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Fisiología Gastrointestinal- Lange
Agustina Guerrero
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a LANGE medical book
Fisiología
9Sl~~t:Qi !1~~~ij lJªl
Kim E. Barrett, PhD
Professor of Medicine
Vice-Chair for Research
Department of Medicine
University of California, San Diego, School of Medicine
San Diego, California
Traducción:
Dra. Martha Elena Araiza
MÉXIco • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • USBOA
MADRID • NUEVA YORK • SAN JUAN • SANTIAGO • SAO PAULO
AUCKLAND LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI • SAN FRANCISCO
SINGAPUR • ST. LOUIS • SIDNEY • TORONTO
Director editorial: Marco Antonio Tovar Sosa
Editor sponsor. Javier de León Fraga
Corrección de estilo: Juan Carlos Mufioz
Supervisora de edición: Leonora V éliz Salazar
Supervisora de producción: Oiga Sánchez Navarrete
Nota
La medicina es una ciencia en constante desarrollo. Conforme surjan nuevos conocimientos, se
requerirán cambios de la terapéutica .. EI(los) autor(es) y los editores se han esforzado para que los
cuadros de dosificación medicamentoSa sean precisos y acordes con lo establecido en la fecha de
publicación. Sin embargo, ante los posibles errores humanos y cambios en la medicina, ni los editores
ni cualquier otra persona que haya participado en la preparación de la obra garantizan que la infor-
mación contenida en ella sea precisa o completa, tampoco son responsables de errores u omisiones,
ni de los resultados que con dicha información se obtengan. Convendría recurrir a otras fuentes de
datos, por ejemplo, y de manera particular, habrá que consultar la hoja informativa que se adjunta
con cada medicamento, para tener certeza de que la información de esta obra es precisa y no se han
introducido cambios en la dosis recomendada o en las contraindicaciones para su administración. Esto
es de particular importancia con respecto a fármacos nuevos o de uso no frecuente. También deberá
consultarse a los laboratorios para recabar información sobre los valores normales.
FISIOLOGíA GASTROINTESTINAL
Prohibida la reproducción toral o parcial de esta obra,
por cualquier medio, sin autorización escrita del editor.
_ McGraw-Hill
n Inleramericana
DERECHOS RESERVADOS © 2007, respecto a la primera edición en espafiol por,
MeGRAW-HILL INTERAMERICANA EDITORES, S.A. de C. V.
A subsidiary ofthe McGraw-HiO Companies. ¡nc.
Prolongación Paseo de la Reforma 10 15, Torre A, Piso 17, Col. Desarrollo Santa Fe,
Delegación Álvaro Obregón
C. p. 01376, México, D. F.
Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana Reg. No. 736
ISBN 970-10-6117-9
Translated from me first English edition of:
Gastrointestinal Physiology
By: Kim E. Barren
Copyright © 2006 by McGraw-Hill Companies, Ine.
All Righrs Reserved
ISBN: 0-07-142310-9
1234567890
Impreso en India
Impreso por Gopsons Papers Ltd
The McGraw-Hm Componies .. . ._- . - . _ - _ - ~-- _-~.~. \~~:J:
09865432107
Prinred in India
Printed by Gopsons Papers Ltd
.~
A Alan E Hofmann, MD, PhD,
que me inspiró con su ilimitado entusiasmo
por la fisiología gastrointestinal
Contenido
Prefacio xiii
SECCIÓN l. LA RESPUESTA INTEGRADA A UNA COMIDA 1
Capítulo 1 Anatomía funcional del tubo digestivo y los órganos
que drenan en él 3
Objetivos I 3
Sinopsis del sistema digestivo y sus funciones I 3
Consideraciones estructurales I 5
Órganos y sistemas que intervienen en la respuesta
a la comida I 10
Conceptos clave I 18
Preguntas de estudio I 18
Lecturas sugeridas I 19
Capítulo 2 Regulación neurohumoral de la función gastrointestinal 20
Objetivos I 20
Requerimientos para una regulación integrada I 20
Comunicación en el tubo digestivo I 20
Principios de la regulación endocrina I 28
Principios de la regulación neurocrina I 32
Regulaciones paracrina e inmunitaria . I 35
Integración de los sistemas reguladores I 36
Conceptos clave I 37
Preguntas de estudio I 37
Lecturas sugeridas I 38
SECCIÓN 11. FUNCIONES SECRETORAS INTESTINALES 39
Capítulo 3 Secreción gástrica
Objetivos I 41
Principios básicos de la secreción gástrica I 41
Consideraciones anatómicas I 43
Regulación de la secreción gástrica I 46
Bases celulares de la secreción I 52
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 56
Conceptos clave I 59
Preguntas de estudio I 59
Lecturas sugeridas I 60
Capítulo 4 Secreciones pancreática y salival
Objetivos I 61
Principios básicos de la secreción pancreática I 61
Consideraciones anatómicas del páncreas I 63
vii
41
61
viii / CONTENIDO
Regulación de la secreción pancreática I 64
Bases celulares de la secreción pancreática I 69
Fisiopatología pancreática y correlaciones clínicas I 72
Principios básicos de la secreción salival I 74
Anatomía de la glándula salival I 76
Regulación de la secreción salival I 77
Bases celulares de la secreción salival I 78
Fisiopatología salival y correlaciones clínicas I 80
Conceptos clave I 80
Preguntas de estudio I 81
Lecturas sugeridas I 82
Capítulo 5 Absorción y secreción de agua y electrólitos 83
Objetivos I 83
Principios básicos del transporte intestinal de líquido I 83
Consideraciones anatómicas I 87
Regulación del transporte de agua y electrólitos I 88
Bases celulares del transporte I 94
Conceptos clave I 102
Preguntas de estudio I 103
Lecturas sugeridas I 104
Capítulo 6 Inmunología y ecología de la mucosa intestinal 105
Objetivos I 105
Principios básicos de la inmunología de la mucosa I 105
Anatomía funcional del sistema inmunitario
de la mucosa I 107
Sistema de IgA secretora I 110
Reacción inmunitaria a los antígenos entéricos I 112
Microecología intestinal I 113
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 118
Conceptos clave I 121
Preguntas de estudio I 122
lectUras sugeridas I 123
SECCIÓN 111. MOTIUDAD 124
Capítulo 7 Motilidad esofágica 126
Objetivos I 126
Principios básicos de la motilidad esofágica I 126
Anatomía funcional de la musculatura esofágica I 128
Características de la motilidad esofágica I 129
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 135
Conceptos clave I 139
Preguntas de estudio I 140
lectUras sugeridas I 141
CONTENIDO / ix
Capítulo 8 Motilidad gástrica 142
Objetivos I 142
Principios básicos de la motilidad gástrica I 142
Anatomía funcional de la musculatura gástrica I 143
Características de la motilidad gástrica I 145
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 152
Conceptos clave I 156
Preguntas de estudio I 157
Lecturas sugeridas I 158
Capítulo 9 Motilidad intestinal 159
Objetivos I 159
Principios básicos de la motilidad intestinal I 159
Anatomía funcional I 160
Características de la motilidad intestinal I 164
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 169
Conceptos clave I 171
Preguntas de estudio I 172
Lecturas sugeridas 1 173
SECCIÓN Iv. FUNCIONES METABÓUCAS
y DE TRANSPORTE DEL HIGADO 174
Capítulo 10 Anatomía funcional del hígado y el sistema biliar 176
Objetivos I 176
Sinopsis de las funciones del hígado yel sistema biliar I 176
Consideraciones estructurales I 179
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 187
Conceptos clave I 193
Preguntas de estudio I 193
Lecturas sugeridas I 194
Capítulo 11 Formación y secreción de bilis 195
Objetivos I 195
Principios básicos de la excreción y secreción
biliares I 195
Metabolismo de los ácidos biliares I 196
Composición de la bilis I 200
Circulación enterohepática de los ácidos biliares I 203
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 206
Conceptos clave I 209
Preguntas de estudio I 210
Lecturas sugeridas I 211
x / CONTENIDO
Capítulo 12 Función de la vesícula biliar
Objetivos I 212
Principios básicos de la función vesicular I 212
Anatomía funcional de la vesícula biliar I 212
Almacenamiento vesicular de la bilis I 213
Funciones motoras de la vesícula y el sistema
biliares I 217
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 219
Conceptos clave I :221
Preguntas de estudio I 222
Lecturas sugeridas l· 223
212
Capítulo 13 Formación y excreción de bilirrubina en el hígado 224
Objetivos I 224
Principios básicos del metabolismo de la bilirrubina I 224
Vías de la síntesis y metabolismode la bilirrubina I 225
Homeostasis de la bilirrubina I 228
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 229
Conceptos clave I 232
Preguntas de estudio I 233
Lecturas sugeridas I 234
Capítulo 14 Amoniaco y urea 235
Objetivos I 235
Principios básicos del metabolismo del amoniaco I 235
Formación y disposición del amoniaco I 235
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 239
Conceptos clave I 240
Preguntas de estudio I 241
Lecturas sugeridas I 242
SECCiÓN V. DIGESTIÓN Y ABSORCiÓN
Capítulo 15 Asimilación de carbohidratos, proteínas
243
y vitaminas hidrosolubles 245
Objetivos I 245
Principios básicos de la asimilación de carbohidratos
y proteínas I 245
Asimilación de carbohidratos I 247
Asimilación de proteínas I 255
Asimilación de vitaminas hidrosolubles I 261
Fisiopatología y correlaciones clínicas I 264
Conceptos clave I 269
Preguntas de estudio I 270
Lecturas sugeridas I 271
CONTENIDO / xi
Capítulo 16 Asimilación de Iípidos 272
Objetivos / 272
Principios generales de la asimilación de lípidos / 272
Digestión intraluminal / 274
Fenómenos epiteliales en la asimilación de lípidos / 279
Absorción de vitaminas liposolubles / 283
Fisiopatología y correlaciones clínicas / 283
Conceptos clave / 285
Preguntas de estudio / 286
Lecturas sugeridas / 287
Respuestas a las preguntas de estudio
índice
289
291
Prefacio
Este libro pretende introducir a los estudiantes de medicina que reciben su primer
curso de fisiología humana en los aspectos más críticos de la fisiología gastrointes-
tinal en términos amplios. Mi objetivo ha sido cubrir los principios y conceptos
fisiológicos necesarios 'para comprender y tratar a los pacientes con enfermedades
digestivas o hepáticas. Por lo tanto, se destacan los principios fisiopatológicos y
vínculos con trastornos específicos que afectan al sistema digestivo. Por otra parte,
además de los aspectos habituales de la fisiología gastrointestinal, como la motili-
dad, secreción, digestión y absorción de nutrimentos, parte de mi objetivo ha sido
también incluir temas más actuales. Éstos se diséñaron para permitir la comprensión
de las actividades fisiológicas del sistema inmunitario de la mucosa y el ecosistema
intestinal, así como las funciones de transpone y metabolismo del hígado. También
se presenta un enfoque significativo de la anatomía funcional. Esto sirve como base
para comprender cómo los diversos segmentos del tubo digestivo y los órganos que
drenan a él colaboran para establecer las respuestas bien coordinadas a la ingestión
de una comida.
El libro comienza con una revisión general de la respuesta integrada del tubo
digestivo a una comida, así como la introducción a la anatomía funcional del sis-
tema digestivo y los mecanismos para su regulación. La parte principal del texto se
divide en capítulos que tratan las funciones de secreción y absorción; inmunología
y ecología intestinales; motilidad; transpone y funciones metabólicas del hígado;
y digestión. Los capítulos tienen un formato consistente que incluye objetivos de
aprendizaje; una presentación general del tema que se desarrolla; los aspectos fisio-
lógicos relevantes a nivel orgánico; las bases celulares y moleculares subyacentes al
proceso fisiológico; }' los vínculos con trastornos clínicos y los mecanismos fisiopato-
lógicos. Los conceptos clave y los diagramas informativos proporcionan una revisión
rápida de los temas más importantes de cada capítulo. El aprendizaje también se
facilita con la inclusión de preguntas de estudio referentes a los aspectos básicos
del material presentado y a la aplicación de los principios a situaciones clínicas,
tal y como se encontrarán más tarde en los exámenes de licenciatura. Para el lector
interesado se incluye también una lista de referencias que pueden consultarse para
obtener descripciones más detalladas de temas específicos de las que pueden lograrse
con un formato de monografía.
El sustento de esta obra proviene de casi 20 años de experiencia en la enseñanza
de la fisiología gastrointestinal a estudiantes de medicina en la San Diego School
o[ Medicine (UCSD) de la Universidad de California, así como a estudiantes de
posgrado en ciencias biomédicas y residencias de especialidad en gastroenterología.
Espero que este libro sea útil a todos estos grupos, así como a otros estudiantes de
ciencias de la salud y residentes de medicina interna que buscan una revisión com-
pacta de temas clave. Es cieno que mi forma de abordar el texto se ha moldeado por
mis interacciones con todos estos grupos. Me han enseñado que la comprensión real
del sistema digestivo, con su gran cantidad de órganos constituyentes, así como sus
mecanismos de control redundantes y superpuestos, algunas veces puede representar
un desafío. Mi intención al escribir este libro era conferir cierta claridad al tema.
xiii
xiv / PREFACIO
También estoy en deuda con varios colegas de la División de Gastroenterología de
la UCSD y de otros sitios, que me han ayudado a apreciar la belleza del sistema
digestivo al compartir sus conocimientos clínicos o de investigación. En particular,
agradezco la asistencia de los doctores Alan Hofmann y Ravi Mittal, que revisaron
con amabilidad los borradores de los capítulos sobre hígado y vías biliares, y moti-
lidad, respectivamente. Sus conceptos y aclaraciones fueron de gran utilidad, pero
cualquier imprecisión en que pudiera incurrir es completamente imputable a mí.
Necesito agradecer a varias personas más que hicieron posible este proyecto. Primero
agradezco a mis editores en McGraw-Hill, Isabel Nogueira, quien sugirió primero la
idea del libro, y Jasan Malley, cuya infinita paciencia aseguró que la obra llegara a
término. En segundo lugar, merece reconocimiento la tolerancia de los integrantes
de mi grupo de investigación, a quienes algunas veces limité su tiempo para comple-
tar unas cuantas páginas más del borrador. En tercer lugar, agradezco a mi asistente
Glenda Wheeler, que coordinó diversos detalles del proyecto en San Diego con
su habitual competencia. Por último, agradezco amorosamente a mi esposo, Peter
Pierce, cuyo aliento constante ha sido motivo de inspiración.
Kim E. Barrett, PhD
San Diego, California
SECCiÓN I
LA RESPUESTA
INTEGRADA
AUNACOMIDA
Anatomía funcional del tubo
digestivo y los órganos
que drenan en él
OBJETIVOS
~ Comprender las funciones básicas del sistema digestivo y las carader(sticas
estructurales que las posibilitan.
~ Describir las capas funcionales del tubo digestivo y las especializaciones que
contribuyen a su función.
~ Glándulas
~ Epitelio
~ Mucosa
~ Músculo
~ Esfínteres
~ Identificar los segmentos del tubo digestivo y las funciones especializadas de cada
uno.
~ Comprender las carader(sticas circulatorias del intestino y las variaciones que
ocu"en durante las comidas.
~ Describir la anatom(a básica de los sistemas neuromusculares del intestino.
SINOPSIS DEL SISTEMA DIGESTIVO Y SUS FUNCIONES
Digestión y absorción
•
El sistema digestivo tiene como función esencial llevar nutrimentos y agua
al cuerpo. En organismos unicelulares, los requerimientos metabólicos
pueden cubrirse por difusión o transpone de sustancias del ambiente a
través de la membrana celular. Sin embargo, la escala mucho mayor de los organis-
mos multicelulares, junto con el hecho de que casi la totalidad de estos organismos
es terrestre, y por lo tanto no se encuentra en un caldo de nutrimentos, obligó a
la evolución de sistemas especializados para trasladar los nutrimentos hacia el inte-
rior del cuerpo. En consecuencia, el sistema digestivo y el hígado actúan de forma
concenada con la circulación para satisfacer los requerimientos nutricionales de las
células distantes hacia el exterior del cuerpo.
La mayor pane de los nutrimentos de la dieta humana normal consiste en ma-
• cromoléculas y, por consiguiente, no cruza con facilidad las membranas celulares.
De igual manera, los nutrimentos no suelen adquirirseen forma de soluciones,
sino como alimentos sólidos. De' este modo, además del proceso físico de recibir el
3
4 / CAP(TULO 1
alimento, el intestino reduce la comida a una suspensión de partículas pequeñas
mezcladas con nutrimentos en solución. Después se alteran éstos de tal manera que
se obtienen moléculas capaces de atravesar el recubrimiento intestinal. Estos pro-
cesos se conocen como digestión e incluyen la motilidad gastrointestinal, así como
las influencias de los cambios del pH, detergentes biológicos y enzimas.
La etapa final de la asimilación de una comida implica la salida de los nutri-
mentos digeridos del contenido intestinal, a través del recubrimiento intestinal,
hacia la circulación sanguínea del intestino o el sistema linfático para trasladarlos
a sitios distantes del cuerpo. En conjunto, los procesos que intervienen en este
desplazamiento dirigido de nutrimentos se conocen como absorción. La eficiencia
de la absorción varía en grado notable para las distintas moléculas de la dieta y las
que se administran por la vía oral con intenciones terapéuticas, por ejemplo los
fármacos. Las barreras para la absorción que encuentra un nutrimento determinado
dependen en buena medida de sus características fisicoquímicas y sobre todo de
su naturaleza hidrofílica (como los productos de la digestión de proteínas y carbo-
hidratos) o hidrófoba (como los lípidos de la dieta). En cuanto a las sustancias
que el cuerpo requiere, el tubo digestivo no depende sólo de la difusión a través
del recubrimiento para la captación de tales sustancias, sino de mecanismos de
transporte activo que captan sol utas específicos con gran eficiencia.
Estos sistemas tienen una capacidad notable para la digestión y la absorción de una
comida, incluidos un exceso de enzimas y otros productos secretados y una extensa
superficie disponible para la absorción en personas sanas. Por lo tanto, la asimilación
de nutrimentos es muy eficaz, si se asume que ingresan cantidades suficientes a la luz
intestinal. En el pasado, esta superabundancia de recursos ayudó a los ancestros humanos
a sobrevivir en circunstancias en las que más bien escaseaba el alimento. Por otro lado,
en la época moderna y en los países desarrollados es probable que esta capacidad excesiva
para la captación de nutrimentos promueva los altos índices de obesidad.
Excreción
El sistema digestivo también tiene una función importante en la excreción de
sustancias fuera del cuerpo. Dicha función se extiende no sólo a los residuos no
absorbibles evidentes de la comida, sino también a clases específicas de sustancias
que no pueden salir del cuerpo por otras vías. Por consiguiente, en contraste con la
función excretora del sistema renal, que actúa en particular sobre residuos metabóli-
cos hidrosolubles, el intestino trabaja junto con el sistema biliar para eliminar
moléculas hidrófobas, como el colesterol, esteroides y metabolitos farmacológicos.
Como se describe más adelante, el intestino también aloja un complejo ecosistema
de bacterias simbiontes, incluso en el estado de salud; muchos integrantes de esta
comunidad mueren todos los días y se pierden con las heces. Por último, las mismas
células del recubrimiento intestinal se recambian con rapidez y la materia fecal con-
tiene también residuos de estas células muertas que se desprenden del recubrimiento
cuando terminan de cumplir su función.
Defensa del.huésped
El intestino es un tubo largo que se proyecta desde la boca hasta el ano y su superfi-
cie interna se continúa con el exterior del cuerpo. Por supuesto, esto es esenciál para
ANATOMIA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 5
la función de llevar los nutrimentos desde el ambiente hasta el interior del cuerpo;
empero, esto también supone que el intestino, tanto como la piel, es una puerta
potencial de ingreso para las sustancias menos deseables. En realidad, se explota
esta propiedad para administrar fármacos por la vía oral. Además, el intestino es
vulnerable a microorganismos infecciosos que pueden entrar con los alimentos y el
agua ingeridos. Para protegerse a sí mismo y al cuerpo, el tubo digestivo posee un
complicado sistema de defensas inmunitarias. El tubo digestivo es el órgano linfoide
más grande del cuerpo, con muchos más linfocitos de los que se encuentran en el
sistema inmunológico circulante. El sistema inmunitario gastrointestinal también
se distingue por sus capacidades funcionales específicas, la más notable de las cuales
es la propiedad para distinguir entre "conocidos" y "extraños"; establece defensas
inmunitarias contra los patógenos al tiempo que tolera a los antígenos de la dieta y
las bacterias comensales benéficas.
CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES
•
En virtud de las funciones del sistema digestivo descritas antes, ahora se
~ consideran las características anatómicas necesarias para sostener estas fun-
ciones. En esta explicación puede concebirse el sistema digestivo como una
máquina (fig. 1-1) en la que las distintas porciones realizan los diferentes procesos
necesarios para la asimilación de una comida sin captar cantidades significativas de
sustancias o microorganismos nocivos.
Proveedor
de detergente
Trituradora
Ucuadora
Esterilizador ácido
Proveedor de enzimas
Neutralizador
_ Superficie catalftica
y absorbente
Incinerador de residuos
Desecador y empacador
--- Dispositivo de control de emisiones
Figura 1-1. El sistema digestivo representado como una máquina que realiza
funciones de digestión, absorción, inmunidad y excreción.
6 / CAPiTULO 1
Diseño de órganos huecos
El digestivo es un largo tubo m~cular que se extiende desde la boca hasta el ano.
En el recubrimiento de este tubo hay estructuras glandulares de extremos ciegos que
se invaginan hacia la pared y vacían sus secreciones en la luz, que es la cavidad alojada
en el interior del intestino. En varios puntos a lo largo del tubo digestivo también se
unen órganos glandulares más elaborados a través de conductos, lo que también per-
mite que sus secreciones drenen hacia la luz intestinal y se mezclen con el contenido
del intestino. Algunos ejemplos de estos órganos son el páncreas y las glándul~
salivales. En general, las glándulas pueden considerarse estructuras que convierten
las materias primas de la corriente sanguínea en secreciones de utilidad fisiológica,
como ácido y soluciones enzimáticas. La función de estos órganos huecos está
bien coordinada con la del propio intestino para lograr un procesamiento óptimo
de la comida después de la ingestión.
En términos generales, los órganos huecos que drenan en el intestino tienen.una
estructura común. Las células secretoras especializadas forman estructuras conocidas
como acinos, en los que se produce la secreción primaria en el extremo ciego de la
glándula. Los cúmulos de acinos, que pueden compararse con un racimo de uvas,
vacían su secreción en conductos tubulares; los conductos más grandes reúnen las
secreciones de un grupo de conductos más pequefíos hasta que se llega a un con-
ducto colector principal que se une directamente con la luz intestinal. La morfogé-
nesis ramificante que da origen a estas estructuras durante el desarrollo amplifica la
superficie funcional de la glándula y su capacidad secretora. También es interesante
sefíalar que muchas de las estructuras que componen el sistema digestivo tienen un
origen embriológico común.
El hígado, que en este texto se considera un participante crucial de la función
digestiva general, tiene una estructura muy especializada que se describe con detalle
en un ~pítulo ulterior. Por ahora basta decir que el hígado no sólo secreta sustan-
cias hacia la luz intestinal a través del sistema biliar, sino también recibe otras del
intestino que se desplazan primero hacia él mediante la circulación portal antes de
distribuirse en el resto del cuerpo.
Especialización celular
~
El tubo que constituye el tracto gastrointestinal se compone de tipos celu-
lares especializados(fig. 1-2). La primera capa que encuentra el nutrimento
ingerido es el epitelio, que forma un recubrimiento continuo en todo el tubo
digestivo, las glándulas y los órganos que drenan al tubo. El epitelio es un colabo-
rador crucial para la función intestinal porque lleva a cabo la captación selectiva de
nutrimentos, electrólitos yagua, al mismo tiempo que rechaza los solutos nocivos.
La superficie del epitelio intestinal se amplifica por su disposición en criptas y vello-
sidades (fig. 1-3). Las primeras son análogas a las glándulas descritas antes, mientras
que las segundas son proyecciones digitiformes hacia la luz intestinal y poseen un
recubrimiento de células epiteliales. En el intestino grueso sólo hay criptas que se
intercalan con el epitelio superficial entre las aberturas de las criptas.
La mayor parte del epitelio gastrointestinal es de tipo cilíndrico, formado por
una sola capa de células altas y cilíndricas que separa la luz intestinal de las capas
más profundas de la pared del intestino. La estructura del epitelio cilíndrico puede
ANATOMfA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 7
Luz
]
Epitelio
~ - Membrana basal
~~ - -,-
"\.. ~~ - ® Lámina propia
~~ ~:.:~~ Muscular de la mucosa
~~~@ ~.'"\..-.~. ]
.... -.... ~~, ~ ~ ~~: SUBMUCOSA
~.'.~ .. ~~~.
~ &~ Músculo circular
'~~~~~ -~~~~~
Q • ~ ~-~,."" Plexo mientérico I ~l~-~ ~,.-/"
~=~_ _ M~sculo longitudinal
~-~~- -----
~ -\-1. t!l.~ ] Mesotelio (SEROSA)
) MUCO~
MUSCULAR
PROPIA
Figura 1-2. Organización de la pared del intestino en capas funcionales. (Adaptado
con autorización de Madara y Anderson. En: TextbookofGastroenterology,4th ed.
pp. 151-165, copyright Lippincott Williams and Wilkins, 2003.)
Intestino delgado
LUZ
~r--- Vellosidades
g.ot-- Cripta
Colon
Superficie
Cripta
Figura 1-3. Comparación morfológica de las capas epiteliales del intestino delgado y
el colon.
8 / CAPrTULO 1
compararse con un paquete de seis latas de refresco; los envases representan las
células y el plástico que los sostiene las uniones intercelulares, que constituyen una
barrera al movimiento pasivo de solutos alrededor de las células.
Una excepción de la fisonomía cilíndrica del epitelio intestinal se halla en la primera
parte del tubo, el esófago, en la cual el recubrimiento se conoce como epitelio escamoso
estratificado. El epitelio de este sitio conforma capas múltiples, como la estructura de
la piel, con células que migran hacia la luz desde una capa germinal basal.
En realidad, el epitelio de todo el intestino mantiene una renovación constante,
a diferencia de la mayor parte de los tejidos del cuerpo adulto. Se podría conjeturar
que este recambio continuo está disefiado para prevenir la acumulación de mutacio-
nes genéticas en el compartimiento epitelial producidas por las toxinas luminales,
aunque esta protección también podría suponer un mayor riesgo de malignidad.
Las células epiteliales gastrointestinales se cambian aproximadamente cada tres días
en los seres humanos y se someten a un ciclo de división y diferenciación antes de
sucumbir a la muene celular programada (apoptosis) y desprenderse hacia la luz
o asimilarse en las vecinas. Las células epiteliales provienen de células primordiales
que mantienen una fijación permanente en posiciones específicas del recubrimiento
epitelial; se localizan en las bases de las criptas intestinales y en la parte intermedia
de las glándulas gástricas. Después de varios ciclos de división, las células epiteliales
también se diferencian en tipos celulares especializados con funciones particulares
en el proceso digestivo.
Algunas células epiteliales del estómago migran a sitios más profundos de las glán-
dulas y se convierten en las células principales o parietales que suministran productos
específicos del jugo gástrico o en células endocrinas que regulan la función de estas
células secretoras. El resto de las células epiteliales gástricas migra hacia arriba para Y'
transformarse en células capaces de secretar iones de bicarbonato y moco.
En el intestino, sólo unas cuantas células se desplazan hacia la base de las criptas,
donde se convierten en células de Paneth, las cuales secretan péptidos antimicrobia-
nos que constituyen elementos importantes del sistema intestinal para la defensa del
huésped. La mayor parte de las células hijas derivadas de las divisiones de las células
primordiales migra en sentido ascendente, en dirección' de las vellosidades (o del
epitelio superficial del colon), ya partir de estas células la mayor parte se diferencia
en células epiteliales absorbentes con la propiedad de efectuar los pasos finales de
la digestión de nutrimentos y captar los productos resultantes. Sin embargo, unas
cuantas células se diferencian en células caliciformes productoras de moco o en
células enteroendocrinas que responden a las condiciones luminales y regulan las
funciones de otras células epiteliales, así como las de órganos más distantes.
Debajo del epitelio existe una membrana basal que cubre una capa de tejido conjun-
tivo laxo, la lámina propia. Ésta contiene terminaciones nerviosas y vasos sanguíneos,
así como una gran variedad de células inmunitarias e inflamatorias que favorecen
la defensa del huésped y el control de la fisiología intestinal normal. En conjunto,
el epitelio y la lámina propia se conocen como mucosa. Ésta también contiene una
capa delgada de músculo liso denominada muscular de la mucosa, importante para
el movimiento de las vellosidades. Debajo de esta capa existe un plexo de cuerpos de
células nerviosas llamado plexo submucoso, disefiado para transmitir información
hacia y desde la mucosa, incluidas las células epiteliales. Más allá de la mucosa están
las capas de músculo liso que proporcionan la motilidad intestinal total. Estas capas
ANATOMfA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 9
están dispuestas de modo circunferencial alrededor de la superficie externa del tubo
intestinal.
La capa muscular más cercana a la mucosa tiene una disposición circular que
reduce el diámetro de la luz intestinal cuando se contrae. En la parte externa del
intestino hay una capa de músculo liso cuyas fibras tienen disposición longitudinal
sobre el tubo y producen acortamiento del intestino. Cuando trabajan en conjunto,
estas dos capas musculares externas crean los complejos patrones de motilidad que
permiten las funciones específicas del intestino, como se describe más adelante con
mayor detalle. Entre las capas musculares -circular y longitudinal se halla el plexo
mientérico de nervios que regula su función.
División del intestino en segmentos funcionales
El movimiento de los componentes de una comida a todo lo largo del intestino
es un proceso regulado e implica la retención selectiva en puntos específicos para
promover la digestión y absorción óptimas. Esto se logra con estructuras especia-
lizadas de músculo liso que se conocen como esfínteres, cuya función también está
coordinada con la del sistema completo (fig. 1-4). Por ejemplo, el píloro controla la
salida del estómago y retiene la masa de la comida en la luz gástrica para liberarla de
manera gradual hacia los segmentos más distales a fin de equilibrar la disponibilidad
de nutrimentos con la capacidad de las enzimas necesarias para la digestión y con la
superficie de absorción. De igual forma, la válvula ileocecal retiene la mayor parte
de la flora intestinal dentro de la luz del colon; sólo se abre en forma intermitente
Hígado
Esófago --~
Estómago ---./
}
Esfínteres esofágicos
superior e inferior
~-.."r-- Píloro
9H'tIf-Z-~~-- Esffnter de Oddi
""'-...J04---- Páncreas
Colon
Intestino delgado
Figuro 1-4. Anatomía general del sistema digestivo y la división del tracto
gastrointestinal en segmentos funcionales mediante esfínteres y válvulas.
10 / CAPITuLO 1
para permitir que los residuos de la comida digerida, junto con el agua Y los detritos
celulares, ingresen al intestino grueso. Por último, el esfínterde Oddi se relaja en
conjunto con una comida para permitir el flujo de las secreciones biliar y pancreática
hacia la luz intestinal.
La figura 1-4 muestra la localización de los principales esfínteres del tubo
digestivo y los segmentos que delimitan. La mayor parte de los esfínteres del
tubo digestivo se halla bajo control involuntario y realizan sus ciclos normales de
relajación y contracción sin un estímulo consciente, en respuesta a sefiales liberadas
durante el progreso de la ingestión y digestión del alimento. Muchos también fun-
cionan de modo casi autónomo en relación con el sistema nervioso central y están
subordinados al sistema nervioso entérico. Por otro lado, el esfínter anal externo
puede controlarse en forma voluntaria, una capacidad que se aprende durante el
entrenamiento infantil para usar el inodor~, y los esfínteres esofágicos sufren la
regulación del sistema nervioso central.
ÓRGANOS y SISTEMAS QUE INTERVIENEN
EN LA RESPUESTA A LA COMIDA
~
Varios tejidos intestinales y no intestinales cooperan para responder en
forma apropiada a la ingestión de una comida. En conjunto, estos tejidos
pueden percibir y emitir sefiales y responder a la ingestión de alimentos con
un cambio funcional (cap. 2). Además, los tejidos y sus funciones son interactivos
y muy eficientes; existe cierta redundancia entre la mayor parte de los mecanismos
reguladores del sistema digestivo. A continuación se presenta un recorrido por todo
el tubo digestivo, se describen las funciones de cada segmento y las características
estructurales que las posibilitan. En los capítulos siguientes se analiza de forma más
detallada la función de cada segmento. También se consideran las características
específicas de los sistemas circulatorios que transportan los nutrimentos absorbidos
a sitios distantes del intestino y el sistema neuromuscular que hace posible la moti-
lidad y la regulación.
Cavidad bucal y esófago
La cavidad bucal se encarga del ingreso inicial del alimento, así como de la formación
y lubricacióq de un bolo con los materiales ingeridos para que puedan deglutirse.
Mediante la masticación, los dientes reducen las grandes porciones de alimento
a tammos adecuados para que pasen por el esófago. Las glándulas salivales, que
drenan en varios sitios de la cavidad bucal, establecen el ambiente acuoso y el moco
que cubre la superficie del bolo, lo que ayuda a la deglución. El ambiente bucal
también favorece el control de la ingestión de alimento, ya que el ambiente acuoso
permite la difusión de las moléculas gustativas a receptores específicos de la lengua
para transmitir al sistema nervioso central información y determinar si la comida
tiene un sabor agradable. Las secreciones salivales también reducen la contaminación
microbiana de la cavidad bucal.
Las estructuras de la cavidad bucal tienen una participación crítica en la deglu-
ción. Como sucede en todo el tubo digestivo, el contenido de la cavidad bucal se
mueve de un sitio a otro por la formación de un gradiente de presión. Al principio
ANATOMfA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 11
de la deglución, la punta de la lengua separa un bolo del resto del contenido de la
boca y 10· desplaza hacia atrás, en dirección de la cavidad bucofaríngea. El paladar
se mueve hacia arriba para cerrar la cavidad nasal, 10 que en circunstancias normales
impide que la presión generada en la boca se disipe por la nariz. Con la boca cerrada,
la lengua impulsa el bolo hacia atrás, a la buco faringe; la laringe se eleva y la glotis
se cierra para aislar la cavidad laríngea. El bolo también empuja la epiglotis hacia
atrás para que actúe como tapa sobre la glotis cerrada y luego el bolo se impele a la
parte proximal del esófago. Después que el bolo rebasa el plano de las clavículas,
la laringe desciende, la glotis se abre y se reanuda la respiración.
El esófago es un tubo muscular que sirve para trasladar el bolo de la boca al
estómago. El tercio superior del esófago está rodeado por músculo estriado dis-
puesto sobre una gruesa red de tejido submucoso elástico y con colágena. Esta red
contribuye a cerrar la luz esofágica mediante pliegues de la mucosa hasta que éstos
se aplanan por el paso del bolo deglutido. Enseguida, el músculo se transforma en
liso, que actúa en concierto con el reflejo de la deglución para impulsar al bolo
hacia el estómago.
Esta función del esófago es independiente de la gravedad. Un bolo alimentario
puede moverse de la boca al estómago, in~luso si la persona está de cabeza. Después,
hacia la porción más inferior del esófago, el músculo liso se engruesa de manera
gradual e interactúa con factores neurales y hormonales y con el diafragma para
cumplir la función de esfínter esofágico inferior. La presión elevada en este segmento
final del esófago previene el retroceso excesivo, o reflujo, del contenido gástrico
hacia la luz esofágica. La falla de este proceso da lugar a la enfermedad por reflujo
gastroesofágico. El regreso del contenido gástrico puede ocasionar dafio en el epite-
lio del esófago porque no está diseñado para soportar la exposición prolongada a la
mezcla agresiva de ácido y pepsina (véase más adelante). La enfermedad por reflujo
gastroesofágico es uno de los trastornos digestivos más frecuentes.
Estómago
El estómago es una bolsa muscular que actúa sobre todo como reservorio y controla
el ritmo de progresión de la comida a los segmentos más distales del tubo diges-
tivo. Desde el punto de vista anatómico, se divide en tres regiones: el cardias (que
-', se superpone con el esfínter esofágico inferior), el fondo y el antro, cada una con
estructuras distintivas que posibilitan sus funciones específicas (fig. 1-5).
El cardias comienza en la línea Z, donde el epitelio escamoso del esófago da
origen al epitelio cilíndrico del resto del tubo digestivo; su función principal es
secretar moco y bicarbonato para proteger la superficie del contenido gástrico
corrosivo. La superficie general del estómago está plegada por arrugas, las cuales
son fáciles de ver a simple vista. En el plano microscópico, la superficie gástrica se
amplía mucho más por hoyuelos; son la entrada a las profundas glándulas gástri-
cas. Las estructuras específicas de estas glándulas difieren en las tres regiones del
estómago; son menos profundas en el cardias, intermedias (aunque con orificios
profundos) en el antro y las más profund3s en el fondo.
Las glándulas fúndicas (o gástricas) están más especializadas; contienen células
secretoras específicas que liberan los componentes característicos del jugo gástrico,
ácido y pepsina, productos de las células parietales y principales, respectivamente.
12 / CAPrrULO 1
Esffnter esofágico inferior:
prevención de reflujo
.. /:arcilas
... , , ,
\
\
\ , , , ,
:- Fondo y cuerpo
.'-/1
I
,~
/t~~
Píloro:
control del vaciamiento
Figura 1-5. Regiones
funcionales del estómago.
Por 10 tanto, la función predominante del fondo es servir como región secretora. Por
su parte, el antro (también conocido como zona pilórica) posee amplios patrones de
motilidad, mezcla el contenido gástrico, muele y tamiza las partículas ingeridas. Al
final, la comida se vacía de manera gradual al intestino delgado a través del píloro.
Las funciones de motilidad del estómago incluyen un rasgo importante adicio-
nal conocido como relajación receptiva. Esta característica permite la relajación de
la musculatura gástrica conforme se estiran sus paredes durante el llenado, lo que
asegura que la presión dentro del estómago no se eleve mucho mientras aumenta
su volumen. Esta respuesta es vital para asegurar que en condiciones normales la
comida no regrese al esófago y es una propiedad primordial para la función del
estómago como reservorio. El estómago no es indispensable para la digestión de
una comida mezclada y es posible cortar grandes porciones en caso necesario, ya sea
por enfermedad o como un recurso para reducir la obesidad mórbida. Sin embargo,
una personaque careciera de un porcentaje significativo del estómago no toleraría
comidas abundantes por la pérdida de la función de reservorio.
Complejo duodenal
El primer segmento del intestino delgado mide alre4edor de 28 cm de largo y se
conoce como duodeno; comienza como una estructura bulbar inmediata al píloro.
Junto con el páncreas y el sistema biliar, la porción proximal del duodeno constituye
el complejo duodenal; estos tejidos tienen un origen embrionario común. Dicho
segmento del tubo digestivo funciona como un regulador crítico de la digestión y
la absorción. La pared duodenal tiene células endocrinas y terminaciones nerviosas
sensibles a estímulos químicos y mecánicos que vigilan las características del con-
tenido luminar y emiten sefiales que coordinan la función de regiones más distantes
ANATOMrA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 13
del tubo digestivo para indicar que hay comida o retrasar la salida del contenido
gástrico. Como se indicó antes, la porción exocrina del páncreas y la vesícula biliar
drenan hacia el duodeno; la salida de las secreciones está controlada por la abertura
del esfínter de Oddi.
Intestino delgado
El resto del intestino delgado se integra con el yeyuno y el íleon. El yeyuno es el sitio
donde se absorbe la mayor parte de los nutrimentos en las personas sanas y tiene
una superficie muy ampliada por la presencia de arrugas (conocidas como pliegues
de Kerckring) y vellosidades altas y delgadas. La superficie del yeyuno también se
amplifica de manera considerable por la abundancia de microvellosidades en la
superficie apical de las células epiteliales de las vellosidades. En la parte más distal,
el íleon tiene menos pliegues y vellosidades más cortas y escasas; su participación en
la absorción de nutrimentos es menos activa, excepto por solutos específicos como
los ácidos biliares conjugados, que se recuperan tan sólo mediante transportadores
expresados en la parte terminal del íleon. Sin embargo, si la absorción yeyunal se
altera, como en el caso de un defecto de la digestión, el íleon representa una reserva
anatómica que puede activarse para la absorción. Como resultado, el intestino del-
gado tiene una gran de capacidad para la digestión y la absorción, por lo que la
malabsorción es un fenómeno relativamente raro.
Colon
El colon, o intestino grueso, sirve como reservorio para el almacenamiento de
residuos y materiales no digeribles antes de eliminarlos en la defecación. En gene-
ral, las células epiteliales colónicas (o colonocitos) no expresan transportadores de
absorción para nutrimentos convencionales, como monosacáridos, péptidos, ami-
noácidos y vitaminas, pero pueden participar de manera activa en la captación de
otros elementos luminales. Como su nombre señala, el intestino grueso tiene un
diámetro mucho mayor que el delgado, con una pared más gruesa y pliegues cono-
cidos como haustros.
El colon se divide en varios segmentos: ascendente, transverso, descendente y
sigmoide, que se definen por sus rasgos anatómicos, si bien tienen también funciones
distintas (fig. 1-6). Por ejemplo, en el colon ascendente y el transverso es más intensa
la recuperación del líquido restante del proceso de digestión. En este segmento
también se salvan otros productos intermedios de la dieta, como la absorción de
ácidos grasos de cadena corta que se producen por la fermentación bacteriana de los
carbohidratos, incluida la fibra dietética. Otros solutos luminales, como los ácidos
biliares y la bilirrubina, se modifican asimismo en el colon por el metabolismo bac-
teriano. En realidad, en la persona sana el colon contiene un ecosistema abundante
formado sobre todo por bacterias anaerobias y estos simbiontes hacen contribuciones
notorias al estado nutricional integral.
El músculo liso del colon se halla bajo la influencia del sistema nervioso entérico
y produce patrones de motilidad mixta que maximizan el tiempo para la resorción de
líquido y otros solutos útiles. Por otra parte, el colon descendente sirve en particular
como reservorio para el almacenamiento de los residuos fecales. Cuando éstos se
14 / CAPITULO 1
Ángulo hepático Colon transverso
Ángulo esplénico
Colon ascendente Colon descendente
Ciego
Colon slgmoide
Figura 1-6. Anatomra del intestino grueso integrado por el ciego, colon, recto y ano.
impulsan por el colon sigmoide hacia el recto mediante la peristalsis en masa (casi
siempre como respuesta a reflejos como el ortocólico al levantarse o el gastrocólico
activado por sefiales de la comida en el estómago), los receptores de estiramiento
inducen una relajación refleja del esfínter anal interno y también envían impul-
sos aferentes al sistema nervioso central que indican la necesidad de defecar. No
obstante, la defecación puede posponerse hasta un momento conveniente mediante
la contracción del esfínter anal externo y los músculos elevadores del ano, que están
bajo el control voluntario. En comparación con otros segmentos del tubo digestivo,
la motilidad de impulso del colon es relativamente lenta, hasta que hay un reflejo
suficiente que active la peristalsis en masa y ocurra la defecación. El contenido
colónico puede permanecer en el intestino grueso durante días.
Circulación esplácnica y linfáticos
•
El suministro sanguíneo intestinal es crucial para transportar los nutrimen-
tos absorbidos, sobre todo los hidrosolubles, a los sitios donde se utilizan
en otra parte del cuerpo. De igual forma, la mayor parte de los lípidos
entra al principio al drenaje linfático del intestino porque se empacan en partículas
(quilomicrones) demasiadp grandes para pasar por IQs poros entre las células endo-
teliales de los capilares. La linfa que contiene los lípldos absorbidos se vacía luego
en la corriente sanguínea a través del conducto torácico.
La circulación del tubo digestivo es inusual por su anatomía (fig. 1-7). A diferen-
cia del drenaje sanguíneo venoso de otros órganos que regresa en forma directa al
corazón, el flujo sanguíneo del intestino llega primero al hígado por la vena porta.
Por el contrario, el hígado es inusual porque recibe un porcentaje considerable
de su suministro sanguíneo no como sangre arterial, sino como sangre que irrigó
(..
ANATOMrA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 15
Vena hepática
Figura 1-7. Anatomra esquemática de la circulación esplácnica.
primero los lechos capilares esplácnicos del intestino. Esta disposición anatómica de
la irrigación sanguínea intestinal y hepática asegura que las sustancias absorbidas en
el intestino fluyan primero a los hepatocitos, donde pueden eliminarse sustancias
tóxicas en caso necesario. Esta línea de defensa también disminuye la biodisponibi-
lidad de los fármacos administrados por vía oral si son susceptibles a un alto grado
de metabolismo de "primer paso".
Otro rasgo notable del flujo sanguíneo gastrointestinal es el intervalo de su regu-
lación dinámica. Incluso en estado de ayuno, la circulación esplácnica recibe un flujo
sanguíneo desproporcionado (25% del gasto cardíaco) en relación con la masa de
los órganos irrigados (5%). En estas circunstancias, el hígado recibe casi 65% de su
apone sanguíneo por el sistema ponal. Además, en el período posprandialla sangre
se desvía de los músculos esqueléticos y otros sistemas corporales, de tal manera
que el flujo sanguíneo que pasa por vasos específicos que llegan al intestino puede
aumentar más de cinco veces. En consecuencia, el hígado recibe más de 850/0 de su
suministro sanguíneo por el sistema portal. Estos cambios drásticos en la distribu-
ción sanguínea se producen por estímulos hormonales y neurógenos inducidos por
la ingestión de una comida. También son el origen de las advenencias de las madres
a suS hijos sobre los peligros de nadar justo después de comer y tal vez. también de
la somnolencia experimentada en el período posprandial.
16 / CAP[TULO 1
Sistema neuromuscular
Las funciones de motilidad del tubo digestivo son esenciales para impulsarlos nutri-
mentos ingeridos por el conducto alimentario y también para controlar el tiempo
disponible para la digestión y absorción. Como se mel)cionó antes, los patrones de
motilidad intestinal se logran con el control integrado de la contracción y relajación
de las capas musculares circular y longitudinal, las cuales están bajo la influencia de
las hormonas liberadas como respuesta a una comida y los impulsos nerviosos de los
sistemas autónomo y entérico.
La inervación extrínseca del intestino procede de las ramas simpática y, más
importante aún, parasimpática del sistema nervioso autónomo. La inervación sim-
pática incluye en especial nervios adrenérgicos posganglionares que se originan en
los ganglios prevertebrales. La mayor parte de estos nervios ~ace sinapsis con otros
nervios del sistema entérico mencionado, pero unos cuantos llegan directamente a
las células secretoras de varias glándulas (sobre todo las salivales) y las células muscu-
lares lisas de los vasos sanguíneos, donde producen vasoconstricción. Por otro lado, la
inervación parasimpática proviene de fibras nerviosas preganglionares que establecen
sinapsis con los cuerpos celulares del plexo mientérico. Muchas de estas fibras están
contenidas en el nervio vago, que discurre con los vasos sanguíneos para inervar al
estómago, intestino delgado, ciego y porciones ascendente y transversa del colon. El
resto del colon recibe la inervación parasimpática del nervio pélvico.
Muchos de los nervios parasimpáticos que terminan en el plexo mientérico son
colinérgicos y excitatorios, pero tamb¡én hay evidencia notoria de que algunos ner-
vios 'ejercen sus efectos mediante neurotransmisores no adre,nérgicos ni colinérgicos
y son inhibitorios. Una de las funciones de estos úl~imos nervios es la relajación del
esfínter anal i"nterno y el píloro. ,
~
Pese a ello, el aspecto más llamativo de la neurofisiología intestip.al es el I
~ sistema nervioso entérico contenido en su totalidad en la pared del intestino.
. El sistema nervioso entérico consiste en neuronas cuyos cuerpos ~elulares
se encuentran en los plexos inientérico o submucoso. Está constituido por varias
clases de neuronas de morfología distinta y se cree que las diferentes formas corres-
ponden con un "código" químico particular, es decir, un complemento 'distinto de
neurotransmisores. La figura 1 ~8 muestra la anatomía del sistema nervioso entérico
y su relación con otras estructuras intestinales. ,
El sistema nervioso entérico sirve como estaci6n de relevo para conducir e inter-
pretar la información pro:veniente de las vías aferentes autónomas extrínsecas que
llevan impulsos de origen central (también transmiten información de las vías efe-
rentes sensoriales que tienen sus terminaciones en el epitelio o el músculo liso). Por
lo tanto, el sistema nervioso entérico controla la actividad de las neuronas que llegan
a estructuras s,ecretoras y motoras que al final producen los cambios en la motilidad
o la función secretora del intestino y los órganos que drenen en él como reacción a
señales centrales. El sistema nervioso entérico también puede funcionar de manera
autónoma y mediar reflejos en los que no participa el sistema nervioso central.
Se asume que muchas de las funciones estereotípicas de la motilidad intestinal se
originan en estas vías reguladoras intrínsecas. En muchas situaciones, la autonomía
del sistema nervioso entérico ha llevado a algunos a referirse a él como el "pequefio
cerebro".
ANATOMrA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 17
Plexo mientérico
submucosa
.A Muscular
de la mucosa
Nervio paravascular -"K .-t-- Nervios perivasculares
Plexo mientérico
B
Figura 1-8. Plexos del sistema nervioso entérico y su relación con otras capas
funcionales de la pared intestinal. El panel A muestra el tejido intacto, mientras que el
B es un corte transversal. (Adaptado con autorización de Furness y Costa, Neuroscience
5:1-20, copyright Pergamon Press, 1980.)
18 / CAPiTULO 1
CONCEPTOS CLAVE
El sistema digestivo cumple las funciones de la dlgestl6n, absorci6n, excreci6n y
defensa del huésped.
El sistema digestivo constituye una red compleja.y cooperativa de varios 6rganos.
La especializaci6n celulares la base de las diversas respuestas funcionales necesarias
del sistema digestivo.
El sistema digestivo es muy eficiente, Interactivo y redundante.
El tubo digestivo y el hrgado poseen caracterrsticas circulatorias que los distinguen
de los otros 6rganos.
El sistema nervioso entérico, denominado en ocasiones ·pequeño cerebro", regUla
muchas funciones del tubo digestivo •
• ! PREGUNfAS DE ESTUDIO
1-1. Una paciente que recibe tratamiento por osteoartritis prolongada con un anti-
inflamatorio no esteroideo también toma un inhibidor de la bomba de protones
para reducir la toxicidad del tratamiento antiinflamatorio. Visita a su médico y se
queja de episodios recurrentes de diarrea durante una serie de viajes de trabajo
a Guatemala. Lo más probable es que el aumento aparente de la sensibilidad a
las infecciones adquiridas por la vra oral se deba al decremento de la funci6n
secretora del6rgano siguiente:
A. Est6mago
B. Páncreas
C. Ves/cula biliar
D. Glándulas salivales
E. Linfocitos
1-2. Una estudiante de medicina revisa cortes histol6gicos del intestino delgado
humano con un microscopio 6ptico. Observa que la superficie apical de los
enterocitos se ve uborrosa~ lA cuál de las siguientes caracter/sticas ultra-
estructurales de las células epiteliales puede atribuirse este efecto?
A. Uniones estrechas
B. Microvellosidades
C. Uniones comunicantes
"
ANATOMfA FUNCIONAL DEL TUBO DIGESTIVO / 19
D. Espacios celulares laterales
E. Mitocondrias
1-3. Un sujeto que recibe quimioterapia para un tumor prostático presenta dolor
abdominal intenso y diarrea. Después del tratamiento ceden los slntomas gas-
trointestinales. Lo más probable es que la resolución de las manifestaciones refleje
la reparación del siguiente tipo celular:
A Unfocitos
B. Células musculares lisas
C. Células epiteliales
D. Nervios entéricos
E. Células de Paneth
1-4. Un individuo sometido a tratamiento para la depresión acude a su médico y
refiere dificultad para deglutir la comida. También señala que en fecha reciente
su dentista lo trató por caries diversas y tiene una sensación crónica de ·agruras~
Lo más probable es que los sIn tomas sean atribuibles al efecto de uno de los medi-
camentos antidepresivos sobre la secreción del siguiente producto:
A Jugo pancreático
B. Jugo gástrico
C. Bilis
D. Inmunoglobulina A
E. Saliva
7-5. Un farmacéutico que trata de, desarrollar un nuevo medicamento para la hiper-
tensión administra por vIo oral el compuesto candidato a ratas. Establece que el
fármaco se absorbe de manera adecuada en el intestino, pero los niveles en la
circulación sistémica permanecen por debajo del nivel terapéutico. ¿Cuál es el
órgano con mayor probabilidad de metabolizar a este producto?
A Intestino delgado
B. Riñón
C. Pulmón
D. Hlgado
E. Bazo
ti2ZZiE 1/?.-: ~::./.\,,::.,:,,:?<> -i·".; .. '.-:."<:,J ';"',.,' - '(.:.:> .. :.~_.;:' .,; ~"·"~~~ .. ~~~~~i::='7\~·-·i.: "~·~:~~~¿,~(:/·(":·,~:~;:::f·;:,'>;~i:' : ..... ~:: ... :T:.:-=:.;: ,,:<.>~ .. :~.: ... ]
LECTURAS SUGERIDAS
Furness 18, Clerc N, Vogalis F, Stebbing Ml. The enrerie nervous system and its extrinsie eonnections. In:
Yamada T, Alpers OH, Kaplowit7. N, Laine L, Owyang C. PoweU Ow, eds. TatbooR ofGastromtmJ/ogy.
4th oo. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins; 2003: 12-32.
Madara lL, Anderson. 1M. Epithelia: biologie principies of organization. In: Yamada T, Alpers OH, Kaplowit7.
N. Laine L, Owyang C. Powell Ow, eds. TcabooR ofGastromtao/ogy. 4th oo. Philadelphia: Lippincott
Williams and Wilkins; 2003:151-165. .
Makhlouf GM. Smooth muscle of the gut. In: Yamada T. Alpers OH. Kaplowit7. N, Laine L, Owyang C.
Powell Ow, eds. TcabooR ofGastromtmJ/ogy. 4th ed. Philadelphia: Lippincott Williams and Willcins;
2003:92-116.Reg.ulación neurohumoral
de la función gastrointestinal
OBJETIVOS
~ Comprender la reacción integrada a una comida y la necesidad de mecanismos
que regulen la función del tubo digestivo como unidad.
~ Describir los modos de comunicación en el tubo digestivo.
~ Caracterfsticas generales de la regulación neurohumoral.
~ Propiedades de las señales qurmicas.
~ Comprender los principios de la regulación endocrina.
~ Definición de una hormona.
~ Identificación de las hormonas gastrointestinales establecidas y probables y su
mecanismo de acdón.
~ Comprender la estructura del sistema nervioso entérico y la regulación neurocrina.
~ Describir las v{as reguladoras inmunitarias y paracrinas •.
REQUERIMIENTOS PARA UNA REGULACiÓN INTEGRADA
~
Como se describió en el capítulo anterior, el sistema digestivo realiza varias
funciones esenciales para la homeostasis del cuerpo completo. Para la asimi-
lación de nutrimentos, en particular, algunos tejidos y regiones específicos
del sistema digestivo deben percibir y emitir señales y responder a la ingestión de
una comida (fig. 2-1). Con el objeto de que el funcionamiento del sistema digestivo
sea lo más eficiente, es necesario que los diversos segmentos se comuniquen. Por lo
tanto, las actividades del tubo digestivo y los órganos que drenan en él se coordinan
en tiempo mediante la acción de un conjunto de mediadores químicos. El conjunto
de este sistema se conoce como regulación neurohumoral e implica la combinación de
vías solubles y neuronales. La regulación integrada de la función gastrointestinal es
la base de la eficiencia del sistema, como se describió en el capítulo 1, Y su capaci-
dad para llevar a cabo la captación efectiva de nutrimentos, aun si el suministro de
éstos es escaso.
COMUNICACiÓN EN EL TUBO DIGESTIVO
Caracterfsticas generales de la regulación neurohumoral
El tubo digestivo se extiende desde la boca hasta el ano; esto supone que la co~u
nicación que depende sólo de la difusión de señales locales no sería adecuada para
20
\,
•
REGULACiÓN NEUROHUMORAL DE LA FUNCiÓN GASTROINTESTINAL / 21
Figura 2-1. Revisión del control
neural del sistema digestivo.
Los nutrimentos activan ambos
sentidos especiales (gusto,
olfato) y terminaciones nerviosas
sensoriales espedficas que existen
dentro de la pared intestinal. Estas
respuestas se transmiten por
el sistema nervioso autónomo
yel sistema nervioso entérico
(SNE) para modificar la función
del tubo digestivo y los órganos
que drenan en él, lo que induce
cambios en la secreción y
la motilidad. Además, estos
cambios funcionales pueden
ejercer retroalimentación en
el control neural para permitir
la homeostasis apropiada del
sistema.
Nutrimentos
/~
Sentidos Terminaciones nerviosas
especiales sensibles a estrmulos ! qulmicos y mecánicos
Centros
Complejo
vagal 7;::==.~ ~r¿O · 1 · S,E
dorsal
Estómago
Intestinos
Páncreas
Vesrcula biliar
Estrnteres
l
Cambios de la
secreción
y motilidad
la transferencia oportuna de información de un segmento a otro. Además, el tubo
digestivo también necesita comunicar su estado a los órganos que drenan en él, como
el páncreas y la vesícula biliar. Por consiguiente, el sistema posee mecanismos para
comunicarse a distancias considerables, aunque los mensajeros locales también parti-
cipan en la regulación fina de la emisión de información o, en algunos casos, la ampli-
ficación u oposición de ésta. En general, la información se transmite entre los diversos
sitios mediante sustancias químicas con propiedades fisicoquímicas específicas. Otro
pdncipio general inherente a la comunicación del sistema digestivo es la redundancia
. funcional. Con frecuencia, distintos mediadores pueden producir la misma reacción
fisiológica y uno solo puede alterar la función de más de un sistema.
PROPIEDADES DE LAS SEf4ALES QUrMICAS
La regulación neurohumoral se efectúa mediante varias clases de péptidos men-
sajeros, derivados de aminoácidos como la histamina y el óxido nítrico, pequeñas
moléculas neurotransmisoras y mediadores lipídicos como las prostaglandinas y los
esteroides. El tubo digestivo es fuente abundante de péptidos únicos que se sinte-
tizan en las células enteroendocrinas y se empacan en las terminaciones nerviosas.
En realidad, las cinco hormonas gastrointestinales son de naturaleza peptídica, pero
no todos los péptidos gastrointestinales son hormonas. El cuadro 2-1 incluye los
mensajeros gastrointestinales con funciones fisiológicas bien definidas.
Los mensajeros químicos del sistema digestivo también pueden clasificarse con
base en el momento de su síntesis, ya sea que se produzcan cuando se requieran
22 / CAPITULO 2
Cuadro 2-1. Principales reguladores neurohumorales fisiológicos de la función
gastrointestinal.
Endocrinos Neurocrinos Paracrinos Inmunitariosl
---------------------------------------------------------------------~~~~~~~----Gastrina Acetilcolina Histamina Histamina
-----------------------------------------------------------------------------------
Colecistocinina Polipéptido intestinal Prostaglandinas Citocinas
vasoactivo
-----------------------------------------------------------------------------------
Motilina Sustancia P Somatostatina Especies reactivas
deoxfgeno
~~~!~~~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~~~ ~!~!~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~~-~!~~~~!r!e!~~!~~ ~ ~ ~ ~ ~~~~~~~~~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
Péptido insulinotrópico Colecistocinina
dependiente de la
-~~~~~~~---------------------------------------------------------------------------
------------------------~-~]~~~~~~P!~~]~~------------- __________________________ ~ __ _
Somatostatina
-----------------------------------------------------------------------------------
Péptido relacionado
con el gen de
calcitonina
para transmitir un mensaje o que se almacenen ya formados y listos para transmitir
información en cuanto se liberen de un gránulo o vesícula de almacenamiento. La
producción excesiva de mediadores almacenados y su liberación en forma descon-
trolada puede ocasionar trastornos. Por ejemplo, el síndrome de Zollinger-Ellison ~
resultado de un gastrinoma secretor y precipita incrementos patológicos de la secre-
ción de ácido, enn:e otras manifestaciones. De igual manera, los tumores carcinoides
producen cantidades excesivas del neurotransmisor paracrino S-hidroxitriptamina
(S-HT), también conocido como serotonina.
Por último, la cinética de la transferencia de información mediante cualquier
molécula determinada depende asimismo de su estabilidad o ritmo de recaptación,
o ambas cosas. Varios de los mensajeros gastrointestinales cuya función es actuar
a largas distancias tienen rasgos estructurales que retrasan su metabolismo. Por el
contrario, los mediadoreS que actúan sólo en la proximidad inmediata de donde se
liberan se degradan pronto o los captan en forma activa los nervios para empacarlos
de nueva cuenta en vesículas secretoras.
MECANISMOS GENERALES DE ACCiÓN
En un sentido general, los mensajeros químicos del sistema digestivo pueden sub-
dividirse según sea su carácter, hidrófobo o hidrofílico. La hidrofobicidad de un
agente determinado determina en gran medida su sitio final de acción. Las moléculas
hidrófobas, como los esteroides y el oxido nítrico, pueden atravesar con facilidaa
las membranas.celulares e interactuar con blancos intracelulares. Por otro lado, los
mensajeros hidrofílicos, comó los péptidos, muchas moléculas neurotransmisoras
pequefias y las prostaglandinás, utilizan vías habituales de receptor y segundo men-
sajero para inducir sus efectos.
La mayor parte de los mensajeros hidrofílicos relevantes para la fisiología gastro-
intestinal se une con r~ceptores vinculados con las proteínas G, con aumentos con-
REGULACiÓN NEUROHUMORAL DE LA FUNCiÓN GASTROINTESTINAL / 23
secuentes de la concentración intracelular de calcio o AMP cíclico (cAMP). El uso
de segundos mensajeros diferentes también permite la potenciación, o sinergismo,
~uando unacélula es blanco de la acción de más de un mediador al mismo tiempo.
Un ejemplo de este sinergismo se encuentra en el control de la secreción ácida en las
célul~ parietales gástricas, como se describe con detalle en el capítulo 3. Además,
existe por lo menos un mediador químico del tubo digestivo, la somatostatina,
que actúa en los receptores relacionados con proteínas G inhibidoras y tiene efecto
antagónico en los aumentos del cAMP que inducen otros mediadores.
Modelos especfficos de comunicación
~
Se reconocen cuatro modelos de comunicación en el sistema digestivo:
regulaciones endocrina, neurocrina, paracrina (de la que la autocrina es
un caso especial) y yuxtacrina, más a menudo adjudicada a las células del
sistema inmunitario. La figura 2-2 muestra una representación esquemática de cada
una de estas formas de regulación. Nótese que estos tipos satisfacen distintas necesi-
dades de comunicación. En consecuencia, la endocrina puede considerarse como la
regulación "por transmisión de radio" que influye en la función de varios sistemas
de m~era simultánea. La especificidad de este modelo de comunicación depende
Endocrina Paracrina (autocrina)
o
°0 0
O O
b
Neurocrina Inmunitarialyuxtacrina
t ¿
Figura 2-2. Modos de comunicación del sistema digestivo. La información se transmite
por vías endocrinas, neurocrinas, paracrinas e inmunitarias/yuxtacrinas. La regulación
autocrina es una clase especial de regulación paracrina.
24 / CAPiTULO 2
-
de la distribución de los receptores para el mensajero endocrino o, para continuar
con la analogía de la transmisión en medios electrónicos, los que tienen el receptor
de radio sintonizado en la estación específica que transmite los datos.
Por otra pane, la comunicación neurocrina también puede transmitir infor-
mación a largas distancias, pero es similar a la comunicación por teléfono, no de
radio; la especificidad depende de la delimitación espacial del sitio al que se envía el
mensaje según sean las sinapsis de las células blanco. Por supuesto que también se
necesita que la célula blanco tenga un receptor adecuado para el neurotransmisor
enviado, pero en general los nervios no se conectan con células que sean incapaces
de responder a los mensajeros del emisor.
Por último, la regulación paracrina e inmunitaria sólo suele ser efectiva en la
proximidad inmediata del sitio donde se libera el mediador. Por consiguiente, puede
considerarse un modo de comunicación análoga a la conversación en vivo entre
unos cuantos individuos.
COMUNICACiÓN ENDOCRINA
Por su capacidad para regular múltiples sitios en forma simultánea, la regulación
endocrina es crucial para el funcionamiento integrado del tubo digestivo y los órga-
nos que drenan en él como respuesta a una comida. El intestino tiene un suministro
muy abundante de tipos celulares encargados de la síntesis y liberación de mediadores
endocrinos conocidos como hormonas. En realidad, si todas las células endocrinas del .
intestino se organizaran en una sola estructura, constituirían el órgano endocrino más
grande del cuerpo. Las hormonas gastrointestinales también fueron las primeras en
descubrirse; Bayliss y Starling identificaron la secretina en 1902.
Las hormonas endocrinas están empacadas en gránulos secretores de células particu-
lares en la pared del tubo digestivo y se liberan como reacción a la actividad nerviosa,
así como a sefiales químicas y mecánicas coincidentes con la ingestión de alimen-
tos. Las células endocrinas del intestino se identificaron con letras para describir su
contenido hormonal; la gastrina, secretina, colecistocinina y péptido insulinotrópico
dependiente de glucosa (también conocido como péptido inhibidor gástrico o PIG)
se almacenan en las células G, S, 1 Y K, respectivamente. Las células que contienen
motilina aún no reciben nombre; en realidad, existe cierta controversia acerca de si este
péptido se almacena en una célula endocrin~ o una terminación nerviosa.
Algunas células endocrinas tienen prolongaciones que establecen contacto con el
contenido luminal y se activan para liberar sus mediadores en respuesta a caracte-
rísticas específicas del contenido luminal, por ejemplo acidez, osmolaridad o nutri-
mentos, como los aminoácidos y ácidos grasos libres. En otros casos también puede
activarse la liberación de la hormona como respuesta a cambios de la composición
del contenido luminal mediante un arco reflejo que se inicia con la activación de
una terminación nerviosa entérica sensitiva; luego se liberan neurotransmisores
específicos cerca de la superficie de la célula endocrina para estimular la exocitosis.
Otras células endocrin~ más reaccionan a las condiciones existentes en el espacio
intersticial.
Se dice que las células endocrinas que están en contacto con la luz tienen una
morfología "abierta; las que no lo están se conocen como cerradas. La figura 2-3
presenta una micrografía electrónica de una célula enteroendocrina abierta típica.
Obsérvese cómo el polo apical de la célula se halla en contacto con la luz y los grá-
REGULACiÓN NEUROHUMORAL DE LA FUNCiÓN GASTROINTESTINAL / 25
•
Figura 2-3. Micrografía electrónica de una célula endocrina gastrointestinal"abiertan
del yeyuno humano entre varios enterocitos. Los gránulos secretores se localizan en
el polo basolateral de la célula endocrina. (Reproducido con autorización de Solcia
et al. Endocrine cells of the digestive system. En: Johnson, loR., Ed. Physiology of the
gastrointestinal tract, 2nd ed. Raven Press, New York, 1987.)
nulos secretores se localizan hacia la base de la célula, en un sitio vital para liberar
su contenido a la lámina propia y de ahí a la corriente sanguínea.
Las hormonas que se liberan de estas células endocrinas se difunden a la lámina
propia y luego a la circulación portal. A continuación se desplazan hasta los órganos
blanco y modifican la secreción, motilidad y crecimiento celular. La mayor parte
. de las hormonas emite señales a segmentos del tubo digestivo, distantes del sitio
donde se liberan, pero también pueden propagarse señales de retroalimentación.
Por ejemplo, la colecistocinina que se libera en la mucosa duodenal puede emitir
señales de regreso al estómago para retrasar su vaciamiento.
~
Todas las hormonas gastrointestinales que se conocen por ahora son pépti-
3 dos, pero no todos los péptidos aislados del tubo digestivo son hormonas.
En realidad, .el tubo digestivo es una fuente abundante de péptidos con
26 / CAPITuLO 2
Cuadro 2-2. Criterios para definir a una hormona gastrointestinal.
Un fenómeno fisiológico en un segmento del tubo digestivo altera la actividad en otro
El efecto persiste cuando se cortan las conexiones neurales .
Una sustancia aislada del sitio de estimuladón debe reproducir el efecto del estrmulo fisiológico
después de inyectarla en la corriente sangurnea
Debe efectuarse la identificación qurmica y conformarse su estructura mediante srntesis
actividad biológica, comparable con el sistema nervioso central, si bien hasta el
momento sólo cinco cumplen los criterios para considerarlas hormonas, a pesar del
intenso escrutinio. El cuadro 2-2 enlista los criterios para definir a una hormona. De
éstos, el criterio estructural parece relativamente irrelevante en la época de 10 equipos
automáticos para identificar y sintetizar secuencias peptídicas, pero representó un
tour de force técnico a principios del siglo xx, cuando se descubrió la mayor parte de
las hormonas gastrointestinales. Otros péptidos gastrointestinales que aún no satisfa-
cen todos los criterios referidos, pero que tienen la sospecha de efectuar actividades
fisiológicas después de su liberación, se consideran "candidatos a hormonas" y varios
han atraído el interés de la industria farmacéutica por sus propiedades específicas,
como se explicará más adelante. .
Las hormonas gastrointestinales se sintetizan en varios segmentos del tubo diges-
tivo (fig. 2-4), pero sólo la gastrina parece encontrarseen el estómago de individuos
sanos. El resto de las hormonas se presenta en mayores cantidades en el duodeno y
yeyuno, con reducción gradual de la expresión de la colecistocinina y la secretina
hacia el íleon. Sin embargo, en condiciones normales, la mayor parte de la libera-
ción de la gastrina tiene lugar en el estómago; las otras hormonas se producen en el
duodeno y en cierto grado en el yeyuno. Por lo tanto, la expresión ileal de algunas
hormonas representa otro ejemplo de la "capacidad de reserva" del intestino a la que
puede recurrirse para regular la función gastrointestinal en caso necesario. Además,
en estado de salud parece que hay poca o ninguna expresión de hormonas gastroin-
testinales en el colon. No obstante, como las células endocrinas que secretan estos
péptidos proceden de células primordiales multipotenciales del epitelio intestinal,
cuando se desarrollan tumores epiteliales en el colon, algunas veces .éstos mantienen
. una expresión anormal de una o más hormonas gastrointestinales. Esto puede tener
relevancia clínica porque se sabe que varias hormonas ejercen efectos tróficos, o
promotores del crecimiento, y contribuyen al crecimiento descontrolado de algunos
cánceres de colon por mecanismos autocrinos.
REGULACiÓN NEUROCRlNA
Como se describió antes, la regulación neurocrina de la función gastrointestinal está
regulada por el sistema nervioso entérico y el sistema nervioso central. Los neuro-
transmisores almacenados en estas terminaciones nerviosas se liberan cuando reciben
una señal eléctrica y se difunden a través de las hendiduras sinápticas para modificar
la función secretora y motora del tubo digestivo y los órganos relacionados, como
el páncreas y el sistema biliar. Estos neurotransmisores mantienen un intercambio
de información de enorme especificidad espacial y, en virtud de su inestabilidad
relativa, se dispersa muy poca de la información que transmiten, incluso a los sitios
adyacentes inmediatos, y con toda seguridad ninguna información escapa a la
REGULACiÓN NEUROHUMORAL DE LA FUNCiÓN GASTROINTESTINAL / 27
Gastrina CCK Secretina GIP Motllina
Duodeno
Yeyuno
íleon
Colon
Figura 2-4. Sitios de producción de las cinco hormonas gastrointestinales a lo largo
del tubo digestivo. La anchura de las barras representa la abundancia relativa en cada
localización.
circulación sanguínea. Pese a ello, algunos mediadores endocrinos pueden transmitir
información entre las diversas partes del sistema digestivo mediante la activación
de terminaciones nerviosas, además de su capacidad para circular a sitios distantes.
El ejemplo más común de este tipo de comunicación es la colecistocinina, para la
cual existen receptores en las terminaciones nerviosas sensoriales de la mucosa del
intestino delgado.
COMUNICACiÓN PARACRlNA
Algunas sustancias están diseñadas para actuar sólo en el área inmediata al sitio
donde se liberan y se producen en células no nerviosas. La comunicación por estas
vías se conoce como paracrina y representa una capa adicional importante de control
para la función secretora y motora gastrointestinal, sobre todo como respuesta a los
cambios de las condiciones locales. Al igual que los neurotransmisores, los regulado-
res paracrinos se metabolizan o recaptan con rapidez para limitar la duración de su
actividad. Existe un caso especial de regulación paracrina conocido como autocrino
e implica la liberación de una sustancia que luego actúa otra vez sobre la misma
célula de origen. Las células epiteliales intestinales pueden efectuar cierta regulación
autocrina porque son capaces de liberar factores de crecimiento que influyen en su
proliferación o migración sobre el eje de las criptas y vellosidades.
28 / CAPrrULO 2
COMUNICACiÓN INMUNITARIA
Una última clase de comunicación e~ el sistema digestivo que adquirió imponan-
cia en los últimos años es la que media la liberación de sustancias en las células del
sistema inmunitario de la mucosa. Estas células se activan por sustancias antigé-
nicas o productos de microorganismos patógenos y liberan diversos mediadores
químicos que incluyen aminas (como la histamina), prostaglandinas y citocinas. La
regulación inmunitaria es esencial para cambiar la función se~retora y motora del
sistema digestivo durante períodos de amenaza, por ejemplo la invasión de la mucosa
por microorganismos patógenos. Los mediadores inmunitarios también pueden ser
causa de la disfunción intestinal en caso de inflamación o trastornos como alergias
alimentarias, en las cuales se observan reacciones inmunitarias inadecuadas y nocivas
para el huésped ante sustancias que debieran ser inocuas. Por último, las células de
tipo inmunitario, en particular los mastocitos que son abundantes en la lámina
propia, pueden activarse por sustancias endógenas como los ácidos biliares en la luz
intestinal o por neurotransmisores peptídicos específicos. Por 10 tanto, existe por 10
menos la posibilidad de que la regulación inmunitaria contribuya a la regulación
gastrointestinal, no sólo en circunstancias patológicas, sino también como respuesta
a fenómenos fisiológicos normales.
PRINCIPIOS DE LA REGULACiÓN ENDOCRINA
Hormonas gastrointestinales establecidas
.8JI Como se mencionó antes, cinco péptidos gastrointestinales cumplen los
"' criterios para considerarse hormonas (cuadro 2-3). Estos compuestos se
dividen en tres grupos con base en similitudes estructurales y de sefializa-
ción, como se describe en esta sección.
FAMILIA DE LA GASTRINA Y COLECISTOCININA
La gastrina y la colecistocinina (CCK) se encuentran en varias formas en el sistema
digestivo; son péptidos con estructuras relacionadas que también s~ unen con recep-
tores vinculados, los receptores CCK-A y CCK-B. Al igual que la may~r parte de los
demás péptidos con actividad biológica, la gastrina y la CCK se sintetizan al prin-
Cuadro 2-3. Factores que modifican la liberación de hormonas gastrointestinales.
Gastrfna CCK Secretfna GIP Motilina
-----------------------------------------------------------------------------------
~!'?!~r~~~~~~~~'?~~~d_~s ________________ J _________ ! __________ ~ _______ ~ _______ J* _____ _
~~~~'?~~!~~'?~ _______________________ ~ _________ ! __________ j _________ 1 _______ J: _____ _
~)~~'?~~ ____________________________ ~ _________ ~ __________ ~ ________ 1 _______ J: _____ _
~~!~'?_------------------------------~---------~---------_!_-------~-------~------
~!i~~~a~!~~ _n_~~r~! __________________ J _________ ! __________ ~ _______ ~ ________ t _____ _
~!i~~~~~!~ ________________________ J _________ ~ __________ ~ _______ ~ _______ ~ _____ _
Factores liberadores de péptidos - t - - -
* La liberación de motilina se reduce con la alimentación, pero no se conoce el mecanismo
preciso.
REGULACiÓN NEUROHUMORAL DE LA FUNCiÓN GASTROINTESTINAL / 29
cipio como propéptidos largos que luego se someten a una división secuencial para
generar las formas activas, las cuales se almacenan para liberarlas como respuesta a
estímulos fisiológicos. Es posible que los productos intermedios compartan la activi-
dad biológica con el producto final, pero tienen distintas capacidades para transpor-
tarse por el cuerpo. Por ejemplo, las formas cortas de la CCK se eliminan de manera
efectiva de la circulación portal durante un primer paso por el hígado, mientras que
las formas más largas permanecen en la circulación sistémica, por lo que afectan la
función de sitios más distantes al intestino. Sin embargo, todas las formas de CCK
y gastrina comparten el pentapéptido terminal C, que se une con un radical amida
en el paso final del procesamiento en las células 1 y G, respectivamente.
Se cree que la amidación aumenta la estabilidad de estas estructuras mediante el
bloqueo de la actividad de la carboxipeptidasa. La figura 2-5 muestra la estructura
de los segmentos terminales C de la gastrina y la CCK. Las principales formas con
actividad biológica de la gastrina son péptidos con 17 y 34 aminoácidos
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