producido por el hígado se utiliza para la formación de la bilis. El hígado también secreta la bilis, la cual se almacena en la vesícula biliar hasta que se necesite.

Vesícula biliar y vías biliares

La bilis fluye fuera del hígado a través de los conductos hepáticos derecho e izquierdo, los cuales confluyen para formar el conducto hepático común. Este conducto se une después de otro proveniente de la vesícula biliar, llamado conducto cístico, para formar el conducto biliar común. El conducto pancreático se une al conducto biliar común justamente cuando éste se vacía en el duodeno.

Entre las comidas, las sales biliares son concentradas en la vesícula biliar y solamente una pequeña cantidad de bilis fluye desde el hígado. Al penetrar los alimentos en el duodeno se desencadenan una serie de señales nerviosas y hormonales que provocan la contracción de la vesícula. Como resultado, la bilis llega al duodeno y se mezcla con el contenido alimentario. La bilis tiene dos funciones importantes: ayuda a la digestión y a la absorción de las grasas y es responsable de la eliminación de ciertos productos de desecho del cuerpo (particularmente la hemoglobina de los glóbulos rojos destruidos y el exceso de colesterol). Específicamente, la bilis es responsable de las siguientes acciones:

  • Las sales biliares incrementan la solubilidad del colesterol, las grasas y las vitaminas liposolubles para ayudar a que sean absorbidas.
  • Las sales biliares estimulan la secreción de agua por el intestino grueso para ayudar a que avance el contenido intestinal.
  • Por la bilis se excretan varias proteínas que desempeñan un papel importante en la función biliar.
  • La bilirrubina (el pigmento principal de la bilis) se excreta en la bilis como producto de desecho de los glóbulos rojos destruidos.
  • Los fármacos y otros productos de desecho se excretan por la bilis y más tarde se eliminan del organismo.

Las sales biliares se resorben en el intestino delgado, son captadas por el hígado y nuevamente secretadas por la bilis. Esta recirculación de las sales biliares es conocida como circulación enterohepática. Todas las sales biliares del organismo recirculan unas 10 o 12 veces al día. En cada paso, una pequeña cantidad de éstas alcanza el colon, donde las bacterias las dividen en varios de sus componentes. Algunos de estos componentes son resorbidos; el resto son excretados con las heces.

Aparato digestivo

Intestino grueso

El intestino grueso comprende el colon ascendente (derecho), el colon transverso, el colon descendente (izquierdo) y el colon sigmoide, el cual está conectado al recto. El apéndice es un pequeño segmento con forma de dedo que sale del colon ascendente cerca del punto donde éste se une al intestino delgado (ciego). El intestino grueso secreta moco y es el responsable principal de la absorción del agua y los electrólitos de las heces.

Cuando alcanza el intestino grueso el contenido intestinal es líquido, pero normalmente se solidifica a medida que alcanza el recto en forma de heces. La gran variedad de bacterias que viven en el intestino grueso pueden, además, digerir algunas materias, lo que ayuda a la absorción de nutrientes por el organismo. Las bacterias del intestino grueso también fabrican algunas sustancias importantes, como la vitamina K. Estas bacterias son necesarias para la función normal del intestino. Algunas enfermedades y antibióticos pueden alterar el equilibrio entre los diferentes tipos de bacterias en el intestino grueso. El resultado es una irritación que conduce a la secreción de moco y agua, causando diarrea.

Recto y ano

El recto es una cámara que comienza al final del intestino grueso, inmediatamente a continuación del colon sigmoide, acabando en el ano. Generalmente, el recto está vacío porque las heces se almacenan más arriba, en el colon descendente. Cuando el colon descendente se llena, las heces pasan al recto estimulando la defecación. Los adultos y los niños mayores pueden soportar este estímulo hasta llegar al baño. Los bebés y los niños de corta edad no tienen el control muscular necesario para retrasar la defecación.

El ano es la abertura que existe al final del tracto gastrointestinal, por la cual los materiales de desecho abandonan el organismo. El ano está formado en parte por las capas superficiales del organismo, incluyendo la piel y, en parte, por el intestino. Está recubierto por una capa formada por la continuación de la piel. Un anillo muscular (esfínter anal) mantiene el ano cerrado.

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