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© E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 850 79 Hormonas gastrointestinales José María Remes Troche, Federico Bernhardo Roesch Dietlen Múltiples péptidos se sintetizan y liberan en el tracto gastrointestinal. Aunque sus funciones en la regulación de los procesos gastrointestinales se han descrito desde hace muchos años, se ha reconocido que algunas de estas hormonas juegan un papel fundamental en el control de la saciedad y el apetito. El conocimiento de cómo el eje neurohormonal entre el intestino y el cerebro regula la homeostasis energética ha avanzado de manera significa- tiva en los últimos años. Por ejemplo, se ha reconocido que la grelina, un péptido orexigénico que se produce en el estómago, parece ser responsable en el acto de iniciar la ingesta de alimentos. Existen otras hormonas cuya fun- ción es la inducción de la saciedad, entre las que destacan el péptido YY, polipéptido pancreático (PP), péptido si- milar al glucagón tipo 1 (GLP-1), oxintomodulina y co- lecistocinina (figura 79-1). En este capítulo se revisan las principales funciones de las hormonas gastrointestinales, haciendo énfasis es- pecial en su papel en el control del apetito y saciedad. GENERALIDADES Todas las hormonas gastrointestinales se originan en el sistema APUD (del inglés, Amine Precursor Uptake and Decarboxilation), descrito por Pearse en 1966, quien se- ñaló las características bioquímicas y ultraestructurales de las células endocrinas, que, en la actualidad se sabe, tienen su origen en el endodermo intestinal. Las hormonas se sintetizan en las células endocrinas, desde el extremo aminoterminal como prehormonas, se translocan en el ribosoma y se procesan en el aparato de Golgi para, al final, incluirse en gránulos secretorios en los cuales se produce la acetilación, la aminación y la escisión de las moléculas precursoras. Las hormonas gastrointestinales tienen una función específica relacionada con la absorción, la digestión de los alimentos y con el destino final de los diversos nu- trientes. Para que el mensaje se transmita a los sitios efec- tores de la célula, son necesarios sistemas especiales de señales para la transferencia de información. Esta señal no se transmite de manera uniforme a la célula sino que se restringe a ciertas regiones específicas de la misma, lo cual permite que la célula regule de manera simultánea procesos independientes en la membrana, el citoplasma o el núcleo. De acuerdo con la distancia de transmisión de señal entre las células y la comunicación intracelular las hor- monas se han clasificado como: a) autocrinas, cuando la hormona actúa en la célula que la produce, b) paracrinas, cuando se liberan hacia el líquido intersticial y afectan a las células cercanas, y c) endocrinas, cuando circulan en la sangre con el fin de alcanzar una célula diana. Las células endocrinas que se localizan en la mucosa gastrointestinal tienen diferente origen endodérmico y, por tanto, su función es distinta (cuadro 79-1). Se han descrito numerosas hormonas que tienen ac- ción en el sistema gastrointestinal. Las principales son las siguientes, y se pueden clasificar en tres grandes grupos: 1. Péptidos neuronales y hormonales, entre los cuales se han aislado gastrina, secretina, motilina y péptido pancreático. 2. Los pequeños neurotransmisores o agentes paracri- nos, como colecistocinina, somatostatina y péptido intestinal vasoactivo (VIP). 3. Los moduladores no peptídicos, como acetilcolina, histamina, óxido nítrico (NO) y prostaglandinas. Es característica general de todos los péptidos hormo- nales que sean solubles en agua y muy potentes a las reacciones de dosis-respuesta. Circulan a muy bajas concentraciones y no están unidos con proteínas trans- portadoras. Su estimulación origina un aumento rápido de sus valores plasmáticos y la actividad biológica del ór- gano diana es evidente en segundos o minutos. Cuando se inhibe la secreción hormonal (feedback o retroalimen- tación) las concentraciones plasmáticas disminuyen con rapidez, por lo general, en pocos minutos. http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Hormonas gastrointestinales 851 Para integrar las funciones en el organismo se cono- cen dos formas esenciales: la química, constituida por las hormonas transportadas por la circulación hasta los órga- nos diana y los tejidos (en donde regulan y dirigen reac- ciones específicas); y la nerviosa, la cual es indispensable para que el mensaje se transmita de los sitios efectores a través de un sistema de regulación coordinado desde el sistema nervioso central (SNC) hasta el órgano diana. PÉPTIDOS NEURONALES Y HORMONALES Gastrina En 1905, Edkins descubrió un potente secretagogo del ácido gástrico en un extracto de la mucosa antral, al cual denominó gastrina; aunque al principio no fue posible determinar si el extracto tenía histamina, su confirma- ción se estableció en 1960, cuando Gregory aisló un pép- tido, identificó la secuencia de sus aminoácidos y se pudo sintetizar la hormona. La gastrina existe en tres formas con actividad biológica que permiten diferenciarla de acuerdo con el número de sus aminoácidos, las cuales se conocen como: gastrina pequeña con 14, gastrina in- termedia con 17 y gastrina grande con 34 aminoácidos. La porción con actividad biológica de la molécula com- prende los 14 aminoácidos del extremo carboxilo y la secuencia es idéntica en las tres formas. Se secreta en forma inactiva y la conversión a forma activa requiere de una enzima desaminante. Un 90% de la gastrina se encuentra en las células G del antro gástrico y el resto en el duodeno. Aunque se ha descubierto que el páncreas fetal es capaz de producirla, esta capacidad se pierde al nacimiento. Su concentración sérica se puede medir con radioinmunoanálisis. Las cifras normales en condiciones basales en ayunas son de 21 a 105 pg/mL y aumenta hasta 42 a 84 pg/mL después de 30 min de haber ingerido alimentos. La liberación de gastrina la promueven ciertos es- timulantes, como el calcio (Ca), la cerveza, el vino y el café, así como alimentos, como las proteínas digeridas en forma de péptidos y aminoácidos; el contenido gástrico con pH < 1, la distensión del antro; la administración de Ca y magnesio; la hormona del crecimiento (GH); la adrenalina y la bombesina. Su inhibición aparece con la ingesta de carbohidratos, grasas y la alcalinización del antro con pH > 2.5 o la administración de somatostatina, glucagón, secretina y péptido intestinal vasoactivo. Al pa- recer, este mecanismo lo median las neurohormonas del sistema nervioso entérico, las células paracrinas vecinas o el contenido gástrico. Figura 79-1. Principales sitios de síntesis de los péptidos y hormonas gastrointestinales involucradas en la regulación de la saciedad y el apetito. Se muestran los principales sitios en donde se producen las hormonas gastrointestinales, sin embargo, muchas de estas moléculas se detectan en la totalidad del tracto digestivo, pero en concentraciones menores. Además, cabe destacar, que la mayoría de estas sustancias también se producen en el sistema nervioso central. Esófago Estómago Grelina Leptina Motilina Gastrina Duodeno CCK Yeyuno Grelina Íleon GLP-1 PYY Oxintomodulina Páncreas Glucagón Insulina PP Amilina Colon GLP-1 PYY Oxintomodulina Intestino delgado http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 852 • Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 79) Las principales acciones de la gastrina son la estimu- lación de la secreción ácida gástrica y el crecimiento de las células parietales; asimismo, incrementa la irrigación sanguínea de la mucosa gástrica y la liberación de pepsi- na.Su principal utilidad clínica, es en el diagnóstico del síndrome de Zollinger Ellison, producido por un gastri- noma, cuando se logran demostrar cifras > 800 pg/mL (cuadro 79-2). Grelina La grelina es el único agente orexígenico circulante en el cuerpo. En contraste, todas las demás hormonas y pép- tidos que regulan el equilibrio energético tienen como función restringir la ingesta de alimentos y aumentar el peso corporal. Esta hormona se descubrió como un ligan- do endógeno del receptor secretor de la hormona del cre- cimiento (GHS-R1a). Sin embargo, desde su descripción inicial se demostró que tiene un efecto independiente de la hormona del crecimiento para estimular la ingesta de alimentos e incrementar el peso. Desde entonces, esta hormona ha sido el blanco de múltiples investigaciones sobre obesidad y equilibrio energético. La grelina es un péptido de 28 aminoácidos derivado de la escisión de su precursor, la pre-pro-grelina. Se sin- tetiza principalmente en las células endocrinas del estó- mago, denominadas X/A o células de grelina, localizadas en el fondo gástrico. Cerca de tres cuartos de la grelina circulante es de origen gástrico, mientras que la parte restante se produce en el intestino delgado, de manera principal en el duodeno, y en menores concentraciones en el intestino distal. La grelina actúa a través de su re- ceptor clásico, GHS-R1a, el cual se expresa en el SNC en las áreas que se encargan de la regulación del apetito y la energía, incluyendo los núcleos hipotalámicos, los complejos vagales dorsales y el sistema dopaminérgico mesolímbico. En la perifería, estos receptores se expresan en la hipófisis, y desde el punto de vista farmacológico, la grelina actúa en el nivel hipofisario e hipotalámico para estimular con potencia la secreción de hormona del crecimiento. Otros sitios en los que se han descrito re- ceptores para grelina son miocardio, estómago, intestino, páncreas, colon, tejido adiposo, riñón, placenta y células T. Múltiples efectos biológicos equivalentes se han atri- buido a la administración exógena de grelina, por ejem- plo, regulación en la homeostasis de la glucosa, motilidad gastrointestinal, secreción pancreática exocrina, inmuni- dad e inflamación. Cuando se administra en el SNC, la grelina estimu- la la ingesta de alimentos con la misma potencia como el péptido NPY, considerado el más orexigénico antes del descubrimiento de la grelina. Múltiples estudios han puesto en evidencia que la grelina es la responsable de la sensación de hambre preprandial. Las acciones exógenas de la grelina cumplen con uno de los postulados para considerar a una sustancia como iniciador en el proceso de ingesta de alimentos, esto es, estimula el apetito cuan- Cuadro 79-1. Principales hormonas gastrointestinales y sus sitios de síntesis y producción Órgano Hormonas Tipo de célula neuroendocrina Estómago Gastrina Somatostatina Grelina Motilina G D X/A M Duodeno y yeyuno Secretina Colecistocinina Somatostatina Motilina GLP-1 PP PYY Oxintomodulina S I D M L L L L Íleon y colon Enteroglucagón PYY Neurotensina Somatostatina GLP-1 PP PYY Oxintomodulina L L N D L L L L Páncreas Insulina Glucagón PP Somatostatina B A D1 D Cuadro 79-2. Hormonas gastrointestinales y sus aplicaciones clínicas Hormona Aplicaciones • Gastrina y penta- gastrina Medición de la secreción de ácido clorhí- drico • Secretina Medición de la secreción pancreática má- xima Pruebas de estimulación para detección de tumores neuroendocrinos (gastrinoma, VI- Poma, otros) • Colecistocinina Vaciamiento de la vesícula biliar y facilita la realización de estudios que visualizan las vías biliares • VIP Detección de VIPoma ante la sospecha clí- nica • Somatostatina y análogos de la somatostaina (oc- treotide) Diagnóstico de somatostatinoma Tratamiento de fístulas intestinales Control de diarrea secretora Manejo de sangrado variceal por hiperten- sión portal hemorrágica • Motilina y agonis- tas de la motilina (eritromicina) Aumentar el vaciamiento gástrico en perso- nas con gastroparesia diabética, quirúrgi- ca o viral • Grelina Estimulante del apetito, su inhibición produ- ce disminución de peso • GLP-1, oxintomo- dulina Anorexigénicos utilizados para el tratamien- to de la obesidad (en evaluación clínica en la actualidad) http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Hormonas gastrointestinales 853 do se administra de manera sistemática a dosis similares a aquellas que se encuentran en el estado de ayuno y cuan- do hay hambre. El tiempo de acción es rápido y su dura- ción, corta. Los valores basales de grelina se encuentran bastante elevados en pacientes que en forma voluntaria se deprivan de la ingesta de alimentos. También se ha descrito que las concentraciones plasmáticas de grelina se correlacionan de manera directa con la intensidad del hambre. En la etapa posprandial los valores de grelina se suprimen en relación directa con las calorías ingeridas. Los lípidos suprimen con menos potencia la grelina que los carbohidratos y las proteínas. Además de su papel en la ingesta de alimentos, la grelina parece participar en el equilibrio energético a largo plazo. En humanos, las concentraciones de grelina se correlacionan a la inversa con la adiposidad, siendo menores en personas obesas, elevadas en delgadas, y muy marcado el aumento en los pacientes caquécticos. Ésto se debe interpretar como una respuesta adaptativa para res- tringir la sobrealimentación en obesos y para estimular el apetito en caquécticos. Así pues, la grelina se comporta en forma opuesta a la leptina, reflejando el estado nutri- cional y los depósitos de grasa en el cuerpo, suponiendo así que esta hormona participa en el mantenimiento del peso corporal a largo plazo. Una excepción de estas ob- servaciones es el síndrome de Prader-Willi, ya que estas personas tienen valores muy elevados de grelina, lo que contribuye a la obesidad. Debido al papel que tiene esta hormona en el con- trol del apetito y el peso corporal, su inhibición tiene implicaciones terapéuticas, en especial para aumentar la perdida de peso y prevenir ganancia ponderal después de dietas que reducen el peso de manera significativa cuan- do las concentraciones de grelina suelen aumentar. Secretina La secretina es el prototipo de hormona gastrointestinal; se descubrió en 1902 al demostrar Starling y Bayliss que la acidificación yeyunal o la inyección intravenosa de extractos de mucosa yeyunal, estimulaban la secreción de agua y bicarbonato por el páncreas. Jopes y Mutt la aislaron en 1961 y más tarde, en 1966, identificaron la secuencia de sus aminoácidos. Sólo se ha podido identificar un tipo de secretina, un polipéptido básico de 27 aminoácidos que contiene cuatro argininas y una histidina. Su estructura es similar a la de glucagón, VIP, péptido inhibidor gástrico, factor hipotalámico liberador de GH, péptido histidina N-ter- minal isoleucina C-terminal y helodermina, a los que en conjunto se les denomina familia secretina-glucagón. La secretina se ha aislado en las células S, localizadas en el duodeno y yeyuno proximal y en el sistema nervioso central. Puesto que su molécula es muy inestable, es di- fícil medirla. Con las técnicas de inmunoanálisis se ha determinado que en ayuno los valores normales son de 3 a 5 pg/mL. Su único estímulo conocido es la acidificación duo- denal a un pH < 4.5 que provoca elevación sérica en pocos minutos. Además se ha demostrado que la infusión de sales biliares en el duodeno también condiciona un ligero aumento. Su vida media en sangre es de 3 a 7.5 min. Su principal acción es modular de manera positiva la secreción exocrina pancreática de agua y bicarbonato durante el proceso de digestión. También potencia la ac- ción de diversas hormonas en el aparato digestivo, como insulina sobre las células β delos islotes pancreáticos; se- creción de pepsina y moco estimulados por somatostati- na; favorece la secreción de agua y electrólitos de mucosa de la vesícula biliar a través de la colecistocinina, y ejer- ce cierta actividad secretora en las glándulas de Brunell. También tiene un efecto inhibitorio en la liberación de gastrina y la secreción ácida del estómago, disminuye el tono del esfínter esofágico inferior, así como la motilidad gástrica. Su utilidad clínica consiste en evaluar la función pancreática por la cuantificación de la secreción de bicar- bonato, así como obtener muestras del jugo pancreático para citología exfoliativa y establecer el diagnóstico de neoplasias malignas ductales de este órgano. Esta técnica consiste en colocar una sonda duodenal de doble balón (sonda de Dreiling) para colectar el contenido pancreá- tico en condiciones basales por aspiración y luego, con el estímulo con secretina en dosis de 1 U/kg de peso corpo- ral por vía endovenosa. En la actualidad, la colangiopan- creatografía endoscópica ha permitido canular en forma directa el conducto pancreático para obtener muestras de mejor calidad para su estudio. Motilina Es un polipéptido de 22 aminoácidos que se ha aislado en las células endocrinas de la mucosa del duodeno, an- tro y fundus gástrico, y yeyuno proximal. Asimismo, se ha identificado en cerebro, en particular en las glándulas hipófisis y pineal. La secuencia de sus aminoácidos es por completo diferente de cualquier otro péptido gastroin- testinal. Se produce en las células enterocromafines del intestino delgado proximal; se libera por la acidificación del duodeno, e inhibe al alcalinizarse esa zona. Se ha en- contrado en la sangre en estado de ayuno prolongado y su liberación corresponde a la fase III del complejo mo- tor migratorio cíclico. La función básica de la motilina es la estimulación de la musculatura lisa gastrointestinal al propiciar la con- tracción del músculo liso, con lo cual origina la iniciación de complejos bioeléctricos en la región antroduodenal que se propagan de manera distal. Participa, además, en el control del vaciamiento de la vesícula biliar y en la contracción del esfínter esofágico inferior; promueve el vaciamiento rápido de los nutrientes sólidos del estóma- go y retrasa el de los líquidos, al mismo tiempo que esti- mula la producción de pepsina. Polipéptido pancreático (PP) Al inicio, el polipéptido pancreático se aisló como un péptido contaminante en preparaciones de insulina pancreática proveniente de gallinas y cerdos. Está cons- http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 854 • Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 79) tituido por 36 aminoácidos, cuyo aminoácido carboxi- lo terminal es una amida de tirosina. Lo producen las denominadas células PP o F, localizadas en la periferia de los islotes pancreáticos, el duodeno y región exocrina pancreática adyacente (p. ej., cabeza, proceso uncinado y cola del páncreas). Sus funciones son inhibición de zimógenos pan- creáticos, relajación de la vesícula biliar y aumento del vaciamiento gástrico; participa, además, en la motilidad gastrointestinal. Su secreción depende de varios factores, entre estos destaca la ingesta proteínica y rica en grasas, el ayuno prolongado, el ejercicio intenso y, en general, aquellas situaciones que producen hipoglucemia por es- timulación vagal. Sus valores plasmáticos se incrementan con rapidez (menos de 5 min) a través de la estimulación cefálicova- gal iniciada por el gusto, el olfato y la vista de la comida, así como durante la ingesta de alimentos. Este incremento es sostenido en forma de meseta durante la fase intestinal de la digestión y lo inhibe el efecto de la somatostatina y la administración parenteral de glucosa. Dichos valores aumentan en padecimientos como insulinoma, gastrino- ma, diabetes dependiente de insulina e hiperparatiroidis- mo, y disminuyen de manera considerable en la neuropa- tía diabética. En 2003 se descubrió que el PP es un importante agente regulador de la saciedad. En el estudio pionero se pudo demostrar que la infusión intravenosa de PP re- dujo de manera significativa la ingesta de alimentos en voluntarios sanos. El mecanismo preciso por el cual el PP tiene efectos anorexigénicos se desconoce, aunque se sugiere que puede ser por la inducción de retraso en el vaciamiento gástrico. Péptido tirosina tirosina (YY) El péptido YY está constituido por 36 aminoácidos, su estructura se relaciona con el PP y el NPY, se aisló por primera vez en 1980. Este péptido se encuentra a lo largo de todo el tracto digestivo y sus concentraciones se incre- mentan en forma distal, con los valores mayores encon- trados en el colon y recto. La administración exógena del péptido YY tiene diversos efectos biológicos, incluyendo retraso en el vaciamiento gástrico y disminución de la secreción gástrica. Esta hormona se libera en la etapa posprandial des- de las células L del intestino, en donde es co-almacena- da con el péptido similar al glucagón tipo 1 (GLP-1). Al igual que el PP, la administración exógena del PYY reduce la ingesta de alimentos en humanos de manera significativa. Se cree que esta acción la logra mediante la activación del receptor Y2. Debido a esto el péptido YY puede tener alguna utilidad en el manejo farmacológico de la obesidad. Se ha demostrado que los pacientes obe- sos tienen menores concentraciones circulantes de PYY, lo que sugiere que estos valores bajos pueden tener un efecto causal en el desarrollo de la obesidad. Aún se des- conoce si la disminución en la ingesta de alimentos y la inducción de saciedad se debe a la activación de circuitos fisiológicos que disminuyen el deseo de ingerir alimentos o a que esta hormona produce efectos directos sobre el sistema nervioso central. Péptido similar al glucagón tipo 1 (GLP-1) Es un neuropéptido producido en el SNC y en el intesti- no, y se sintetiza a través del gen del preproglucagón. La mayor fuente de GLP-1 en el organismo proviene de las células L del intestino delgado. Al igual que el PYY y el PP, este péptido tiene efectos potentes como sustancia anorexigénica. Se ha demostrado que el GLP-1 induce saciedad, ya que actúa sobre receptores específicos loca- lizados en el hipotálamo y el tallo cerebral. Además de inducir saciedad, esta hormona es capaz de incrementar el gasto energético del organismo al aumentar la tem- peratura corporal. La administración crónica de GLP-1 en el SNC atenúa la ganancia ponderal y la administra- ción periférica inhibe la ingesta de alimento en roedo- res y humanos. Existe evidencia de que la secreción de GLP-1 está disminuida en los pacientes con obesidad, y la pérdida de peso normaliza estos valores. Así pues, la disminución en las concentraciones circulantes de GLP- 1 pueden contribuir para el desarrollo de la obesidad y su normalización restaura la saciedad. En un estudio piloto, la administración subcutánea de GLP-1 durante cinco días, previo a la ingesta de alimentos en pacientes con obesidad, disminuyó la ingesta calórica en 15% y produjo una pérdida de 0.5 kg de peso por día. Además, el GLP-1 es el prototipo de las hormonas que recién se han denominado incretinas, ya que produ- cen un incremento en la cantidad de insulina secretada por las células β de los islotes de Langerhnas despúes de comer, aún cuando los valores de glucosa estén elevados. También disminuye la absorción de nutrientes hacia la circulación, ya que retrasa el vaciamiento gástrico e in- duce saciedad. Bombesina La bombesina es un tetradecapéptido que se aisló de la piel de los anfibios y es similar en estructura al pépti- do liberador de gastrina de los mamíferos (GRP) y a la neuromedina B. Se le han atribuido importantes efectos anorexigénicos y termogénicos. La administración de bombesina y GRP disminuye la ingestade alimentos en personas con peso normal, pero no en obesas. La inyec- ción periférica o central de bombesina reduce la ingesta de alimentos que no está bloqueada por vagotomía. La bombesina también activa el sistema nervioso simpático. En animales que se han muerto de hambre o tienen lesio- nes hipotalámicas ventromediales, la bombesina produce una profunda caída en la temperatura debido a que el sistema nervioso simpático no se puede activar. Obestatina En fechas recientes se ha demostrado que la pre-pro-gre- lina, se somete a una escisión proteolítica adicional, ge- http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Hormonas gastrointestinales 855 nerando un ácido 23-amino péptido, que se ha nombrado obestatina. En contraste con la grelina, la obestatina tiene efectos anorexígenos, reduce el vaciamiento gástrico, in- hibe las contracciones del yeyuno y suprime la ganancia de peso corporal. Sin embargo, varios estudios recientes realizados en ratas y ratones en diversas condiciones ex- perimentales, no han podido reproducir estos resultados. Algunos estudios han demostrado que la obestatina es incapaz de cruzar la barrera hematoencefálica, que se de- grada con rapidez en la circulación y que ejerce sus efec- tos en comer y beber a través de interacciones directas con el sistema gastrointestinal. De hecho, se ha descri- to la disminución de la actividad contráctil del músculo yeyunal in vitro y la supresión del vaciamiento gástrico in vivo, después del tratamiento con obestatina. Por lo tanto, la inhibición de la contracción yeyunal podría ge- nerar una señal aferente vagal para inducir saciedad en el cerebro. Oxintomodulina Así como el GLP-1, la oxintomodulina es un producto del gen del preproglucagón que se libera a la circulación en la etapa posprandial. Es un péptido de 37 aminoáci- dos, de los cuales 29 son similares a los que conforman al glucagón, y los ocho restantes, presentes en la extensión C-amino terminal, se denominan péptido espaciador 1. Este péptido se une al mismo receptor que el GLP-1, por lo que sus efectos son muy similares, es decir es un agente anorexigénico, inductor de saciedad, con poten- tes efectos para inducir pérdida de peso. Se ha postulado que parte de su efecto anorexigénico es por vía de la su- presión de los valores plasmáticos de grelina. Un estudio en donde se administró oxintomodulina subcutánea tres veces al día en voluntarios con sobrepeso, durante cuatro semanas, produjo una pérdida de peso de 2.5 kg en pro- medio, comparado con un grupo que solo recibió place- bo. En la actualidad se considera que la administración de oxintomodulina es el primer tratamiento que ha demos- trado suprimir el apetito con un incremento concurrente espontáneo de la actividad física. Existen múltiples estu- dios que están evaluando la eficacia y seguridad de esta hormona para el tratamiento de la obesidad. PEQUEÑOS NEUROTRANSMISORES Colecistocinina En 1928, Ivy y Olderg demostraron que al instilar grasa en el intestino delgado se provocaba la contracción de la vesícula biliar, por lo que postularon un mecanismo hormonal, a cuyo mediador denominaron colecistocini- na. Harper y Ramner, en 1940, comprobaron que existía una sustancia en el extracto de la mucosa duodenal que estimulaba la secreción pancreática, que llamaron pan- creozimina. En 1964, Jorpes demostró que esta sustan- cia proveniente del intestino delgado ejercía esa doble función, y por último, en 1971, Mutt y Torpes identifi- caron la secuencia de aminoácidos de esta hormona, la cual conservó el nombre inicial dado por Irvy y Olderg: colecistocinina. Existen varias formas moleculares de la colecistoci- nina que contienen 58, 39, 33 y 8 aminoácidos; las se- cuencias del octapéptido carboxilo terminal son idénti- cas en todas y la actividad biológica radica justo en ese octapéptido terminal C sulfurado. Se ha aislado en las células I de la mucosa del duodeno y yeyuno proximal, además se ha encontrado en el SNC, en neuronas del ple- xo mientérico y en los nervios de vejiga urinaria y útero. Sus valores normales varían de 0 a 78 pg/mL; su vida media en sangre es corta (de 2.5 a 7 min), y se eleva en el posprandio de 78 a 392 pg/mL. Su liberación la estimu- lan las proteínas y grasas digeridas que se encuentran en el duodeno y la inhibe la somatostatina, así como la alta concentración de ácidos biliares en intestino. Sus principales acciones son la estimulación de la contracción muscular de la vesícula biliar y la secreción de enzimas pancreáticas. Provoca relajación del esfínter de Oddi, retrasa el vaciamiento gástrico y, con dosis far- macológicas, aumenta la motilidad de intestino delgado y colon. Estudios recientes han demostrado que la cole- cistocinina puede atravesar la barrera hematoencefálica y unirse a receptores específicos en el área postrema, nú- cleo solitario y núcleo dorsal del vago, por lo que se con- sidera que ejerce un importante mecanismo de acción en el eje cerebro-intestino, regulando la actividad vagal. El estímulo sobre la secreción pancreática inducido por colecistocinina es independiente de la regulación neural, y se considera como un mecanismo de control fisiológico diferente de la retroalimentación que integra la regula- ción neural y humoral de la secreción pancreática. Somatostatina Se aisló por primera vez en el tejido hipotalámico y más tarde se detectaron grandes concentraciones de ésta en otras zonas, en las que actúa como neurotransmisor o neuromodulador. Es el principal péptido inhibidor lo- calizado en el tubo digestivo. Es un péptido cíclico con dos formas naturales, de 14 y 28 aminoácidos; las células endocrinas que la producen se consideran las más impor- tantes de las localizadas en la mucosa del antro gástrico, los islotes pancreáticos y las neuronas del plexo mienté- rico. Su precursor es la prosomatostatina, una proteína de gran tamaño, que se hidroliza en forma proteolítica y procesa para originar la somatostatina y otros péptidos activos. Se trata de un neurotransmisor aferente primario producido en la médula espinal. Su principal función es la inhibición de la liberación de hormonas, como GH, insulina, glucagón, tirotropina y hormona paratiroidea. En el ámbito digestivo inhibe también diferentes hor- monas gastrointestinales, como gastrina, colecistocinina, secretina, VIP, motilina. Posee, además, un potente efecto inhibidor sobre la secreción del ácido gástrico, intestinal, enzimas pancreáticas y bicarbonato, y en mayores dosis inhibe la motilidad intestinal y la contracción de la ve- http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 856 • Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 79) sícula biliar. También es un potente inhibidor del flujo sanguíneo mesentérico y de la circulación del territorio portal. El principal estímulo para su liberación es la ingesta de alimentos y está relacionada de manera íntima con la liberación de gastrina. La estimulación colinérgica aumenta la liberación de gastrina, pero inhibe la de soma- tostatina. Tiene interacción con otros neurotransmisores: las catecolaminas y la acetilcolina influyen en su libera- ción ejerciendo algún tipo de control. Si se administra dopamina, noradrenalina o acetilcolina, pero no seroto- nina, se eleva la concentración sanguínea de somatostati- na. La neurotensina y el ácido g-aminobutírico (GABA) pueden ejercer también un control de su secreción. Péptido intestinal vasoactivo (VIP) Se aisló por primera ocasión en 1970 por Said y Mutt en el intestino delgado porcino. Contiene 28 aminoácidos y su estructura es muy similar a la secretina, al glucagón y al péptido inhibidor gástrico. Se encuentra distribuido con amplitud a lo largo del árbol gastrointestinal, desdeel esófago hasta el recto, así como en el SNC, en las vías urogenitales, placenta, glándulas suprarrenales, páncreas y en el árbol respiratorio. Funciona como agente neu- roendocrino y modifica la secreción local de las mucosas, la motilidad y el flujo sanguíneo de los sitios en donde se encuentra distribuido. Sus valores séricos en ayunas son bajos (23 pg/mL) y no se modifican con la ingesta de alimentos. Su concentración en la sangre venosa del intestino aumenta con la estimulación eléctrica, distensión esofá- gica y estimulación mecánica de la mucosa intestinal. Su vida media es de alrededor de 1 minuto. Las acciones fisiológicas más importantes son la relajación del esfínter esofágico inferior, del fundus gástrico y del esfínter anal. Incrementa el flujo sanguíneo intestinal y es partícipe en la erección peneana. Administrado por vía endovenosa inhibe la secreción del ácido clorhídrico y pepsina, sus efectos centrales son numerosos cuando se aplica por iontoforesis excitando las neuronas del hipocampo y de la corteza cerebral, produciendo escalofríos, hipotermia e hipotensión transitoria por la estimulación de la adenilci- clasa unida a la membrana. MODULADORES NO PEPTÍDICOS Acetilcolina La acetilcolina es el principal regulador de la motilidad gastrointestinal y desempeña una función de suma im- portancia en el control de las secreciones gastrointestina- les y pancreáticas, así como en la motilidad del intestino. Se sintetiza en las neuronas colinérgicas a partir de coli- na, que se origina del piruvato por la acetil coenzima A y la captan las terminaciones nerviosas. La colina acetil- transferasa, acetila la colina para formar acetilcolina en el citoplasma, la cual se inserta en gránulos secretores en las terminaciones nerviosas. La despolarización de la terminación nerviosa permite el aflujo de Ca por medio de los canales N dependientes del voltaje, para inducir la liberación de acetilcolina hacia el espacio extracelu- lar. La acetilcolina liberada interactúa con los receptores muscarínicos y nicotínicos de la membrana plasmática de las células diana. Los receptores muscarínicos se han caracterizado desde el aspecto farmacológico y actúan acoplados con las proteínas G en la membrana celular. El receptor M2 es el principal receptor del músculo liso gástrico y el M3, el principal receptor responsable de la regulación colinérgica en la célula parietal, cuya estimu- lación permite la formación de ácido clorhídrico. Los receptores nicotínicos de la acetilcolina son ca- nales iónicos transmembrana que por acción de la acetil- colina permiten la entrada de potasio y la salida de sodio, lo que condiciona la despolarización de las células. Una vez liberada la acetilcolina se degrada en forma eficaz por la acetilcolinesterasa, generando colina, que es trans- portada de nuevo a las terminaciones nerviosas, donde puede ser reutilizada para la nueva síntesis de acetilco- lina. Histamina Se almacena en los mastocitos de todo el organismo. En el intestino, se localiza en las células enterocromafines y las neuronas de los plexos mientéricos, en la mucosa gástrica se ubica en las células simil-enterocromafines, en la denominada porción secretora del ácido. Además, se puede encontrar en los basófilos, las plaquetas y las células endoteliales. Se forma a partir de la descarboxila- ción de la histidina y es catalizada por la enzima histidina descarboxilasa. Su función como mediador de la inflamación es co- nocida, y además regula la secreción de ácido clorhídri- co y tiene efectos potentes sobre la motilidad intestinal. Ejerce sus efectos por medio de la integración de sus tres receptores acoplados con la proteína G, denominados H1, H2 y H3 y se inactiva con rapidez en la mayor parte de los tejidos por desaminación oxidativa. Óxido nítrico (NO) Desde hace muchos años, se conoce el hecho de que las células endoteliales secretan un factor inestable que pro- duce la relajación de las células de músculo liso cuando se estimulan por vasodilatadores como la acetilcolina. En un principio, a este mediador se le conoció como factor relajador derivado del endotelio; ahora se sabe que es el NO y se considera como uno de los mensajeros químicos más diseminados e importantes. Se deriva de la L-arginina a través de un proceso que emplea oxígeno molecular. Existen dos formas de esta enzima: la sintetasa de NO constitutiva, la cual se expre- sa por las células endoteliales y las neuronas que depen- den de los valores de Ca, calmodulina y fosfato del dinu- cleótido de nicotinamida para su actividad, y la sintetasa http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. Hormonas gastrointestinales 857 Cuadro 79-3. Resumen de las anormalidades en la densidad de las células endocrinas en diferentes segmentos del tracto gastrointestinal de pacientes con SII, los factores responsables de la liberación de hormonas intestinales y las funciones de estas hormonas Segmento intestinal Hormona Liberado por Funciones SII-D SII-C Estómago Grelina Ingesta de proteínas y grasa, los carbohidratos la suprimen Incrementa la motilidad gástrica e intestinal. Estimula el apetito y la ingesta de alimentos Alto Bajo Serotonina Adrenalina, acetilcolina, la exposición al ácido y los incrementos de la presión intraluminal Activa las terminaciones ner- viosas submucosas del SNE, inhibe el vaciamiento gástrico, estimula la motilidad colónica, acelera el tránsito intestinal Normal Alto Gastrina Péptidos intraluminales, aminoácidos, calcio, pH bajo y prostaglandinas. Su liberación se inhibe por somatostatina Estimula la secreción de ácido y la liberación de histamina, la contracción del esfínter esofági- co inferior y el antro Alto Alto Somatostatina Acidificación gástrica e in- gesta de alimentos Inhibe las contracciones intesti- nales y la secreción neuroendo- crina intestinal Bajo Bajo Intestino delgado Duodeno CCK Presencia intraluminal de grasa y proteínas Estimula la secreción pancreá- tica exocrina, regula la ingesta de alimento, inhibe el vacia- miento gástrico, estimula la con- tracción de la vesícula biliar Bajo Normal Secretina Acidificación del lumen in- testinal Estimula la secreción pancreáti- ca de bicarbonato y fluidos, in- hibe el vaciamiento gástrico y la actividad contráctil de intestino delgado y colon Bajo Normal GIP Glucosa intraluminal, ami- noácidos y grasa Inhibe la secreción gástrica de ácido Bajo Bajo Somatostatina Glucosa intraluminal, ami- noácidos y grasa Inhibe la secreción gástrica de ácido Bajo Bajo Serotonina Glucosa intraluminal, ami- noácidos y grasa Inhibe la secreción gástrica de ácido Bajo Bajo PYY Proteína y alimentos ricos en grasa Retraso en el vaciamiento gás- trico, estimula la absorción de agua y electrólitos, mayor me- diador del freno ileal Normal Alta Intestino grueso Colon Serotonina Proteína y alimentos ricos en grasa Retraso en el vaciamiento gás- trico, estimula la absorción de agua y electrólitos, mediador del freno ileal Bajo Bajo PYY Proteína y alimentos ricos en grasa Retraso en el vaciamiento gás- trico, estimula la absorción de agua y electrólitos, mayor me- diador del freno ileal Bajo Bajo SNE = sistema nervioso entérico; CKK = colecistocinina; PYY = péptido tirosina tirosina; GIP = polipéptido inhibidor gástrico; SII-D = síndrome del intestino irritable con diarrea; SII-C = síndrome del intestino irritable con estreñimiento. de NO neural, que es muy sensible a la concentración de Ca. Ambas son muy semejantes en estructura. Una vez liberado, el NO penetra en las células a tra- vés de la membrana plasmática, donde ejerce su acción directa sobre la guanililciclasa, produciendo, por último, monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) en el citoplas- ma. Su acción es de muy corta duración y se oxida con rapidez a nitrato y nitrito. Tienemúltiples efectos en el tracto gastrointestinal y se considera el principal mediador de la relajación re- http://booksmedicos.org http://booksmedicos.org © E di to ria l E l m an ua l m od er no F ot oc op ia r s in a ut or iz ac ió n es u n de lit o. 858 • Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 79) gulada por neuronas no adrenérgicas y no colinérgicas. Induce vasodilatación de la microcirculación de la mu- cosa y protege contra la lesión microvascular aguda en el estómago e intestino, además puede ser un mediador de información importante. PAPEL DE LAS HORMONAS GASTROINTESTINALES EN LOS TRASTORNOS FUNCIONALES DIGESTIVOS El síndrome de intestino irritable (SII) es un trastorno funcional intestinal en el que el dolor o malestar abdo- minal se asocia a cambios en el hábito intestinal o alte- raciones en la defecación. La manifestación principal es dolor, malestar abdominal crónico, o ambos, asociado a alteraciones en el hábito intestinal, como estreñimiento y diarrea, o ambos, y a otros síntomas gastrointestinales como distensión abdominal y sensación de inflamación (96%), evacuación incompleta, urgencia, pujo y tenes- mo. Se reconocen en la actualidad cuatro subtipos de acuerdo al comportamiento del hábito intestinal, los cuales son: SII con predominio de diarrea, SII con pre- dominio de estreñimiento, SII mixto y SII no clasificable. Una condición particular de este síndrome es la inesta- bilidad de los síntomas, su heterogeneidad y sobreposi- ción con otros trastornos funcionales gastrointestinales, como dispepsia funcional (28 a 57%), pirosis funcional (56%), dolor torácico funcional de probable origen eso- fágico (27%) y trastornos anorrectales (8 a 10%). Aún más, existe asociación a otros trastornos funcionales no gastrointestinales, como: fibromialgia, síndrome de fatiga crónica, dolor pélvico crónico, trastornos de la articula- ción témporo-mandibular y cistitis intersticial. Aunque no se conoce cuál es la causa del SII, se cree que esta patología tiene una etiología multifactorial, en la cual varios agentes interactúan produciendo alteraciones sensitivas y motoras dentro del sistema nervioso entérico. Las infecciones, las alteraciones neurohumorales, los tras- tornos emocionales y la dieta son algunos de los factores que más se han relacionado con estas alteraciones. Varias anomalías de las células endocrinas se han descrito en diferentes segmentos del tracto gastrointes- tinal de los pacientes con SII. Estas células tienen micro- vellosidades especializadas que se proyectan en el lumen, funcionan como sensores para el contenido intestinal y responden a estímulos luminales (nutrientes ingeridos en su mayoría), con la liberación de hormonas en la lá- mina propia, donde ejercen sus efectos a través de un modo de acción paracrino/endocrino. Ciertos alimentos pueden desencadenar los síntomas experimentados por los pacientes con SII, incluyendo los ricos en oligo-fer- mentables, di y monosacáridos, y polioles (FODMAPs). En fecha reciente se ha descrito que los efectos de los FODMAPs y la ingesta de proteínas, grasas e hidratos de carbono en los síntomas del SII, pueden ser causados por una interacción con las células endocrinas del intestino. Esto se debe a que, desde el intestino, las hormonas controlan y regulan la motilidad y la sensibilidad gas- trointestinal y que esta interacción puede ser responsable para la motilidad gastrointestinal anormal y la hipersen- sibilidad visceral observada en estos pacientes. En el cua- dro 79-3 se resumen todas las alteraciones hormonales en el nivel gastrointestinal en los pacientes con síndrome de intestino irritable. BIBLIOGRAFÍA Bayliss WM, Starling EH: On the causation of a so-called “pe- ripheral reflex secretion” on the pancreas. Proc R Soc Lon- don B Biol Sci 1902;69:352. Berenguer J: Gastroenterología y Hepatología, 3a ed. Harcour, 2002:18. Bunett NW, Walsh JH: Hormonas y neurotransmisores gas- trointestinales. En: Sleisenger MH: Enfermedades gastroin- testinales, Ed. Panamericana, 2001:2. Camilleri M: Motilin agonists and dyspepsia. Gut 2002;51: 612. Camilleri M: Integrated upper gastrointestinal response to food intake. Gastroenterology 2006;131:640-658. 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