Sobre la superficie de la mucosa se proyectan las vellosidades intestinales, estructuras digitiformes que sobresalen hacia el lumen intestinal. Estas vellosidades aumentan enormemente el área disponible para absorber monosacáridos, aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas, agua y sales minerales. Entre las vellosidades se hunden las glándulas intestinales o criptas, encargadas de renovar el epitelio y producir secreciones. En el revestimiento aparecen células epiteliales absorbentes, especializadas en transportar nutrientes, y células caliciformes, que secretan moco para lubricar y proteger la superficie intestinal.
Cada vellosidad contiene en su interior una red de capilares sanguíneos y un vaso linfático central llamado lacteal o vaso quilífero. Los nutrientes hidrosolubles, como glucosa y aminoácidos, pasan principalmente hacia la sangre; en cambio, muchos lípidos ingresan al sistema linfático mediante los lacteales. También se observan placas de Peyer, acumulaciones de tejido linfoide importantes para la defensa inmunológica del intestino. Así, el intestino delgado no es un simple tubo absorbente, sino una superficie altamente plegada, vascularizada, secretora e inmunológicamente vigilada.
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