CAPÍTULO 25: Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo

Después de revisar este capítulo, el lector será capaz de:

• Comprender la importancia funcional del sistema digestivo y en concreto sus funciones en la asimilación y la excreción de nutrientes, lo mismo que en la inmunidad.

• Describir la estructura del tubo digestivo, las glándulas que drenan hacia el mismo y su subdivisión en segmentos funcionales.

• Enumerar las principales secreciones digestivas, sus componentes y los estímulos que regulan su producción.

• Describir el equilibrio del agua en el tubo digestivo y explicar de qué manera se ajusta el grado de fluidez luminal para permitir la digestión y la absorción.

• Identificar las principales hormonas, otros péptidos y los neurotransmisores decisivos del sistema digestivo.

• Describir las características especiales del sistema nervioso entérico y la circulación esplácnica.

El tubo digestivo es un tubo continuo que se prolonga desde la boca hasta el ano. Su principal función es hacer las veces de una puerta de entrada, por donde los nutrientes y el agua puedan absorberse hacia el organismo. Al cumplir con esta función, la comida es mezclada con diversas secreciones originadas tanto en el propio tubo digestivo como en órganos que desembocan en el mismo, como páncreas, vesícula biliar y glándulas salivales. Asimismo, el intestino realiza diversos tipos de motilidad que sirven para mezclar la comida con las secreciones digestivas y desplazarla a todo lo largo del tubo digestivo. Por último, son expulsados del cuerpo los residuos de los alimentos que no pueden absorberse, junto con restos celulares.

Todas estas funciones están sumamente reguladas, así como la ingestión de alimentos. Por consiguiente, el sistema digestivo ha desarrollado gran número de mecanismos reguladores con acción local a través de largas distancias que coordinan la función del intestino, así como de los órganos que drenan sus secreciones hacia el mismo.

CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES

Las partes del tubo digestivo a donde llega la comida o sus residuos son, en orden, boca, esófago, estómago, duodeno, yeyuno, íleon, ciego, colon, recto y ano. En toda la longitud del intestino, las estructuras glandulares descargan secreciones en la luz, sobre todo en el estómago y la boca. En el proceso de la digestión, también son importantes las secreciones del páncreas y el árbol biliar. El propio intestino cuenta con un área de superficie amplísima, que es trascendente en sus funciones de absorción. Las vías intestinales están divididas funcionalmente en segmentos, por medio de anillos musculares conocidos como esfínteres que restringen el flujo del contenido intestinal para llevar a nivel óptimo la digestión y la absorción.

Estos esfínteres comprenden los esfínteres esofágico superior e inferior, el píloro que retrasa el vaciamiento del estómago, la válvula ileocecal que retiene el contenido colónico (incluido gran número de bacterias) en el colon, así como los esfínteres anales interno y externo. Una vez alcanzado el control de esfínteres, esta habilidad permite retrasar la eliminación de los desechos hasta un momento socialmente oportuno.

El intestino consta de capas funcionales (fig. 25-1). Inmediatamente adyacente a los nutrientes en el lumen, se encuentra una sola capa de células epiteliales cilíndricas, la cual conforma la barrera que los nutrientes deben atravesar para entrar en el organismo. Por debajo del epitelio, existe una capa de tejido conjuntivo laxo que se conoce como lámina propia, misma que a su vez está rodeada por capas concéntricas de músculo liso, de orientación circunferencial y luego longitudinal con respecto al eje del intestino (capas musculares circular y longitudinal, respectivamente). El intestino tiene, además, una rica dotación de vasos sanguíneos, terminaciones nerviosas y vasos linfáticos, los cuales son importantes en su función.

El epitelio del intestino también se especializa más en una forma de maximizar el área de superficie disponible para la absorción de nutrimentos. En todo el intestino delgado, existen pliegues de prolongaciones digitiformes llamadas vellosidades (fig. 25-2). Entre éstas se encuentran las invaginaciones conocidas como criptas. Las células precursoras que dan origen tanto a las células epiteliales de la cripta como el de la vellosidad residen hacia la base de las criptas e intervienen en la renovación completa del epitelio cada varios días. De hecho, el epitelio del tubo digestivo es uno de los tejidos del cuerpo que se divide con mayor rapidez. Las células hijas experimentan divisiones celulares en las criptas y luego se desplazan hacia afuera, rumbo a las vellosidades, donde con el tiempo se desprenden y se pierden en las heces.

Las células epiteliales de la vellosidad también son notables por las microvellosidades extensas que caracterizan sus membranas apicales. Estas microvellosidades están dotadas de un glucocáliz denso (el borde “en cepillo”) que probablemente protege a las células en cierta medida de los efectos de las enzimas digestivas. De hecho, algunas enzimas digestivas también son parte del borde “en cepillo”, al constituir proteínas ligadas a la membrana. Estas “hidrolasas del borde en cepillo” realizan los pasos finales de la digestión de nutrientes específicos.

SECRECIÓN SALIVAL

La primera secreción con la cual tienen contacto los alimentos ingeridos es la saliva; ésta es producida por tres pares de glándulas salivales (parótida, submandibular y sublingual) que drenan sus secreciones hacia la cavidad bucal. Ella contiene diversos componentes orgánicos, los cuales inician la digestión (sobre todo del almidón, mediado por la amilasa) y protegen la cavidad bucal de bacterias (como la inmunoglobulina A y la lisozima). Las secreciones de las tres glándulas difieren en su proporción relativa de componentes proteínicos y mucinosos, lo cual es consecuencia del número relativo de células serosas y mucosas de los ácinos salivales.

La saliva sirve para lubricar el bolo alimenticio a (facilitada por las mucinas); además es hipotónica, en comparación con el plasma, así como también alcalina; esta última característica es importante para neutralizar cualquier secreción gástrica que refluye hacia el esófago. Las glándulas salivales constan de porciones terminales ciegas (ácinos); éstas generan la secreción primaria que contiene los componentes orgánicos disueltos en un líquido, el cual básicamente tiene una composición idéntica a la del plasma. Las glándulas salivales son de hecho muy activas cuando reciben una estimulación máxima, al secretar su propio peso en saliva cada minuto. Para lograr esto, se hallan ricamente dotadas de vasos sanguíneos circundantes, los cuales se dilatan cuando se inicia la secreción salival. Después se modifica la composición de la saliva, conforme fluye desde los ácinos hacia fuera a los conductos que finalmente confluyen y la liberan en la cavidad bucal. Se extraen iones sodio (Na⁺) y aniones de cloro (Cl^–), y se añaden iones potasio (K⁺) y bicarbonato. Dado que los conductos son relativamente impermeables al agua, la pérdida de cloruro de sodio (NaCl) vuelve hipotónica la saliva, sobre todo a bajas intensidades de secreción. A medida que aumenta la tasa de secreción, se dispone de menos tiempo para la extracción de cloruro de sodio y aumenta la tonicidad de la saliva, pero siempre permanece un poco hipotónica con respecto al plasma. En general, los tres pares de glándulas salivales que drenan hacia la cavidad bucal abastecen de 1 000 a 1 500 ml de saliva por día.

La secreción salival es controlada casi de manera exclusiva por influencias neurales y la rama parasimpática del sistema nervioso autónomo desempeña el papel más destacado (fig. 25-3). Los impulsos simpáticos modifican levemente la composición de la saliva (sobre todo al incrementar el contenido proteínico), pero tienen poca influencia en el volumen. La secreción es desencadenada por reflejos, los cuales son estimulados por el acto físico de la masticación, pero en realidad aquélla es iniciada incluso antes que la comida sea llevada a la boca, como resultado de impulsos centrales activados por imaginar la comida, verla u olerla. De hecho, la secreción salival puede ser fácilmente condicionada, como en los experimentos clásicos de Pavlov, en los cuales se condicionó a los perros para salivar en respuesta a una campana al relacionar este estímulo con un alimento. La secreción salival también es desencadenada por la náusea, pero se inhibe al temer o durante el sueño.

La saliva realiza diversas funciones muy importantes: facilita la deglución, mantiene húmeda la boca, sirve de solvente para las moléculas que estimulan las papilas gustativas, ayuda a la rapidez al facilitar los movimientos de los labios y la lengua, y conserva la boca y los dientes limpios. La saliva también posee alguna acción antibacteriana y los pacientes con salivación deficiente (xerostomía) manifiestan caries dental con una frecuencia mayor en comparación con la normal. Los amortiguadores presentes en aquélla ayudan a preservar el pH oral en 7.0, aproximadamente.

SECRECIÓN GÁSTRICA

El alimento es almacenado en el estómago, mezclado con ácido, moco y pepsina; aquél se libera a una velocidad controlada y constante hacia el duodeno (Recuadro clínico 25-1).

CONSIDERACIONES ANATÓMICAS

En la figura 25-4 se muestra la anatomía macroscópica del estómago. La mucosa gástrica contiene muchas glándulas profundas. En el cardias y la región pilórica, las glándulas secretan moco. En el cuerpo del estómago, incluido el fondo, las glándulas contienen células parietales (oxínticas), las cuales secretan ácido clorhídrico y factor intrínseco, así como células principales (zimógenas, pépticas), que secretan pepsinógenos (fig. 25-5). Estas secreciones se mezclan con el moco secretado por las células presentes en los cuellos de las glándulas. Algunas de estas glándulas desembocan en una cámara co-mún (fosa gástrica), la cual a su vez hace lo mismo en la superficie de la mucosa. Las células mucosas secretan moco junto con HCO₃^– en la superficie del epitelio entre las glándulas.

El estómago tiene abundante riego sanguíneo y linfático. La inervación parasimpática se deriva de los nervios vagos y, la simpática, del plexo celiaco.

ORIGEN Y REGULACIÓN DE LAS SECRECIONES GÁSTRICAS

El estómago añade un volumen importante de jugos digestivos a la comida. Al igual que la secreción salival, el estómago de hecho se prepara para recibir la comida antes de ingerirla realmente, durante la llamada fase cefálica, la cual puede estar influida por las preferencias alimentarias. En seguida, aparece una fase gástrica de la secreción; ella es cuantitativamente la más importante y, por último, hay una fase intestinal, una vez que el alimento ha salido del estómago. Cada fase es regulada de modo esencial por factores locales y distantes desencadenantes.

Las secreciones gástricas (cuadro 25-1) se originan en las glándulas presentes en la pared del estómago; éstas drenan hacia su luz y también en las células de la superficie que secretan principalmente moco y bicarbonato para proteger al estómago e impedir que se digiera a sí mismo, lo mismo que sustancias conocidas como péptidos “en trébol”, los cuales estabilizan la capa de moco y bicarbonato. Las secreciones glandulares del son diferentes en diversas regiones del órgano. Las más características se derivan de las glándulas del fondo o del cuerpo del estómago. Éstas contienen células parietales distintivas, que secretan ácido clorhídrico y factor intrínseco, y las células principales, las cuales producen pepsinógenos y lipasa gástrica (fig. 25-5). El ácido secretado por las células parietales sirve para esterilizar la comida y también para comenzar la hidrólisis de macromoléculas alimentarias. El factor intrínseco es importante en la absorción subsiguiente de vitamina B₁₂, o coba-lamina. El pepsinógeno es el precursor de la pepsina, la cual inicia la digestión de proteínas. Asimismo, la lipasa comienza la digestión de los lípidos de los alimentos.

Se conocen tres estímulos principales para la secreción gástrica; cada uno de ellos desempeña una función específica en hacer concordar la tasa de secreción con las necesidades fisiológicas (fig. 25-6). La gastrina es una hormona liberada por las células G del antro gástrico tanto en respuesta a un neurotransmisor específico secretado por las terminaciones nerviosas entéricas, conocido como péptido liberador de gastrina (GRP) o bombesina, en respuesta a la presencia de oligopéptidos en la luz gástrica. Luego, la gastrina es transportada a través de la circulación sanguínea hasta las glándulas del fondo gástrico, donde se une a los receptores no sólo en las células parietales (y posiblemente las principales) para la secreción activa, sino también en las células semejantes a las células enterocromafines (ECL), las cuales se hallan en la glándula y liberan histamina, la cual también activa la secreción de la célula parietal al unirse a los receptores de histamina H₂. Por último, las células parietales y las principales también pueden ser estimuladas por la acetilcolina, la cual es liberada por las terminaciones nerviosas entéricas en el fondo gástrico.

Durante la fase cefálica de la secreción gástrica, la secreción es activada de manera predominante por los impulsos vagales los cuales se originan en la región encefálica conocida como complejo vagal dorsal, el cual coordina los impulsos provenientes de los centros superiores. Los impulsos vagales eferentes hacia el estómago liberan luego péptido liberador de gastrina y acetilcolina, iniciando con ello la función secretora. Sin embargo, antes que la comida entre en el estómago, hay algunos factores adicionales desencadenantes y, por tanto, es limitada la cantidad de secreción. Por otra parte, una vez ingerido el alimento, los componentes de la misma estimulan la liberación sustancial de gastrina y la presencia física de la comida también distiende el estómago y activa los receptores de la distensión, lo cual provoca un reflejo “vagovagal”, así como uno local que intensifica más la secreción. La presencia de comida amortigua la acidez gástrica, lo cual, por lo demás, serviría de señal inhibidora de la retroalimentación para interrumpir la secreción consecutiva a la liberación de somatostatina, hormona inhibidora tanto de las células G como de las células semejantes a las células enterocromafines, y de la secreción por las propias células parietales (fig. 25-6). Esto quizá constituye un mecanismo decisivo por el cual se termina la secreción gástrica después que el alimento se desplaza desde el estómago hasta el intestino delgado.

Las células parietales gástricas tienen un alto grado de especialización en su tarea singular de secretar ácido concentrado (fig. 25-7). Las células están llenas de mitocondrias que suministran energía para impulsar la H,K-ATPasa apical, o bomba de protones, la cual desplaza los hidrogeniones fuera de la célula parietal, en contra de un gradiente de concentración de más de 1 millón de veces. En reposo, las bombas de protones están secuestradas dentro de la célula parietal en una serie de compartimientos de membrana, los cuales se conocen como tubulovesículas. Por otra parte, cuando la célula parietal comienza a secretar, estas vesículas se fusionan con las invaginaciones de la membrana apical, conocidas como canalículos, con amplificación sustancial del área de la membrana apical y con posicionamiento de las bombas de protones para comenzar la secreción de ácido (fig. 25-8). La membrana apical contiene conductos de potasio, que suministran los iones potasio que se intercambian con hidrogeniones, así como los conductos de cloro que proporcionan la diferencia de iones para la secreción de HCl (fig. 25-9). La generación de protones también se acompaña de la liberación de cantidades equivalentes de iones de bicarbonato hacia la circulación sanguínea que, como se verá, serán utilizados más tarde para neutralizar la acidez gástrica una vez efectuada su función (fig. 25-9).

Cada uno de los tres agonistas de la célula parietal (gastrina, histamina y acetilcolina) se une a receptores diferentes en la membrana basolateral (fig. 25-8). La gastrina y la acetilcolina favorecen la secreción al elevar las concentraciones citosólicas de calcio libre, en tanto la histamina aumenta el 3´,5´-monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) intracelular. El efecto neto de estos segundos mensajeros es el transporte y los cambios morfológicos ya descritos. Sin embargo, es importante tener presente que las dos vías diferentes para la activación son sinérgicas y tienen un efecto más que aditivo sobre las tasas de secreción, cuando están presentes de manera simultánea histamina más gastrina, o acetilcolina, o las tres. La importancia fisiológica de este sinergismo es la posibilidad de estimular altas tasas de secreción con cambios relativamente pequeños en la disponibilidad de cada uno de los estímulos. El sinergismo tiene importancia terapéutica en virtud de que la secreción puede inhibirse de manera notable mediante el bloqueo de la acción de sólo uno de los factores desencadenantes (más a menudo el de la histamina, a través de los antagonistas de H₂, los cuales son fármacos ampliamente utilizados para tratar los efectos adversos de la secreción gástrica excesiva, como lo es el reflujo.

La secreción gástrica añade unos 2.5 L/día al contenido intestinal. Sin embargo, pese a su volumen sustancial y control delicado, las secreciones gástricas son indispensables para la digestión y la absorción completa de una comida, con la excepción de la absorción de cobalamina. Esto ilustra una faceta importante de la fisiología digestiva, es decir, el hecho de que la capacidad de digestión y absorción notablemente superan las necesidades normales. Por otra parte, si se reduce por largo tiempo la secreción gástrica, los individuos pueden manifestar mayor susceptibilidad a las infecciones adquiridas por la vía oral.

SECRECIÓN PANCREÁTICA

El jugo pancreático contiene enzimas, las cuales son de primordial importancia en la digestión (cuadro 25-2). Su secreción es controlada en parte por un mecanismo reflejo y, parcialmente, por las hormonas gastrointestinales secretina y colecistocinina (CCK).

CONSIDERACIONES ANATÓMICAS

La porción del páncreas que secreta jugo pancreático es una glándula alveolar (acinar) compuesta parecida a las glándulas salivales. Los gránulos que contienen las enzimas digestivas (gránulos de zimógeno) se forman en la célula y son descargados por exocitosis (cap. 2) de los vértices de la célula hacia las luces de los conductos pancreáticos (fig. 25-10). Los canículos de los conductos pequeños confluyen en un solo conducto (conducto pancreático de Wirsung), el cual suele unirse al colédoco para formar la ampolla de Vater (fig. 25-11). La ampolla desemboca en la papila duodenal y su orificio es envuelto por el esfínter de Oddi. Algunos individuos tienen un conducto pancreático accesorio (conducto de Santorini), el cual entra en una porción más proximal del duodeno.

COMPOSICIÓN DEL JUGO PANCREÁTICO

Éste es alcalino (cuadro 25-3) y posee un elevado contenido de HCO₃^– (aproximadamente 113 meq/L en comparación con 24 meq/L en el plasma). Cada día se secretan alrededor de 1 500 ml de jugo pancreático. Los jugos biliares e intestinales también son neutrales o alcalinos y estas tres secreciones neutralizan el ácido gástrico, con lo cual se incrementa el pH del contenido duodenal de 6.0 a 7.0. Para el tiempo en que el quimo llega al yeyuno, su pH es casi neutral, pero en escasas ocasiones el contenido intestinal es alcalino.

El jugo pancreático contiene también diversas enzimas digestivas, pero muchas de ellas son liberadas en forma inactiva para ser activadas cuando llegan al interior (luz) del intestino (consúltese el capítulo 26). Las enzimas son activadas después del desdoblamiento proteolítico por acción de la tripsina, que constituye en sí una proteasa pancreática liberada en la forma de un precursor inactivo (tripsinógeno).

Es evidente el peligro potencial de la liberación de una pequeña cantidad de tripsina hacia el páncreas; la reacción en cadena resultante produciría enzimas activas que podrían digerir dicho órgano. Por tanto, no sorprende que el páncreas normalmente contenga un inhibidor de la tripsina.

Otra enzima activada por la tripsina es la fosfolipasa A₂. Esta enzima desdobla un ácido graso de la fosfatidilcolina, formando así lisofosfatidilcolina. Ésta lesiona las membranas celulares. Se ha propuesto una hipótesis, en la cual en la pancreatitis aguda, una enfermedad grave y a veces letal, la fosfolipasa A₂ es activada prematuramente en los conductos pancreáticos, con la formación de lisofosfatidilcolina a partir de fosfatidilcolina que es un componente normal de la bilis. Esto produce la destrucción del tejido pancreático y la necrosis del tejido adiposo circundante.

En las situaciones normales, pequeñas cantidades de enzimas digestivas pancreáticas se filtran hacia la circulación, pero en la pancreatitis aguda, se elevan de modo notable las concentraciones de enzimas digestivas en la circulación sanguínea. Por tanto, la valoración de la concentración plasmática de amilasa o lipasa es útil para el diagnóstico de la enfermedad.

REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN DE JUGO PANCREÁTICO

La secreción del jugo pancreático está sujeta sobre todo a control hormonal. La secretina actúa sobre los conductos pancreáticos y produce una secreción copiosa de un jugo pancreático muy alcalino, el cual es rico en HCO₃^– y deficiente en enzimas. El efecto en las células de los conductos se debe a un incremento en el cAMP intracelular. La secretina también estimula la secreción de bilis. La colecistocinina actúa sobre las células acinares y causa la liberación de gránulos de zimógeno y la producción de jugo pancreático rico en enzimas, pero con volumen reducido. Su efecto es mediado por la fosfolipasa C (cap. 2).

En la figura 25-12 se muestra la respuesta a la secretina intravenosa. Obsérvese que conforme aumenta el volumen de secreción pancreática, desciende su concentración de cloro y se incrementa su concentración de HCO₃^–. Aunque este último es secretado en los conductos pequeños, se resorbe en los conductos grandes en intercambio por cloro (fig. 25-13). La magnitud del intercambio es inversamente proporcional a la tasa de flujo.

Al igual que la colecistocinina, la acetilcolina actúa sobre las células acinares a través de la fosfolipasa C y produce la descarga de gránulos de zimógeno, en tanto la estimulación de los vagos genera secreción de una pequeña cantidad de jugo pancreático rico en enzimas. Se dispone de pruebas indicativas de una secreción refleja condicionada, mediada por fibras vagales, para la secreción de jugo pancreático en respuesta a la vista o el olfato del alimento.

SECRECIÓN BILIAR

Una secreción adicional importante para la función digestiva, la bilis, se origina en el hígado. Los ácidos biliares que contiene son importantes para digerir y absorber los lípidos. Además, la bilis sirve de líquido excretor decisivo, mediante el cual el organismo elimina los productos terminales liposolubles del metabolismo, así como los xenobióticos liposolubles. La bilis es la única vía por la cual el organismo puede deshacerse del colesterol (sea en su forma natural o tras su conversión en ácidos biliares). En este capítulo y en el siguiente, se describe la función de la bilis como líquido digestivo. En el capítulo 28, se presenta un análisis más general de las funciones transportadoras y metabólicas del hígado.

Bilis

Ésta se encuentra constituida por ácidos biliares, pigmentos biliares y otras sustancias disueltas en una solución electrolítica alcalina semejante al jugo pancreático. Cada día se secretan aproximadamente 500 ml. Algunos de los componentes de la bilis se reabsorben en el intestino y luego son excretados de nuevo por el hígado (circulación enterohepática).

Los glucurónidos de los pigmentos biliares, bilirrubina y biliverdina, confieren el color amarillo dorado a la bilis. En el capítulo 28, se describe con detalle la formación de estos productos de desintegración de la hemoglobina. Al considerar a la bilis como una secreción que interviene en la digestión, destacan los ácidos biliares que constituyen sus elementos más importantes. El organismo los sintetiza a partir del colesterol y los secreta en la bilis conjugados con glicina o taurina, un derivado de la cisteína.

En la figura 25-14 se enuncian los cuatro ácidos biliares principales que se encuentran en el ser humano. En común con la vitamina B, el colesterol, diversas hormonas esteroideas y los glucósidos digitálicos, los ácidos biliares contienen el núcleo esteroideo (cap. 20). Los dos principales ácidos biliares (primarios), los cuales se forman en el hígado, corresponden al ácido cólico y el ácido quenodesoxicólico. En el colon, las bacterias convierten ácido cólico en ácido desoxicólico, y el ácido quenodesoxicólico, en ácido litocólico. Además, se forman pequeñas cantidades de ácido ursodesoxicólico a partir del ácido quenodesoxicólico. El ácido ursodesoxicólico es un tautómero de ácido quenodesoxicólico en la posición 7. Dada su formación por acción bacteriana, los ácidos desoxicólico, litocólico y ursodesoxicólico se denominan ácidos biliares secundarios.

Las sales biliares realizan varias acciones importantes: reducen la tensión superficial y, junto con los fosfolípidos y los monoglicéridos, intervienen en la emulsificación de los líquidos como preparación para su digestión y absorción en el intestino delgado (cap. 26). Son anfipáticas, es decir, tienen dominios hidrófilos e hidrófobos; una superficie de la molécula es hidrófila por cuanto el enlace peptídico polar y los grupos carboxilo e hidroxilo se encuentran en otra superficie; en tanto, la otra superficie es hidrófoba. Como consecuencia, las sales biliares tienden a formar discos cilíndricos denominados micelas (fig. 25-15). Las porciones hidrófilas de las sales biliares están dirigidas hacia fuera y, las partes hidrófobas, hacia dentro. Por encima de una determinada concentración, denominada concentración micelar crítica, todas las sales biliares añadidas a una solución forman micelas. Noventa a noventa y cinco por ciento de las sales biliares se absorbe en el intestino delgado.

Los ácidos biliares, una vez desconjugados, se absorben por medio de difusión no iónica, pero muchos son absorbidos en sus formas conjugadas, en el íleon terminal (fig. 25-16) por un sistema de cotransporte extraordinariamente eficiente de sodio-sales biliares (ABST, bile salt cotransport system), cuya actividad es impulsada de modo secundario por la baja concentración de sodio intracelular establecida por la ATPasa de sodio y potasio basolateral.

El cinco a 10% restante de las sales biliares entra en el colon y es convertido en sales de ácido desoxicólico y ácido litocólico. El litocolato es relativamente insoluble y se excreta principalmente en las heces; sólo 1% se absorbe. Sin embargo, el desoxicolato sí se absorbe.

Las sales biliares absorbidas son transportadas de nuevo al hígado en la vena porta y vuelven a excretarse en la bilis (circulación enterohepática) (fig. 25-16). Aquellas que se eliminan en las heces, son restituidas por la síntesis hepática; la tasa normal de síntesis de sales biliares es de 0.2 a 0.4 g/día. El fondo común total de sales biliares de aproximadamente 3.5 g se recicla de manera repetida a través de la circulación enterohepática; se ha calculado que todo el fondo común se recicla dos veces por comida y de seis a ocho veces por día.

TRANSPORTE INTESTINAL DE LÍQUIDOS Y ELECTRÓLITOS

El intestino en sí proporciona un ambiente líquido en el cual pueden ocurrir los procesos de digestión y absorción. Luego, cuando se ha acumulado la comida, el líquido utilizado durante la digestión y la absorción es requerido de nuevo por el transporte a través del epitelio con el propósito de evitar la deshidratación. El agua se desplaza de manera pasiva hacia dentro y hacia fuera de la luz gastrointestinal, impulsada por gradientes electroquímicos establecidos por el transporte activo de iones y otros solutos. En el periodo subsiguiente a una comida, gran parte de la recaptación de líquido es impulsada por el transporte acoplado de nutrientes, como la glucosa, con iones sodio. En el lapso entre los alimentos, los mecanismos de absorción se centran de modo exclusivo en torno a los electrólitos. En los dos casos, los flujos de líquido secretado en gran parte son impulsados por el transporte activo de iones de cloruro hacia la luz, aunque en general todavía predomina la absorción.

En el cuadro 25-4 se resume el equilibrio global de agua en el tubo digestivo. Cada día se presenta a los intestinos alrededor de 2 000 ml de líquido ingerido más 7 000 ml de secreciones de la mucosa del tubo digestivo y de las glándulas que desembocan en el mismo. Noventa y nueve por ciento de este líquido se reabsorbe y hay una pérdida diaria de éste de sólo 200 ml en las heces.

En el intestino delgado, el transporte activo secundario de sodio es importante para lograr la absorción de glucosa, algunos aminoácidos y otras sustancias, como los ácidos biliares (véase antes). Por lo contrario, la presencia de glucosa en la luz intestinal facilita la reabsorción de sodio. En el periodo interdigestivo, cuando no existen nutrientes en la luz intestinal, se absorben sodio y cloruro de manera conjunta desde la luz, mediante la actividad acoplada de un intercambiador de sodio-hidrógeno (NHE) y de un intercambiador de cloruro-bicarbonato en la membrana apical, en un llamado mecanismo electroneutral (fig. 25-17). Luego le sigue el agua para mantener un equilibrio osmótico. Es más, en el colon, se expresa un mecanismo electrógeno adicional para la absorción de sodio, sobre todo en el colon distal. En este mecanismo, el sodio entra por la membrana apical a través de un conducto epitelial de sodio (ENaC) que es idéntico al expresado en el túbulo distal del riñón (fig. 25-18). Esto apuntala la propiedad del colon para deshidratar las heces y asegura que el organismo pierda sólo una pequeña porción de la carga de líquido que se utiliza diariamente para la digestión y la absorción de las comidas. Luego de una dieta baja en sal, el incremento de la expresión del conducto epitelial de sodio en respuesta a la aldosterona, aumenta la habilidad para recuperar el sodio de las heces.

Pese al predominio de los mecanismos de absorción, la secreción ocurre de manera constante en todo el intestino delgado y el colon para ajustar la fluidez local de contenido intestinal según sea necesario para la mezcla, la difusión y el desplazamiento del alimento y sus residuos, a todo lo largo del tubo digestivo. El cloruro normalmente entra en los enterocitos desde el líquido intersticial a través de cotransportadores de Na⁺-K⁺-2Cl^– presentes en sus membranas basolaterales (fig. 25-19) y el cloruro es secretado luego hacia la luz intestinal a través de los conductos regulados por diversas proteínas cinasas. El conducto del regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR), el cual está alterado en la fibrosis quística, es más importante desde el punto de vista cuantitativo y es activado por la proteína cinasa A y, por tanto, por el cAMP (Recuadro clínico 25-2).

El agua se desplaza hacia dentro o hacia fuera del intestino hasta que la presión osmótica del contenido intestinal iguala la del plasma. La osmolalidad del contenido duodenal puede ser hipertónica o hipotónica, lo cual depende de la comida ingerida, pero para el tiempo en que el alimento ingresa al yeyuno, su osmolalidad es parecida a la del plasma. Esta osmolalidad se conserva en el resto del intestino delgado; las partículas osmóticamente activas producidas por la digestión son retiradas mediante absorción y el agua es desplazada pasivamente fuera del intestino a través del gradiente osmótico generado de esta manera. En el colon, el ion sodio es bombeado fuera y el agua se desplaza de manera pasiva con el mismo, de nuevo mediante el gradiente osmótico. Los catárticos salinos, como el sulfato de magnesio, son sales que se absorben de modo deficiente y retienen su equivalente osmótico de agua en el intestino, lo cual eleva el volumen intestinal y, como consecuencia, con un efecto laxante.

Parte del ion potasio es secretado hacia la luz intestinal, sobre todo como un componente del moco. Los conductos del ion potasio se hallan en la membrana del lumen y también en la basolateral de los enterocitos y el colon; de esta manera, se secreta potasio hacia el colon. Además, este ion se desplaza pasivamente a través de su gradiente electroquímico. La acumulación de ion potasio en el colon es neutralizada parcialmente por la bomba H⁺, K⁺-ATPasa que opera en la membrana luminal de las células del colon distal, con el consiguiente transporte activo de iones potasio hacia las células. No obstante, la pérdida de líquidos ileales y colónicos en la diarrea crónica puede causar hipopotasemia grave. Cuando el aporte alimentario de potasio es elevado por un periodo prolongado, aumenta la secreción de aldosterona y una mayor cantidad de este elemento entra a la luz colónica. Esto se debe en parte a la aparición de más bombas de Na, K⁺-ATPasa en las membranas basolaterales de las células, con el aumento del potasio intracelular y la difusión de éste a través de las membranas luminales de las células.

Las diversas funciones del tubo digestivo, que comprenden secreción, digestión y absorción (cap. 26) y motilidad (cap. 27) deben ser controladas de una manera integrada para asegurar una asimilación exigente de los nutrientes después de una comida. Se conocen tres modalidades principales para la regulación del sistema digestivo; éstas operan de una manera complementaria y aseguran la función apropiada. En primer lugar, la regulación endocrina es mediada por la liberación de hormonas originada por factores desencadenantes relacionados con la comida. Estas hormonas son transportadas a través de la circulación sanguínea y modifican la actividad de un segmento distante del tubo digestivo, un órgano que drena hacia el mismo (p. ej., el páncreas), o ambos. En primer lugar, algunos mediadores similares no son tan estables que persistan en la circulación sanguínea, pero en cambio modifican la función de las células en la zona local donde son liberados, de una manera paracrina. Por último, el sistema intestinal está dotado de extensas conexiones neurales. Éstas comprenden las conexiones con el sistema nervioso central (inervación extrínseca), pero también la actividad de un sistema nervioso entérico en gran parte autónomo que comprende las neuronas tanto sensoriales como secretoras-motrices. El sistema nervioso entérico integra los impulsos centrales que van al intestino, pero también puede regular de manera independiente la función intestinal en respuesta a cambios en el medio luminal. En algunos casos, la misma sustancia puede mediar el control por vías endocrinas, paracrinas y neurocrinas (p. ej., véase adelante colecistocinina).

Los polipéptidos biológicamente activos secretados por las células nerviosas y glandulares en la mucosa funcionan de una manera paracrina, pero también entran en la circulación. La valoración de sus concentraciones sanguíneas después de una comida ha esclarecido las funciones que desempeñan estas hormonas gastrointestinales en la regulación de la secreción y en la motilidad del sistema digestivo.

Cuando se proporcionan altas dosis de hormonas, sus acciones se superponen. Sin embargo, sus efectos fisiológicos al parecer son relativamente distintivos. Con base en la similitud estructural y, en cierto grado, en la semejanza de la función, las hormonas clave se clasifican en una de dos familias: la familia de la gastrina, cuyos principales miembros son la gastrina y la colecistocinina; y la familia de la secretina, cuyos principales miembros son secretina, glucagon, péptido intestinal vasoactivo (VIP, de hecho un neurotransmisor, o compuesto neurocrino) y el polipéptido inhibidor gástrico (GIP, también conocido como péptido insulinotrópico dependiente de glucosa). También hay otras hormonas que no se clasifican fácilmente en estas familias.

CÉLULAS ENTEROENDOCRINAS

Se han identificado más de 15 tipos de células enteroendocrinas secretoras de hormonas en la mucosa del estómago, el intestino delgado y el colon. Muchas de éstas secretan sólo una hormona y se identifican con letras (células G, células S, y otras). Algunas más sintetizan serotonina o histamina y se denominan células semejantes a las células enterocromafines (ECL), respectivamente.

GASTRINA

La gastrina es elaborada por las células G en la porción antral de la mucosa gástrica (fig. 25-20). Dichas células tienen forma de matraz, con una base amplia, la cual contiene muchos gránulos de gastrina, y un vértice estrecho que llega a la superficie mucosa. Las microvellosidades se proyectan desde el extremo apical hasta la luz. Los receptores que median las respuestas de gastrina a los cambios en el contenido gástrico están presentes en las microvellosidades. Otras células del tubo digestivo secretoras de hormonas tienen características morfológicas similares. La precursora de la gastrina, la preprogastrina, es segmentada en fragmentos de diversos tamaños.

Tres fragmentos principales contienen residuos de 34, 17 y 14 aminoácidos. Todos poseen la misma configuración carboxilo-terminal (cuadro 25-5). A estas formas también se les conoce como gastrinas G 34, G 17 y G 14, respectivamente. Otra modalidad es el tetrapéptido carboxilo-terminal y también hay una forma de gran tamaño que se extiende en el amino terminal y contiene más de 45 residuos de aminoácidos. Una forma de modificación es la sulfación de la tirosina que es el sexto residuo de aminoácido del carboxilo-terminal. En sangre y tejidos, se hallan cantidades más o menos iguales de formas no sulfatadas y sulfatadas, y éstas son igualmente activas.

Otro derivado es la amidación de la fenilalanina, en el carboxilo terminal, que posiblemente mejora la estabilidad de péptidos en el plasma al tornarlos resistentes a las carboxipeptidasas.

Existen algunas diferencias en la actividad de los diversos componentes y las proporciones de éstos también difieren en los variados tejidos en los cuales se encuentra la gastrina. Esto indica que distintas formas se ajustan a diferentes acciones. Sin embargo, lo único posible de concluir por el momento es que la G 17 es la principal modalidad en lo referente a la secreción de ácido gástrico. El tetrapéptido carboxilo-terminal tiene todas las actividades de la gastrina, pero sólo 10% de la fuerza de la G 17.

La G 14 y la G 17 tienen vidas medias de 2 a 3 min en la circulación, en tanto la G 34 muestra una vida media de 15 min. Las gastrinas son inactivadas principalmente en el riñón y el intestino delgado.

A dosis altas, la gastrina lleva a cabo varias actividades, pero sus principales acciones fisiológicas son la estimulación de la secreción de ácido gástrico y de pepsina, así como la estimulación del crecimiento de la mucosa del estómago, el intestino delgado y el colon (acción trófica). La secreción de gastrina es afectada por el contenido gástrico, la intensidad de descarga de los nervios vagos y los factores presentes en la circulación sanguínea (cuadro 25-6). La atropina no inhibe la respuesta de la gastrina a una comida de prueba en seres humanos, por cuanto el transmisor secretado por las fibras vagales posganglionares que inervan a las células G es el péptido liberador de gastrina (véase adelante) más que la acetilcolina. La secreción de gastrina también aumenta por la presencia de los productos de la digestión de las proteínas en el estómago, sobre todo los aminoácidos, los cuales tienen una acción directa sobre las células G. La fenilalanina y el triptófano son muy eficaces. La gastrina actúa a través de un receptor (CCK-B), que está relacionado con el receptor primario (CCK-A) para la colecistocinina (véase adelante); ello posiblemente traduce la semejanza estructural de las dos hormonas y puede originar algunas acciones “de traslape” si aparecen cantidades excesivas de una u otra hormona (por ejemplo como en el caso de un tumor secretor de gastrina, o un gastrinoma).

El ácido que se encuentra en el antro inhibe la secreción de gastrina, en parte por un efecto directo sobre las células G y en parte por la liberación de somatostatina, un inhibidor relativamente potente de la secreción de gastrina. El efecto del ácido es la base de un circuito de retroalimentación negativa, el cual regula la secreción de gastrina. El aumento de la secreción de la hormona incrementa la secreción de ácido, pero después este último, mediante un mecanismo de retroalimentación, impide una mayor secreción de gastrina. En trastornos como la anemia perniciosa, en la cual están lesionadas las células gástricas secretoras de ácido, ocurre un aumento crónico de la secreción de gastrina.

COLECISTOCININA

La colecistocinina (CCK) es secretada por las células I de la mucosa de la porción alta del intestino delgado. Lleva a cabo muchas acciones en el tubo digestivo, pero la más importante al parecer es la estimulación de la secreción de enzimas pancreáticas, la contracción de la vesícula biliar (actividad por la cual recibe su nombre) y la relajación del esfínter de Oddi, que permite el flujo de bilis y jugo pancreático hacia la luz intestinal.

Al igual que la gastrina, la colecistocinina muestra tanto macroheterogeneidad como microheterogeneidad. La preprocolecistocinina es procesada en muchos fragmentos. Una colecistocinina de gran tamaño contiene 58 residuos de aminoácido (CCK 58). Además, hay péptidos de colecistocinina con 39 residuos de aminoácido (CCK 39) y con 33 residuos de aminoácido (CCK 33), varias formas con 12 (CCK 12) o un poco más residuos de aminoácidos y una modalidad que posee ocho residuos de aminoácido (CCK 8). Todas estas formas tienen los mismos cinco aminoácidos en el carboxilo-terminal que la gastrina (cuadro 25-5). El tetrapéptido carboxilo-terminal (CCK 4) también existe en los tejidos. El carboxilo-terminal es amidado y la tirosina, la cual es el séptimo residuo de aminoácido del carboxilo-terminal, es sulfatada. A diferencia de la gastrina, no se ha encontrado la forma no sulfatada de la colecistocinina en los tejidos. Sin embargo, tal vez se presente la modificación de otros residuos de aminoácidos en la colecistocinina. La vida media de esta última en la circulación es de unos 5 min, pero se sabe poco sobre su metabolismo.

Además de su secreción por las células I en el intestino alto, la colecistocinina se encuentra en nervios, íleon distal y colon. También se halla en las neuronas cerebrales, sobre todo la corteza cerebral, así como en los nervios de muchas partes del organismo (cap. 7). En el cerebro, tal vez intervenga en la regulación de la ingestión de alimento y al parecer se relaciona con la aparición de ansiedad y analgesia.

Además de las acciones primarias, la colecistocinina aumenta la actividad de la secretina al producir secreción de un jugo pancreático alcalino. También inhibe el vaciamiento gástrico, ejerce un efecto trófico sobre el páncreas, incrementa la síntesis de enterocinasa y puede aumentar la motilidad del intestino delgado y el colon. Hay algunas pruebas indicativas de que, junto con la secretina, eleva la contracción del esfínter pilórico, lo cual evita el reflujo del contenido duodenal hacia el estómago. Se han identificado dos receptores de colecistocinina. Los receptores de CCK-A están ubicados principalmente en la periferia, en tanto los receptores de CCK-A y CCK-B (gastrina) se encuentran en el cerebro. Los dos activan la fosfolipasa C, causando mayor producción de trifosfato de inositol (IP₃) y diacilglicerol (DAG) (cap. 2).

La secreción de colecistocinina aumenta por el contacto de la mucosa intestinal con los productos de la digestión, sobre todo los péptidos y los aminoácidos, así como por la presencia de ácidos grasos que contienen más de 10 átomos de carbono en el duodeno. Asimismo, hay dos factores proteínicos que activan la secreción de colecistocinina, conocidos como péptido liberador de colecistocinina y péptido monitor, los cuales se derivan de la mucosa intestinal y el páncreas, respectivamente. Puesto que los jugos biliar y pancreático que entran en el duodeno en respuesta a la colecistocinina intensifican la digestión de proteínas y lípidos, y los productos de esta digestión estimulan de modo adicional la secreción de colecistocinina, opera una especie de retroalimentación positiva en el control de la secreción de esta hormona. Sin embargo, la retroalimentación positiva se termina cuando los productos de la digestión se desplazan a las porciones más bajas del tubo digestivo, y también porque el péptido liberador de colecistocinina y el péptido monitor son desintegrados por enzimas proteolíticas una vez que éstas ya no se utilizan para la digestión de las proteínas alimentarias.

SECRETINA

La secretina ocupa una posición singular en la historia de la fisiología. En 1902, Bayliss y Starling demostraron por primera vez que el efecto excitador de la estimulación duodenal sobre la secreción pancreática se debía a un factor presente en la circulación sanguínea. Su investigación llevó a la identificación de la primera hormona, la secretina. También señalaron que muchas sustancias químicas podrían ser secretadas por las células en el organismo y pasar a la circulación para afectar órganos localizados a determinada distancia. Starling introdujo el término hormona para clasificar estos “mensajeros químicos”. La endocrinología moderna es la prueba de lo acertado de esta hipótesis.

La secretina es secretada por las células S, las cuales están situadas en la parte profunda de las glándulas de la mucosa de la porción superior del intestino delgado. La estructura de la secretina (cuadro 25-5) es diferente a la de la colecistocinina y de la gastrina, pero muy similar a las del glucagon, la glicentina y el péptido inhibidor gástrico (no mostrado). Sólo se ha aislado una forma de secretina y los fragmentos de la molécula puestos a prueba hasta el momento son inactivos. Su vida media es de unos 5 min, pero es poco lo que se sabe sobre su metabolismo.

La secretina aumenta la secreción de bicarbonato por las células de los conductos del páncreas y los conductos biliares. Por consiguiente, genera un líquido pancreático acuoso y alcalino. Su acción sobre las células del conducto pancreático es mediada a través del cAMP. También aumenta la acción de la colecistocinina para producir la secreción pancreática de enzimas digestivas; disminuye la secreción de ácido gástrico y puede causar la contracción del esfínter pilórico.

La secreción de secretina se incrementa por los productos de la digestión de las proteínas y gracias al ácido que baña la mucosa de la parte alta del intestino delgado. La liberación de secretina por ácido es otro ejemplo del control por retroalimentación: la secretina hace que el jugo pancreático alcalino fluya hacia el duodeno, con neutralización del ácido del estómago e inhibición de la secreción adicional de la hormona.

PÉPTIDO INHIBIDOR GÁSTRICO

Éste contiene 42 residuos de aminoácido y es elaborado por las células K en la mucosa del duodeno y el yeyuno. Su secreción es estimulada por la glucosa y los lípidos presentes en el duodeno, y puesto que en dosis altas impide la secreción y la motilidad del estómago, se denomina péptido inhibidor gástrico. Sin embargo, hoy en día, en apariencia no posee una actividad inhibidora gástrica importante cuando se utiliza en cantidades pequeñas equiparables a las observadas después de una comida. En tanto, se observó que el péptido inhibidor gástrico estimula la secreción de insulina. La gastrina, la colecistocinina, la secretina y el glucagon muestran este efecto, pero dicho péptido es el único de éstos que estimula la secreción de insulina cuando se proporcionan a dosis generadoras de concentraciones sanguíneas equiparables a las producidas por la glucosa oral. Por este motivo, a menudo se le denomina polipéptido insulinotrópico dependiente de glucosa. El GLP-1 (7-36) derivado del glucagon (cap. 24) también estimula la secreción de insulina y se considera más potente, en este sentido, comparado con el péptido inhibidor gástrico. Por tanto, es posible que también sea una hormona estimuladora de células B del tubo digestivo.

En la figura 25-21 se resume la acción integrada de gastrina, colecistocinina, secretina y péptido inhibidor gástrico en la facilitación de la digestión y la utilización de los nutrientes absorbidos.

PÉPTIDO INTESTINAL VASOACTIVO

Éste contiene 28 residuos de aminoácido (cuadro 25-5). Se encuentra en nervios del tubo digestivo y, por tanto, en sí no constituye una hormona, pese a sus similitudes con la secretina. El péptido intestinal vasoactivo se encuentra en la sangre, en la cual tiene una vida media de unos 2 min. En el intestino, estimula de modo notable la secreción intestinal de electrólitos y, por tanto, de agua. Otras de sus acciones comprenden la relajación del músculo liso intestinal, incluidos los esfínteres; la dilatación de los vasos sanguíneos periféricos, y la inhibición de la secreción de ácido gástrico. También se encuentra en cerebro y en muchos nervios autonómicos (cap. 7), donde suele hallarse en las mismas neuronas que la acetilcolina. Potencia la acción de esta última en las glándulas salivales. Sin embargo, el péptido intestinal vasoactivo y la acetilcolina no coexisten en neuronas que inervan otras partes del tubo digestivo. Se han descrito los tumores secretores de péptido intestinal vasoactivo (VIPomas) en los pacientes con diarrea grave.

MOTILINA

La motilina es un polipéptido de 22 residuos de aminoácidos que es liberado por las células enterocromafines y las células Mo en el estómago, el intestino delgado y el colon. Actúa sobre los receptores acoplados a la proteína G en las neuronas entéricas del duodeno y el colon y su inyección produce contracciones del músculo liso de estómago e intestinos en el lapso entre comidas (véase cap. 27).

SOMATOSTATINA

Ésta, la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento que originalmente se aisló en el hipotálamo, es secretada como una sustancia paracrina por las células D de los islotes pancreáticos (cap. 24) y por las células D similares en la mucosa del tubo digestivo. Se encuentra en los tejidos de dos formas, como somatostatina 14 y como somatostatina 28, y las dos son secretadas. La somatostatina inhibe la secreción de gastrina, péptido intestinal vasoactivo, péptido inhibidor gástrico, secretina y motilina. Su secreción es estimulada por el ácido presente en el lumen y probablemente funciona de una manera paracrina al mediar la inhibición de la secreción de gastrina generada por ácido. También inhibe la secreción exocrina pancreática; la liberación de ácido gástrico y la motilidad; la contracción de la vesícula biliar, así como la absorción de glucosa, aminoácidos y triglicéridos.

OTROS PÉPTIDOS GASTROINTESTINALES

Péptido YY

En el capítulo 24 se describe la estructura del péptido YY. Éste impide la secreción de ácido gástrico y la motilidad y quizá sea el péptido inhibidor gástrico (fig. 25-21). Su liberación por el yeyuno es estimulada por los lípidos.

Otros

La grelina es secretada principalmente por el estómago y al parecer desempeña una función importante en el control central de la ingestión de alimento (véase cap. 26). También estimula la secreción de hormona del crecimiento por su acción directa sobre los receptores en la hipófisis (cap. 18).

La sustancia P (cuadro 25-5) se encuentra en las células endocrinas y nerviosas del tubo digestivo y puede entrar en la circulación sanguínea. Aumenta la motilidad del intestino delgado. El neurotransmisor péptido liberador de gastrina contiene 27 residuos de aminoácido y los 10 residuos de aminoácido en su carboxilo-terminal son casi idénticos a los de la bombesina de anfibio. Se presenta en las terminaciones del nervio vago que terminan en las células G y es el neurotransmisor generador de los incrementos de la secreción de gastrina mediados por el vago. El glucagon proveniente del tubo digestivo puede intervenir (por lo menos en parte) en la hiperglucemia observada después de una pancreatectomía.

La guanilina es un polipéptido digestivo que se une a la guanilil ciclasa. Está constituido por 15 residuos de aminoácidos (cuadro 25-5) y es secretado por las células de la mucosa intestinal. La estimulación de dicha ciclasa aumenta la concentración de 3′,5′-monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) intracelular y éste, a su vez, produce mayor secreción de cloruros hacia la luz intestinal. La guanilina al parecer posee acción paracrina predominante y es elaborada en las células que se encuentran desde el píloro hasta el recto. En un ejemplo interesante de mimetismo molecular, la enterotoxina termoestable de algunas cepas de E. coli productoras de diarrea, tiene una estructura muy similar a la guanilina y activa los receptores de guanilina en el intestino. Tales receptores también se hallan en riñones, hígado y sistema reproductor de la mujer; la guanilina quizá posea un efecto endocrino en la regulación del desplazamiento de líquido en estos tejidos y, sobre todo, para integrar las acciones del intestino y los riñones.

Dos redes principales de fibras nerviosas son intrínsecas al tubo digestivo: el plexo mioentérico (plexo de Auerbach), situado entre la capa externa de músculo longitudinal y la media de músculo circular, y el plexo submucoso (plexo de Meissner), ubicado entre la capa circular media y la mucosa (fig. 25-1). En conjunto, estas neuronas constituyen el sistema nervioso entérico. El sistema contiene unas 100 millones de neuronas sensoriales, interneuronas y motoneuronas en el ser humano, dado que muchas se encuentran en toda la médula espinal, y el sistema probablemente se visualiza mejor como una parte desplazada del sistema nervioso central (SNC) que se ocupa de la regulación de la función digestiva. A veces aquél se designa con el término “pequeño cerebro” por este motivo. Está conectado con el sistema nervioso central mediante fibras parasimpáticas y simpáticas, pero puede funcionar de manera autónoma sin estas conexiones (véase adelante). El plexo mientérico inerva las capas de músculo liso longitudinal y circular, y se ocupa principalmente del control motor, en tanto el plexo submucoso inerva el epitelio glandular, las células endocrinas intestinales y los vasos sanguíneos de la submucosa e interviene principalmente en el control de la secreción intestinal. Los neurotransmisores en el sistema son la acetilcolina, las aminas noradrenalina y serotonina, el ácido aminobutírico γ (GABA), la purina trifosfato de adenosina (ATP), los gases óxido nítrico (NO) y monóxido de carbono (CO) y muchos diferentes péptidos y polipéptidos. Algunos de tales péptidos generan una acción paracrina y algunos ingresan al torrente circulatorio, convirtiéndose en hormonas. No es de sorprender que la mayoría de ellos también se encuentren en el cerebro.

INERVACIÓN EXTRÍNSECA

El intestino recibe una inervación extrínseca doble del sistema nervioso autónomo con acción colinérgica parasimpática, la cual por lo general aumenta la actividad del músculo liso intestinal y reduce la actividad noradrenérgica simpática a la vez que produce la contracción de los esfínteres. Las fibras parasimpáticas preganglionares constan de unas 2 000 eferentes vagales y otras eferentes en los nervios sacros. Casi siempre terminan en células nerviosas colinérgicas de los plexos mientérico y submucoso. Las fibras simpáticas son posganglionares, pero muchas de ellas concluyen su trayecto en neuronas colinérgicas posganglionares, donde la noradrenalina que secretan inhibe la secreción de ACh al activar los receptores presinápticos α₂. En apariencia, otras fibras simpáticas terminan directamente en las células de músculo liso intestinal. El capítulo 5 describe las propiedades eléctricas del músculo liso intestinal. Se conocen otras fibras que inervan los vasos sanguíneos, con producción de vasoconstricción. Al parecer los vasos sanguíneos intestinales están provistos de una inervación doble: tienen una inervación noradrenérgica extrínseca y otra intrínseca de las fibras del sistema nervioso entérico.

El péptido intestinal vasoactivo y el óxido nítrico son algunos de los mediadores en la inervación intrínseca que al parecer, entre otras funciones, son los encargados del incremento del flujo sanguíneo local (hiperemia) que acompaña a la digestión de alimentos. No se ha dilucidado si los vasos sanguíneos poseen inervación colinérgica adicional.

El sistema inmunitario de la mucosa fue mencionado en el capítulo 3, pero lo señalaremos de nuevo en este apartado, porque la continuidad del interior del intestino con el entorno externo, hace que el sistema gastrointestinal constituya una puerta importante para la penetración de infecciones. De forma similar, el intestino se beneficia de las interacciones en un conjunto complejo de bacterias comensales (no patógenas) que desempeñan funciones metabólicas beneficiosas y también incrementan la resistencia a los patógenos. Ante esta estimulación microbiana constante no cabe la sorpresa de que el intestino de los mamíferos haya terminado por ser un conjunto especializado de mecanismos inmunitarios innatos y adaptativos para diferenciar elementos útiles, de los inútiles. Por tal razón, la mucosa intestinal contiene más linfocitos que los que están en la circulación sanguínea y también un gran número de células de inflamación que están situadas para defender inmediatamente a la mucosa en caso de transgresión de las defensas epiteliales. Es posible que las células inmunitarias y sus productos también intervengan decisivamente en la función fisiológica del epitelio, las células endocrinas, nervios y músculos de fibra lisa, particularmente en tiempos de infección y si se perpetúan las respuestas inmunitarias apropiadas como las enteropatías inflamatorias (véase el capítulo 3).

Un comentario final y general que debe hacerse sobre el sistema digestivo, tiene que ver con las características circulatorias singulares de éste.

El flujo sanguíneo a estómago, intestinos, páncreas e hígado está dispuesto en una serie de circuitos paralelos y toda la sangre de los intestinos y el páncreas drena a través de la vena porta hacia el hígado (fig. 25-22).

La sangre de intestinos, páncreas y bazo drena a través de la vena porta hepática hacia el hígado y desde este órgano, mediante las venas hepáticas, hasta la vena cava inferior. Vísceras e hígado reciben alrededor de 30% del gasto cardiaco a través del tronco celiaco y las arterias mesentéricas superior e inferior. El órgano hepático recibe alrededor de 1 300 ml/min de la vena porta y 500 ml/min de la arteria hepática durante el ayuno, en tanto el riego portal aumenta todavía más después de las comidas.

RESUMEN DEL CAPÍTULO

• El sistema digestivo se desarrolló como una vía de acceso para permitir la absorción controlada de nutrientes en los organismos multicelulares. Tiene una continuidad funcional con el medio externo.

• Las secreciones digestivas sirven para modificar clínicamente los componentes de las comidas (en particular, las macromoléculas) de manera que sus componentes puedan absorberse a través del epitelio. Los elementos constitutivos de los alimentos están sujetos a la acción sucesiva de la saliva, el jugo gástrico, el jugo pancreático y la bilis, los cuales contienen enzimas, iones, agua y otros compuestos especializados.

• El intestino y los órganos que drenan hacia éste generan unos 8 L de líquido al día, que se añaden al agua consumida con los alimentos y las bebidas. La mayor parte de este líquido se reabsorbe, dejando sólo alrededor de 200 ml que se pierden en las heces. La secreción y la absorción de líquido dependen del transporte epitelial activo de iones o nutrientes o ambos.

• Las funciones del sistema digestivo son reguladas de manera integrada por mecanismos endocrinos, paracrinos y neurocrinos. Las hormonas y los factores paracrinos son liberados por células enteroendocrinas en respuesta a señales que coinciden con la ingestión de las comidas.

• El sistema nervioso entérico transmite la información desde el sistema nervioso central hasta el tubo digestivo, pero también a menudo puede activar las respuestas programadas de la secreción y la motilidad de una manera autónoma.

• El intestino alberga un extenso sistema inmunitario de la mucosa que regula respuestas a microbiotas complejos que normalmente viven en su interior, y que también defiende al organismo de la invasión de patógenos.

• El intestino tiene una circulación singular, por lo cual la mayor parte de su flujo venoso de salida no regresa directamente al corazón, sino más bien es dirigido al principio al hígado a través de la vena porta.