Peristaltismo Peristaltismo en el intestino delgado de rata. Introducción
El peristaltismo es una respuesta respuesta refleja que se inicia cuando la pared intestinal intestinal se estira por el contenido luminal, y ocurre en todas las secciones del tubo digestivo, desde el esófago hasta el recto. El estiramiento inicia con una contracción contracción circular proximal proximal al estímulo y un área de relajación por delante de el. Luego, la onda de contracción se mueve en sentido de la boca al ano, impulsa el contenido de la luz hacia delante a una velocidad que varía entre 2 y 25 cm /s. La actividad peristáltica puede incrementarse o disminuirse por las señales autónomas al intestino, pero su existencia es independiente de la inervación extrínseca. De hecho la progresión del contenido no se bloquea si el segmento se invierte antes de suturarlo otra vez en su s itio.( Ganong , 2004)
Figura 1.- Movimientos peristálticos en el intestino delgado. La perístalsis es un excelente ejemplo de la actividad integral del sistema nervioso entérico. Parece que el estiramiento local induce la liberación de serotonina la cual activa las neuronas sensoriales que a su vez activan al plexo mienterico. Las neuronas colirgenicas que dirigen en sentido retrogrado en este plexo activan a las neuronas que liberan sustancias P más acetilcolina, lo cual produce contracción del musculo liso. Al mismo tiempo, las neuronas colinérgicas que se dirigen en sentido anterógrado activan a las neuronas que secretan gases de óxido nítrico (ON), péptido vasoactivo intestinal (VIP) y ATP, lo cual induce la relajación por delante del e stímulo. (Fox ,2008) Hipótesis
y
La presencia de calcio en la solución tyrode, provocara un aumento en la peristalsis del musculo liso del intestino delgado.
y
La adición de citrato de sodio sobre el intestino delgado provocara la despolarización de las células del musculo entonces aumentara la peristalsis.
y
Si
se disminuye la temperatura entonces disminuirá los movimientos peristálticos
del musculo liso del intestino delgado. y
El efecto que tendrá la adición de epinefrina sobre el musculo liso (duodeno de la rata) provocara una disminución de los movimientos peristálticos del mismo.
y
La adicción de acetilcolina a la solución que contiene al intestino delgado de la rata provocara un aumento en la perístalsis del musculo.
Objetivos y
Realizar
un registro grafico de la actividad mecánica del musculo liso intestinal de
la rata. y
Observar la movilidad basal de intestino delgado de la rata.
y
Observar el efecto de la acetilcolina, la epinefrina, el citrato de sodio y el calcio sobre la actividad del musculo intestinal así como el efecto de la temperatura en la peristalsis del musculo.
Material
y métodos.
La práctica se realizo mediante el programa BIOPAC, se monto el equipo adecuadamente para poder utilizarlo de manera adecuada. Fotografía del equipo montado para práctica en BI OPAC.
Figura2.- El equipo utilizado para la experimentación.
Fotografía del intestino dentro de la cámara.
Figura 3.- El fragmento del intestino delgado de la rata . A) Calibración. Calibramos con la tecla Cal1 con ningún peso en absoluto (sólo con el gancho s de colgar el anillo del transductor). Utilizamos el peso de Cal2. (Una estimación aproximada de las fuerzas será suficiente para este ejercicio, ya que estamos interesados principalmente en los cambios en ritmicidad y el tono en nuestras grabaciones y no en valores absolutos). Registramos
los valores para Cal1 y Cal2 a continuación. Esto nos ayudará en el
improbable caso de que el sistema se bloqueará. B) Línea basal. Una vez que el músculo se estabilizó, grabamos varias contracciones que muestran la ritmicidad normal y tono para así poder tomar estos registros como base de nuestras próximas modificaciones de la práctica. C) Efectos del calcio extracelular. Volvimos a colocar la solución Tyrode normal con Ca
2 +
.
Registramos
la respuesta del
músculo dejando unos segundos antes de añadir unas gotas de 2% de CaCl2. Observamos el comportamiento de la línea. D) Efectos de la despolarización química. Añadimos 1 ml de Citrato de Sodio 1 M al baño, de nuevo volvimos a colocar la solución Tyrode normal antes de añadir el Citrato de
Sodio.
Dejamos que el Citrato de
S odio
permaneciera en el baño durante 1 minuto y observamos la respuesta. Sustituimos el
baño con la Tyrode normal para permitir que la amplitud y la contracción rítmica volviera a la normalidad antes de proceder al siguiente paso. Registramos la respuesta del músculo dejando unos segundos antes de pasar al siguiente paso. Observamos el comportamiento de la línea. E) Efectos del cambio en la temperatura. Volvimos a colocar la solución de Tyrode con la temperatura ambiente (21 º C). A su vez calentamos la solución del baño con Tyrode, y esperamos hasta que la preparación se estabilizara en 37 º C antes de proceder. Registramos la respuesta del músculo dejando unos segundos antes de pasar al siguiente paso. Observamos el comportamiento de la línea. F) Efectos de la epinefrina y acetilcolina. Aplicamos 1 ml de epinefrina para el baño de los músculos y registramos la respuesta del músculo dejando unos segundos antes de pasar al siguiente paso. Observamos el comportamiento de la línea. Vaciamos y rellenamos el baño con solución de Tyrode normal. Una vez que las contracciones se estabilizan, añadimos 1 ml de acetilcolina de igual manera para el baño de los músculos. Registramos la respuesta del músculo dejando unos segundos antes de pasar al siguiente paso. Observamos el comportamiento de la línea. Vaciamos y rellenamos el baño. Deje que la preparación se estabilizara antes de proceder.
Resultados.
Tabla 1.- cálculo de la anestesia. Peso de la rata.
Cálculo. mL de anestesia. 0.05 mL 100g XmL 372g 186 mL 0.186 mL = 186 mL Mililitros de anestesia necesarios para un rata de310 g.
372 g.
Tabla 2.- Calibración. Calibración Cal 1 Cal 2
Valor -1.981141 -1.67937
Valores de calibración en BIOPAC. Línea basal: 41.71 g
Figura 4.- Condiciones estándar. Efectos del calcio extracelular: 41.78g
Figura 5.- Adición de CaCl 2a la solución Tyrode.
Efecto de la adición de citrato de sodio: 44.74 g
Figura 6.- Efecto provocado por la adición de Na
+
Efecto de la temperatura: 40.24 g
Figura 7.- Disminución de la temperatura. Efecto de Epinefrina: 39.86 g
Figura 8.- Efecto de la adición de Epinefrina
Efecto de acetilcolina: 44.98 g
Figura 9.- Efecto de la adición de Acetilcolina. Análisis de resultados:
Se
obtuvieron las tendencias de comportamiento de peristalsis del musculo liso del
intestino delgado mediante el programa de biopac, a partir de lo que se determinó el efecto que induce la adición de diferentes compuestos a la solución Tyrode. En la figura 4 se observa un el comportamiento basal del musculo liso del intestino delgado con una media de la fuerza de movimiento de 41.71 g. En la Figura 5 se observa que mediante la adición de CaCl 2 a la solución de Tyrode se observa un notable aumento en la actividad peristáltica del intestino delgado de la rata con una fuerza de 41.78 g. En la figura 6 se observa el comportamiento del intestino delgado cuando se adiciona citrato de sodio, el cual promueve la peristalsis del duodeno con una media de fuerza de 44.74 g. En la figura 7 se muestra el comportamiento del intestino delgado cuando se modificó la temperatura de 35 C en promedio a 25 C provocando una notable disminución en la peristalsis del intestino delgado, con una media de fuerza de 40.24 g . En la figura 8 se observa el efecto que tiene la adición de epinefrina a la solución de Tyrode donde se aprecia claramente una disminución en la actividad peristáltica del intestino delgado con una media de fuerza 39.86g. En la figura 9 se muestra el efecto que ejerce la adición de Acetilcolina a la solución que contiene al intestino delgado, tyrode donde se observa un aumento en la actividad peristáltica del Duodeno del sujeto de estudio.
Discusión de resultados:
Estado basal
En el intestino delgado podemos observar diversos movimientos arrítmicos de la actividad basal, sin variaciones significativas comparadas con el segmento de músculo intestinal en solución Tyrode, éste está compuesto en su mayoría por cloruros de Calcio y de Potasio cuyas funciones de estos iones en el intestino delgado son la despolarización y generar un potencial de acción en las células de músculo liso. Efecto del citrato de sodio
El transporte de Sodio juega un papel crucial en el suministro de energía para la captación, proporciona el mecanismo para la traducción de energía química en ATP, en energía
osmótica a partir de un gradiente de concentración. La estequiometria nos indica que 1 +
mol de ATP acoplado hacia el bombeo exterior de 3 moles de Na , así mismo para producir el movimiento peristatal del intestino es indispensable un potencial eléctrico de unos 60mVolts, esta contribución se lleva a cabo mediante el movimiento de cargas cuando 3 +
iones de Na
por dos iones K+ que se convierte en la fuerza dominante en el +
establecimiento del potencial eléctrico por el movimiento de K+ a través de los canales K . Las células epiteliales del intestino delgado poseen un sistema de transporte en la +
+
membrana del borde encepillo que cataliza un intercambio de Na /H eléctricamente +
neutro origina una concentración e H , dicho intercambio origina una concentración de H -
-
+
-
que origina a su vez la absorción de Cl a través de un intercambiador Cl /HCO3 situada en la membrana plasmática luminal, este intercambio intertestinal está codificado por ARN. La necesidad de dos tipos de absorción de Na+ puede provenir de las diferentes funciones +
del intestino, por lo tanto podemos decir que al aumentar la concentración de Na , éste estimulará favorablemente el peristaltismo del intestino delgado. Efecto del cloruro de calcio
La cantidad e calcio absorbida en el intestino delgado depende de la vitamina D, una ausencia de esta provoca que el calcio no sea absorbido adecuadamente. El efecto del calcio sobre el intestino es la contracción del músculo por la entrada de calcio de las fibras y la unión de éste a la calmodulina. La calmodulina es una proteína que al combinarse con calcio a su entrada en el citoplasma, es estructuralmente parecido a la troponina. Al juntarse el calcio con la calmodulina forman un complejo que se combina con la quinasa de la cadena ligera de miosina y la activa, dicha enzima cataliza la fosforilación de las cadenas ligeras de miosina, que forman parte en los puentes cruzados de miosina, dichos puentes son los que permiten la contracción al unirse a la actina.( Fox 2008). El proceso ya mencionado no se puede observar macroscópicamente, pero se pueden obtener registros con ayuda del Biopac. El calcio es un elemento muy importante ya que del depende que se lleve a cabo la contracción de músculos lisos, de tener agotado el calcio en el cuerpo humano es imposible la absorción en cualquier parte del organismo. El proceso de despolarización le da al músculo la capacidad de contraerse lentamente pero muy sostenidamente; es decir que la fuerza con la que se contraen a pesar de ser lenta es muy fuerte, y esto se puede observar en el intestino, la vejiga y en el útero durante el parto. Efectos de la Epinefrina y de la Acetilcolina:
Las hormonas pueden llegar a afectar la contracción del musculo liso, tales como la noradrenalina, adrenalina, acetilcolina, angiotensina, vasopresina, oxitocina y serotonina. En la práctica útilizamos la acetilcolina, esta es una hormona excitatoria que interacciona con los receptores muscarinicos, tras su estimulación se desencadenan una serie de procesos que conducen a un incremento de Ca 2+ intracelular y esto provoca la contracción del musculo liso. La adrenalina también causa una contracción en el musculo liso. Efecto de la atropina:
La antropina es un compuesto anticolinergico por lo que disminuye la motilidad ya que bloquea los receptores muscarinicos en el muscilo liso cuando lo aplicamos en el baño, y asi inhiben la ccion de la acetilcolina. Conclusión:
El efecto que tienen diferentes sustancias sobre la peristalsis del musculo liso del intestino 2+
+
delgado, puede favorecerlo, (tal es el caso de la Acetilcolina, la adición de iones Ca , Na ), o inhibirlo (Disminución de la temperatura o la adición de Epinefrina). Al realizar la práctica, cuando hicimos las pruebas con los neurotransmisores, en la epinefrina observamos que los movimientos peristálticos requieren señales hormonales. Cuando añadimos la epinefrina causo un incremento en la contracción del tejido muscular liso debido a que la cantidad que le agregamos era suficiente para observar los procesos por lo cuales se lleva a cabo la digestión y los procesos de metabolismo.
Bibliografía: y
Ganong, W.F. Fisiología Medica. Ed. El manual Moderno. México. 18° edición (2002).
y
Fox, Ira, Fisiología. Ed Mc Graw Hill, United States, 2004
