Motilidad gastrointestinal

Parte 1
Motilidad gastrointestinal
Capítulo 1.1. Estructura muscular y nerviosa del aparato digestivo
Capítulo 1.2. Control nervioso y hormonal del tubo digestivo
Capítulo 1.3. Función sensitiva del tubo digestivo
1
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Capítulo 1.1
Estructura muscular y nerviosa
del aparato digestivo
A. Álvarez Sánchez y M. Díaz-Rubio
El estudio de la motilidad gastrointestinal, tanto fisiológica
como patológica, requiere un acercamiento global a la morfología del tubo digestivo. Lejos de comportarse como una “vía
de paso”, el tubo digestivo posee funciones específicas. Dado
que éste es una estructura muscular básicamente en toda su
longitud, es necesario un estudio detallado de las características y de la disposición de la estructura muscular a lo largo
del mismo. Esta disposición, si bien mantiene una estructura
básica, tiene diferentes connotaciones en cada segmento del
tubo digestivo. El conocimiento de dichas características especiales permitirá una mejor comprensión de los trastornos
motores digestivos.
◨ D
isposición histológica general
del tubo digestivo
El tracto gastrointestinal embrionario es un tubo epitelial
procedente casi exclusivamente del endodermo que termina
en dos fondos de saco, caudal y craneal de origen ectodérmico,
que posteriormente formarán la cavidad bucal y la anal. A
partir de la pared epitelial del esbozo embrionario se formará
la mucosa, con capacidad secretora y de absorción, junto a
diversos tipos glandulares. El mesodermo origina las diferentes
paredes del tubo digestivo, incluidas las de revestimiento seroso
del mismo y el tejido de sostén vascularizado.
mientras que la externa es longitudinal. La función de la
muscularis mucosae está en relación con la facilitación de
los movimientos localizados de la mucosa.
La capa submucosa está constituida por tejido conectivo laxo
y elástico en cuyo interior están plexos sanguíneos y de fibras
nerviosas (plexo de Meissner). Su función principal es la de
unir la mucosa con la capa muscular.
La capa muscular está formada por dos capas de fibras
­musculares lisas. La capa más interna tiene una disposición circular y posee mayor anchura que la externa, que a
su vez tiene una disposición longitudinal. Esta estructura
muscular es la responsable de la mayor parte de la propulsión del contenido digestivo a lo largo del tracto gastrointestinal.
La serosa o adventicia, formada por tejido mesotelial, se
funde con el tejido conectivo de las estructuras adyacentes o
mantenido libre en suspensión por los mesenterios.
Al nacimiento, la pared del tubo digestivo está constituida por
cuatro capas fundamentales: mucosa, submucosa, muscular
y serosa.
La mucosa presenta a su vez tres capas claramente diferenciadas: epitelio, lámina propia –tejido conectivo de soporte– y
muscularis mucosae. Esta última es su capa más externa
y habitualmente está formada por dos grupos finos de fibras
musculares lisas intercaladas por tejido conectivo en cantidad
variable (Fig. 1). La capa interna de este músculo es circular,
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Figura 1. Detalle de la pared intestinal (segunda porción duodenal),
en la que se aprecian: muscularis mucosae (mm), capa circular (C) y
capa longitudinal (L) (tinción con hematoxilina-eosina. Preparación
cortesía de I. Carrión. Servicio de Anatomía Patológica. Hospital Clínico
San Carlos. Madrid).
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Trastornos Motores del Aparato Digestivo
◨ Esófago
◮ Músculo estriado
El esófago es un tubo muscular de aproximadamente 25 cm
de longitud, casi recto, en la mayor parte de su trayecto,
salvo los 2 a 4 cm distales de localización intratorácica. Sus
funciones son básicamente mecánicas: permitir el paso del
bolo alimenticio al estómago.
La musculatura estriada faríngea y la esofágica superior son
una excepción a la constante general sobre la voluntariedad
de la contracción en el músculo estriado. Ya que la inervación del músculo esofágico es a partir principalmente de
fibras parasimpáticas vagales (sistema nervioso autónomo),
la deglución es en parte un acto involuntario reflejo. Se
inicia de forma voluntaria con la musculatura estriada de
la cavidad oral y se continúa de forma involuntaria a pesar
del predominio de músculo estriado en la zona faríngea y
esofágica superior. El esfínter esofágico superior mantiene
una contracción tónica, demostrada manométricamente por
una zona de alta presión de 2 a 4,5 cm aproximadamente2.
Correlacionando datos radiológicos, esta zona de alta presión
es producida por el músculo cricofaríngeo junto a la porción
caudal del constrictor inferior de la faringe y por las fibras
circulares del cuerpo superior del esófago3.
El músculo estriado esofágico comienza en la parte más distal
del músculo cricofaríngeo.
Existen dos capas: una externa orientada longitudinalmente
y otra más delgada e interna de orientación circular (Fig. 2).
Este menor grosor a la altura de la capa circular en comparación con la longitudinal es un dato característico de la
estructura muscular esofágica que no coincide con el resto
del tubo digestivo. Los haces musculares de estas capas siguen
un curso espiral y/u oblicuo4, 5.
Fibras musculares de orientación longitudinal y con origen
en la zona posterolateral del músculo cricofaríngeo siguen un
curso oblicuo posterior y se unen a 3 cm de la región posterior
del cartílago cricoides. Estas inserciones forman el triángulo
de Laimer, que es un área del cuerpo esofágico desprovista en
su totalidad de fibras musculares de orientación longitudinal.
Microscópicamente (Fig. 3), la musculatura estriada esofágica
consta de fibras de gran diámetro en el esófago alto y más
pequeñas en su porción distal5. La célula muscular estriada es
alargada y multinucleada. Existe abundante tejido conjuntivo
de soporte que permite también la unión entre las diferentes
fibras musculares. La mayoría de las fibras musculares estriadas
son de tipo 2, es decir, de contracción rápida, siendo este dato
confirmado con técnicas manométricas convencionales2.
Histológicamente (Fig. 2) presenta la disposición general
de todo el tubo digestivo con algunas variaciones debidas
a la función especial que posee1. Al no estar recubierto de
peritoneo, en lugar de serosa propiamente dicha la capa más
externa es una adventicia cuya función es la unión con las
estructuras vecinas.
◨ Estructura muscular esofágica
Las especiales características de la motilidad esofágica y sus
implicaciones fisiopatológicas están íntimamente relacionadas con la naturaleza de la musculatura que presenta dicho
órgano en toda su longitud. La capa muscular esofágica
tiene un grosor aproximado de 0,5 a 2,5 mm. La faringe,
el esfínter esofágico superior y una longitud no constante
del cuerpo esofágico por debajo de este último están compuestos de músculo estriado. Aproximadamente entre 2 y
4 cm del esófago superior están básicamente compuestos de
musculatura estriada. Desde esa distancia hasta el esfínter
esofágico inferior la capa muscular esofágica está constituida básicamente por músculo liso. Los dos tipos musculares se mezclan en una porción no constante del esófago
medio.
◮ Músculo liso
Figura 2. Imagen a bajo aumento del tercio superior de esófago. C: capa
circular y L: capa longitudinal (tinción con hematoxilina-eosina. Preparación cortesía de I. Carrión. Servicio de Anatomía Patológica. Hospital
Clínico San Carlos. Madrid).
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Al igual que con el músculo estriado, las fibras musculares
lisas se disponen en el esófago con una capa externa longitudinal y otra interna circular.
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Estructura muscular y nerviosa del aparato digestivo
Figura 3. Detalle a mayor aumento de las fibras musculares estriadas a
la altura del tercio superior del esófago (tinción con hematoxilina-eosina.
Preparación cortesía de I. Carrión. Servicio de Anatomía Patológica. Hospital Clínico San Carlos. Madrid).
Asimismo siguen el mismo tipo de disposición en espiral. Los
miocitos están aislados y se conectan gracias a la orientación
de los haces de fibras; éstos a su vez están separados del tejido
conectivo (Fig. 4).
La presencia del esfínter esofágico inferior ha sido discutida
durante mucho tiempo por muchos autores. El estudio clásico
de Liebermann-Meffert et al.1 de la anatomía muscular del
esófago demostró la presencia de un grueso anillo gastroesofágico de músculo oblicuo desde la curvatura menor hasta
la mayor, con un grosor de hasta 3 cm. Este anillo coincide
con la transición de los pliegues gástricos transversales con
los pliegues longitudinales esofágicos.
Las fibras musculares de la capa circular interna no forman
anillos pero sí brazaletes cortos semilunares transversos que
se entrecruzan con otras fibras en la cara anterior y posterior
de la pared esofágica. Esta descripción anatómica coincide
con hallazgos manométricos y endoscópicos1, 3.
Microscópicamente, el músculo liso está compuesto por células
fusiformes de un solo núcleo. Las células musculares lisas
están ordenadas unas con otras de forma que la porción media
(más gruesa) se complementa con los extremos delgados de
las células colaterales1. El sarcoplasma muscular liso es muy
rico en mitocondrias, que están dispuestas, sobre todo, cerca
de los polos de los núcleos. Las fibras musculares lisas son
en su mayoría de contracción lenta (tipo 1)6.
◨ Estómago
A diferencia del esófago, que tiene funciones principalmente
mecánicas, el estómago tiene funciones más complejas
(almacenamiento y preparación del bolo alimentario para
su posterior absorción intestinal), lo que condiciona unas
características especiales del tejido muscular gástrico.
El estómago es un órgano sacular con una capacidad de
1.500 a 2.000 cm. Está dividido en varias regiones anatómi­
cas: cardias, fundus, cuerpo, antro o porción distal y píloro
o canal pilórico. Las curvaturas mayor y menor tienen más
importancia que la puramente descriptiva: la primera casi
carece de fijaciones con los tejidos vecinos, lo que posibilita
una mayor movilidad, y la segunda es la zona de entrada de
los grandes vasos y nervios al estómago.
◮ Estructura muscular gástrica
Figura 4. Delimitación de la capa muscular en el tercio inferior del
esófago. Fibras circulares (C) y fibras longitudinales (L) (tinción con
hematoxilina-eosina. Preparación cortesía de I. Carrión. Servicio de Anatomía Patológica. Hospital Clínico San Carlos. Madrid).
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Durante el desarrollo embrionario las capas musculares
gástricas se ordenan según la norma general de todo el aparato digestivo, es decir: musculatura circular, musculatura
longitudinal y muscularis mucosae. El estómago presenta,
en contraste con otros segmentos del tracto gastrointestinal,
una capa de fibras musculares oblicuas6.
En el momento del nacimiento, el grosor de la capa muscular
gástrica varía según la región anatómica del estómago de la
que se trate. Así, en la proximidad del píloro suele estar en
torno a 4 mm, mientras que en la parte más alta del fundus
gástrico sólo presenta 0,25-0,40 mm.
Las fibras longitudinales son la continuación de las de la pared
esofágica y están justo por debajo de la serosa. Están dirigidas
paralelamente al eje del estómago. Forman una cubierta
continua pero no uniforme. A la altura de cardias y píloro
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Trastornos Motores del Aparato Digestivo
tienen mayor grosor, pero van adelgazándose progresivamente
en tanto se alejan de ambas referencias anatómicas.
Por debajo de las fibras longitudinales aparecen las fibras
circulares, que sí forman una capa completa y uniforme.
Esta capa de fibras musculares es una continuación de la
capa homónima de la pared esofágica. Las fibras aumentan
en número conforme se acercan a la región pilórica para
formar el esfínter pilórico, de estructura anular con proyección
dentro de la cavidad7.
La capa circular, debido a su uniformidad y grosor, es la más
importante de toda la estructura muscular gástrica.
Más internamente aparecen fibras oblicuas, que, al igual que
las longitudinales, tampoco forman una capa completa en
toda la cavidad gástrica. Estas fibras son más numerosas a la
altura del cardias (Fig. 5) y disminuyendo progresivamente
a medida que se dirigen caudalmente en bandas anchas pa­
ralelas hasta la región pilórica. Su ausencia es constante a la
altura de curvatura menor1. Se ha destacado la importancia
de estas fibras oblicuas cardiales como parte integral del
esfínter esofágico inferior10.
◨ Intestino delgado
El intestino delgado tiene una estructura tubular de 4 a 6 m
de longitud. Se divide macroscópicamente en duodeno, yeyuno
e íleon. El calibre del intestino delgado disminuye distalmente
de forma progresiva. El duodeno tiene una longitud aproximada de 20 a 25 cm y salvo los primeros centímetros está fijo
alrededor del páncreas. Se continúa con el yeyuno para seguir
con el íleon, que abarca los tres quintos distales del intestino
delgado. Los tres segmentos tienen la misma estructura básica,
con las cuatro capas comunes a todo el tubo digestivo, siendo
la mucosa la más importante y especializada, dado que la
función básica de este segmento digestivo es la absorción de
los productos finales de la digestión, así como completarla.
◮ Estructura muscular del intestino delgado
La estructura muscular del intestino delgado posee una gran
importancia, ya que es la responsable de mantener el relieve
adecuado de la capa mucosa, la distribución fina del quimo,
la propulsión y la mezcla del contenido intestinal mediante
los movimientos peristálticos2.
La muscularis mucosae tiene en el intestino delgado más
importancia que en otros segmentos del tubo digestivo. Posee
más grosor en promedio (Fig. 1) y está formada por redes de
fibras elásticas con dos capas musculares: una de orientación
circular y otra de orientación longitudinal8. Su contracción
aumenta la altura de los pliegues de la mucosa y por ello la
superficie de absorción, con lo que participa activamente en
el mezclado del contenido intestinal.
Figura 5. Sección de la pared gástrica adyacente al cardias donde se
observa la aparición de fibras musculares en disposición oblicua (tinción
con hemoxilina-eosina. Preparación cortesía de I. Carrión. Servicio de
Anatomía Patológica. Hospital Clínico San Carlos. Madrid).
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La capa muscular intestinal está formada por una capa interna
circular y otra externa longitudinal. Entre las dos hay una
capa de tejido conjuntivo donde aparece el plexo mientérico.
La capa longitudinal es más delgada que la circular y ésta es
a su vez más fina a medida que se acerca al colon. La capa
circular se dispone en forma de anillos que se superponen
y al contraerse producen estrangulaciones. Éstas inician los
movimientos peristálticos, coincidiendo con un acortamiento
de la musculatura longitudinal.
En la porción distal del íleon, la capa muscular se engrosa y
forma el esfínter ileocecal, que la mayoría del tiempo perma­
nece parcialmente contraído. Anatómicamente, la válvula ileo-
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Estructura muscular y nerviosa del aparato digestivo
cecal es una hendidura de aproximadamente 1 cm de longitud
y limitada por dos labios, uno superior y otro inferior, unidos ambos por sus extremos anterior y posterior. La válvula
ileocecal es el resultado de una “invaginación embrionaria
parcial” del intestino delgado en el ciego. Cada uno de los
labios o valvas está constituido por dos capas superpuestas:
una central dependiente del íleon y otra periférica perteneciente al ciego. Estas valvas carecen de serosa y de fibras
musculares de disposición longitudinal. Las fibras longitudinales procedentes del íleon al aproximarse a la válvula se
proyectan en 90° para continuarse con las fibras longitudinales
del colon. A su vez, la serosa pasa directamente del íleon al
ciego sin tomar parte en la formación de la válvula ileocecal.
Esta singular disposición anatómica permite cumplir a la
válvula ileocecal su doble función: dejar paso al contenido
digestivo del intestino delgado al colon e impedir el movimiento retrógrado.
◨ Intestino grueso
El intestino grueso se extiende desde el ciego hasta el ano,
mide 1,4 a 1,8 m y su diámetro disminuye progresivamente.
Su pared tiene una estructura más simple que el resto del
tubo digestivo. Su función principal es la reabsorción de agua
y electrólitos y la eliminación final del contenido digestivo.
La estructura histológica básica es similar a la del resto de
segmentos del tubo digestivo, con la característica fundamental y diferenciadora de ausencia de vellosidades intestinales
en la mucosa y formación de grandes pliegues. Del mismo
modo, la muscularis mucosae del intestino grueso está más
desarrollada que la del intestino delgado7. Está dispuesta en
una capa interna circular y una externa cuyas fibras son
mixtas: es decir, longitudinales y oblicuas. Algunos fascículos
de fibras procedentes de la muscularis mucosae pasan a la
submucosa en ciego y recto8.
tras, que son verdaderos sacos. Internamente, las “haustras”
se separan entre sí por pliegues semilunares de orientación
transversal originados por la contracción de la capa circular
y la muscularis mucosae.
En la disposición de la musculatura circular se encuentra
una novedad anatómica que permite que el intestino grueso,
a diferencia del delgado, pueda desarrollar movimientos tanto
anterógrados como retrógrados: la musculatura circular del
intestino grueso está segmentada por septos radiales oblicuos
y no tienen la formación de anillos superpuestos del intestino
delgado (Fig. 6).
En el recto la capa de fibras longitudinales, dispuestas en
tres cintas en el resto del intestino grueso, se ensanchan y
establecen contacto entre sí formando una sola capa que
ocupa toda la circunferencia, que en las zonas laterales es
algo más delgada. La capa de fibras circulares carece de
un desarrollo uniforme en toda la pared rectal. Así, en la
ampolla rectal es más delgada que en el resto. Por debajo de
la misma vuelve a engrosarse formando el esfínter interno.
Este esfínter, formado por músculo liso, está bajo control
involuntario y tiene una contracción tónica que mantiene
parcialmente cerrado el canal anal.
En el ano existen tres capas de fibras musculares: una capa
circular (músculo liso) situada externamente a la capa
mucosa, otra capa circular (músculo estriado) que forma el
esfínter anal externo y unas fibras musculares lisas dispues­
tas longitudinalmente que descienden entre los dos esfínteres
y acaban en el tejido subcutáneo anal. El esfínter interno,
básicamente constituido por fibras longitudinales lisas, es re­
◮ Estructura muscular del intestino grueso
La pared del intestino grueso se compone de dos capas: circular
interna y longitudinal externa. La capa muscular del intestino
grueso difiere de la del intestino delgado en la disposición
especial de la capa de fibras longitudinales, que, a excepción
del apéndice y recto, no forman una túnica uniforme y continua, sino tres cintas longitudinales equidistantes denominadas “tenias”, visibles macroscópicamente en la superficie
externa del colon. La contracción de las tenias acorta el intestino grueso y facilita los movimientos anterógrados. Entre
las tenias, la pared intestinal forma las denominadas haus-
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Figura 6. Zona de transición entre recto (R) y canal anal (A). Se observa la disposición oblicua de la capa muscular circular (C) (tinción
con hematoxilina-eosina. Preparación cortesía de I. Carrión. Servicio de
Anatomía Patológica. Hospital Clínico San Carlos. Madrid).
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Trastornos Motores del Aparato Digestivo
forzado con fascículos (lisos y estriados) procedentes del sacro
(músculo retractor anal), la uretra (músculo rectouretral) y
el elevador del ano. La contracción del músculo elevador del
ano permite la contracción del esfínter anal externo. En la
continencia anal tiene un papel fundamental la estructura
muscular del suelo pélvico. Está formado por el músculo
elevador del ano (con un fascículo a cada lado del recto),
de características estriadas y por tanto de carácter voluntario.
Este músculo está compuesto por fibras puborrectales, pubococcígeas e ileococcígeas que se juntan en la zona posterior
por el pequeño músculo coccígeo.
tos se complementan por plexos secundarios y terciarios con
una distribución por toda la pared del tubo digestivo pero
de forma desigual. Así, en el esófago el plexo submucoso
es casi inexistente, en el estómago escaso y en el intestino
delgado y grueso más denso. Los plexos nerviosos secundarios
y terciarios están poco desarrollados en el esófago aumentan
su concentración a partir del antro gástrico para llegar a
una concentración máxima en el intestino y finalmente en
el recto su desarrollo resulta mínimo.
◮ Estructura nerviosa general del tubo
digestivo
1. Liebermann-Meffert D, Allgower M, Schmid P, et al. Muscular
equivalent of the lower oesophageal sphincter. Gastroenterology. 1979;
76:31-8.
De forma general, en la inervación del tubo digestivo participan dos componentes. En primer lugar, una estructura intrínseca formada por los plexos submucosos y mientéricos, y
después una estructura extrínseca constituida por el sistema
nervioso autónomo (simpático y parasimpático)6.
La inervación parasimpática se extiende por sus vías craneal
y sacra. A su vez, la vía craneal comprende el nervio glosofaríngeo y el nervio vago; la inervación de ambos llega hasta
el colon derecho. La vía sacra procede del plexo pélvico e
inerva junto a los nervios pudendos (encargados de inervar
las estructuras del suelo pélvico) el resto del colon y el recto.
El sistema simpático se inicia a nivel toracolumbar y a través de los nervios esplácnicos llega a los ganglios celíaco y
mesentérico superior e inferior.
La base de la inervación intrínseca del tubo digestivo reside
en los denominados “plexos submucosos y mientéricos”. És­
2. Álvarez Sánchez A, Rey Díaz-Rubio E, Díaz-Rubio M. El esófago.
En: Treguerres JAF, editor. Fisiología Humana. Madrid: McGraw-Hill
Interamericana; 2005. p. 688-93.
1.ª prueba
LibroDigestivo.indb 8
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2nd ed. Edinburgh: Churchill Livingstone; 1993. p. 3-9.
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Interamericana; 1994. p. 622-44.
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Capítulo 1.2
Control nervioso y hormonal del tubo digestivo
E. Rey Díaz-Rubio, M. Díaz-Rubio y Á. Álvarez Sánchez
El aparato digestivo cumple numerosas funciones, pero su
misión última es la incorporación de agua, electrólitos y
nutrientes. El agua y los electrólitos se absorben fácilmente,
pero la mayoría de los nutrientes necesitan ser previamente
procesados para que puedan ser absorbidos; este proceso requiere
la acción de determinadas secreciones del tubo digestivo y de
los movimientos que posibilitan la mezcla, el triturado y el
transporte. El objeto de la motilidad digestiva es generar los
movimientos que dan lugar a la mezcla, la trituración y el
transporte de los alimentos mediante patrones de contracción
y relajación de los músculos de la pared del tubo digestivo.
Para que estos movimientos resulten eficientes es necesario
que se adecúen a la función requerida en cada momento
y que sean coordinados. Para ello es preciso un sistema de
control que se encargue de la selección del patrón motor y
la coordinación.
◨ Control miógeno
En el control de la motilidad digestiva intervienen el sistema
nervioso central (SNC), el sistema nervioso propio del tubo
digestivo –sistema nervioso entérico (SNE)– y algunos péptidos hormonales. Se trata de un sistema de control jerarquizado en diferentes niveles que, aunque están estrechamente
interrelacionados, mantienen un importante grado de autonomía.
El músculo liso del tracto digestivo es intrínsecamente activo
y aislado mantiene una actividad motora espontánea que
depende de un ciclo lento de actividad eléctrica continua.
Durante este ciclo la membrana se despolariza y repolariza
lentamente, dando lugar a una variación cíclica de la diferencia de potencial transmembrana que se denomina “ritmo
eléctrico basal” (REB) o “ciclo de ondas lentas”.
El primer nivel, o control miógeno, lo ejerce la propia actividad eléctrica intrínseca de las células musculares lisas de la
pared del tubo digestivo y está determinado por el ritmo eléctrico basal. El control neurógeno, segundo nivel, es el que
ejercen, por una parte, las neuronas del plexo mientérico y,
por otra, el SNC, que influye sobre estas neuronas. Existen
dos niveles de control adicionales, endocrino y paracrino, que
dependen de la acción de péptidos sintetizados en la proximidad de las células donde ejercen su acción –paracrino–
o a distancia –endocrino– (Fig. 1).
Las ondas lentas se originan en diferentes grupos celulares
a lo largo del tubo digestivo. Por ejemplo, existe un grupo
de células musculares lisas localizadas en la parte superior
de la curvatura mayor del estómago y que constituyen el
marcapasos gástrico; de hecho a las ondas lentas también
se las conoce como “ondas marcapaso” (Fig. 2). Una característica importante del REB es que se propaga de unas
células a otras, a través de zonas de contacto intercelular
de menor resistencia eléctrica (gap junctions), en sentido
oral-aboral.
1-2#Control(Rey).indd 9
En reposo, las células del músculo liso del tubo digestivo son
células alargadas con grandes núcleos centrales organizadas
en forma de haces de aproximadamente 1 mm que actúan
como unidades motoras1. Las células musculares, especialmente en la capa muscular circular, están fuertemente unidas
entre sí por uniones estrechas (gap junctions) que no sólo
mantienen físicamente unidas las células, sino que poseen
canales que permiten el intercambio rápido de iones y pequeñas moléculas. De esta forma, el conjunto de células que
forman cada capa se comporta como un sincitio funcional
en el que los potenciales eléctricos se propagan muy rápidamente en todas direcciones.
◮ Ritmo eléctrico basal
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10
Trastornos Motores del Aparato Digestivo
SNC
SN parasimpático
Hormonas
SN simpático
Sistema nervioso entérico
Control neurógeno
CIC
Músculo liso
Control miógeno
Control hormonal
Figura 1. Esquema del control de la motilidad digestiva (CIC = células intersticiales de Cajal).
La frecuencia de estas ondas lentas no es la misma en todo
el tubo digestivo2. En el esófago y en el estómago proximal
no se registran ondas lentas. La frecuencia en el estómago
distal es de tres ondas por minuto. En el intestino delgado la
frecuencia del REB es decreciente en sentido distal. El intervalo de frecuencia a esta altura, está comprendido entre las
1
2
2 mV
3
4
1 minuto
1. Contracciones lentas sostenidas
2. Marcapasos
3. Píloro
4. Contracciones peristálticas
Figura 2. Estómago y actividad eléctrica registrada en cuatro regiones
diferentes. Se observa la existencia de áreas sin actividad eléctrica (por
ejemplo, fundus) y otras eléctricamente activas.
1-2#Control(Rey).indd 10
11 ondas por minuto en el duodeno y las ocho que se registran
en el íleon. En el colon, la frecuencia está comprendida entre
tres y seis ondas por minuto.
El REB no induce necesariamente la contracción del músculo
liso porque la despolarización de la membrana no alcanza
normalmente el umbral necesario para desencadenar una
contracción muscular3. Para que ocurra la contracción es
necesario que aumente la concentración de calcio intracelular, lo que se consigue con la apertura de los canales de
calcio voltaje-dependientes. La apertura de estos canales se
produce cuando la despolarización alcanza un determinado
valor, que es la diferencia de potencial necesaria para la
apertura de canales del calcio voltaje-dependientes. Una vez
abiertos los canales, el calcio del espacio extracelular entra
en la célula, ya que hay un importante gradiente de concentración a ambos lados de la membrana celular, y se desen­
cadenan los mecanismos que dan lugar a la contracción del
músculo.
El REB ejerce su función de marcapasos al determinar la frecuencia máxima con la que pueden ocurrir las contracciones,
ya que una secuencia de potenciales originada, por ejemplo,
por la descarga de neurotransmisores sólo puede inducir la
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Control nervioso y hormonal del tubo digestivo
contracción durante la fase del ciclo en la que la despolarización es máxima. Durante la fase de hiperpolarización el
efecto aditivo no supera el umbral, por lo que no da lugar a
contracción. De esta forma, las contracciones del músculo del
tubo digestivo se sincronizan “en fase” con el REB, por lo que
también se denominan “contracciones fásicas” (Fig. 3).
Resumiendo, el REB actúa como el marcapasos del músculo
liso digestivo y es el factor que determina la frecuencia máxima
a la que se pueden producir las contracciones y que éstas sean
coordinadas. El mecanismo último es la sincronización de las
contracciones con los ciclos del REB, también conocido como
“ciclo de ondas lentas”.
◮ Células intersticiales de Cajal (CIC)
Han recibido una gran atención a lo largo de la última década
y actualmente casi nadie duda de que son las responsables de
la actividad contráctil espontánea de la musculatura intestinal4, 5 y probablemente participan en facilitar la propagación
de los potenciales eléctricos en la neurotransmisión y actúan
como mecanorreceptores6.
Actualmente se piensa que existen tres redes de CIC funcionalmente diferentes. La primera se encuentra localizada entre las
dos capas musculares, en el plexo mientérico, y corresponde a
la denominada CIC-MY. Una segunda red se encuentra en la
propia capa muscular (CIC-IM) y se encuentra directamente
inervada por neuronas entéricas efectoras. En el intestino
11
delgado, esta capa se concentra en la superficie interna de
la capa circular y recibe la denominación de CIC-DMP; se
considera una red especializada de la CIC-IM. Finalmente,
hay una tercera capa situada en la submucosa denominada
CIC-SM7.
No hay dudas de que las CIC son las responsables de la generación del REB, ya que las áreas marcapasos se corresponden
con zonas que contienen numerosas CIC y la inactivación
química de las CIC conlleva la desaparición del REB6.
Las CIC no sólo tienen un importante papel como marcapasos, sino también como mediadoras de la neurotransmisión
al músculo. Hoy en día existen múltiples evidencias para sostener la teoría de Cajal de que las CIC actúan como intermediarias en la neurotransmisión: los neurotransmisores
liberados por la neurona entérica se unirían a receptores
específicos en las CIC y éstas transmitirían a las células
musculares las señales activadoras o inhibidoras a través de
las gap junction 8.
Se ha apreciado también que las CIC son capaces de transformar las fuerzas mecánicas en corrientes eléctricas9, capacidad
que las haría comportarse como verdaderos mecanorreceptores al transferir señales a las terminaciones nerviosas10, acción
que posiblemente se relaciona con la regulación de la actividad
motora en respuesta a la distensión11, aunque su actividad no
resulta indispensable para ello12.
◨ Control neurógeno
mV
Ritmo eléctrico basal (REB)
t
Potenciales en aguja sobre el REB
t
mV
Tono basal
Actividad muscular
t
Figura 3. Potenciales de acción y contracciones físicas. Las contracciones del músculo liso digestivo ocurren cuando los potenciales coinciden
con la máxima despolarización durante el ciclo del REB.
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El control miógeno determina con qué frecuencia máxima
y en qué sentido se pueden producir las contracciones del
músculo liso digestivo, aunque no induce actividad motora
por sí mismo. Como se ha señalado, para que el REB se
acompañe de actividad motora, resulta necesaria la aparición
de potenciales de acción que están desencadenados, entre
otros, por neurotransmisores que liberan las neuronas del
plexo mientérico. Esto último es precisamente el objetivo del
control neurógeno.
El control neurógeno se ejerce desde dos niveles: uno superior,
constituido por el SNC, y el otro local, el SNE. El SNE controla
directamente la motilidad digestiva a través de programas
que determinan los distintos patrones motores. En el hombre hay 5.000.000 de neuronas, una cantidad superior a la de
la médula espinal. Esta relación de 1 a 10.000 da una idea
del grado de autonomía del SNE. La acción del SNC consiste
en modular o seleccionar la actividad motora digestiva que
está programada en el SNE.
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12
Trastornos Motores del Aparato Digestivo
◮ Sistema nervioso entérico
El SNE controla la mayoría de las funciones del tubo digestivo
con un alto grado de especialización y autonomía; tanto es
así, que coloquialmente se habla de “cerebro digestivo” para
referirse al SNE, ya que controla, coordina, programa y organiza las funciones digestivas de todo el tubo digestivo y de
las estructuras accesorias. Además, el comportamiento básico,
tanto eléctrico como sináptico, es equivalente al del cerebro.
Incluso desde el punto de vista funcional, el SNE se comporta
como si de un centro superior se tratase, ya que procesa la
información sensorial que recibe y elabora respuestas motoras
o secretoras in situ.
SNC
SN autónomo
Neuronas aferentes
Quimiorreceptores
Mecanorreceptores
Otros receptores
Interneuronas
Neuronas motoras
Músculo liso
Figura 4. Tipos de neuronas del SNE.
◐ Plexos
El SNE está organizado en plexos, diferenciándose clásicamente
el plexo mientérico (de Auerbach) y el plexo submucoso. Este
último consiste en realidad en tres plexos separados: el plexo
submucoso interno (de Meissner), situado inmediatamente
por debajo de la muscularis mucosae, el plexo submucoso
externo (de Henle), situado inmediatamente adyacente a la
capa muscular circular, y un plexo intermedio13. Funcional­
mente, su localización se corresponde bastante con la actividad esperada, ya que el plexo mientérico se encarga fundamentalmente de la regulación de las funciones motoras,
mientras que el plexo submucoso se relaciona con la actividad
de la mucosa. No obstante, actualmente se considera que el
plexo submucoso externo participa en la regulación de la
actividad motora.
interneuronas tienen proyecciones axonales de hasta 38 mm
proximalmente y hasta 68 mm distalmente, cubriendo por
tanto segmentos intestinales de hasta 10 cm15.
◐ Neurotransmisores del sistema nervioso
entérico
◐ Neuronas
Existen un gran número de neurotransmisores en el SNE.
Los principales neurotransmisores excitatorios de la actividad
motora son la acetilcolina y la sustancia P, mientras que
para la actividad secretora son la acetilcolina y el VIP. Por el
contrario, los principales neurotransmisores inhibitorios de
la actividad motora son el óxido nítrico, el ATP, el VIP y el
PACAP. Sin embargo, existen otras sustancias (tanto peptídicas como no peptídicas) que tienen una gran participación
en la regulación de la actividad motora, como serotonina,
GABA, neuroquininas o el GRF.
Los plexos del SNE están formados por varios tipos de neuronas,
que se pueden clasificar atendiendo a criterios morfológicos,
eléctricos, químicos o funcionales. Teniendo en cuenta todas
las características, existen múltiples tipos de neuronas, aunque
sólo 14 son funcionalmente importantes14 y pueden clasificarse
en tres grandes grupos (Fig. 4): las neuronas aferentes, encargadas de transmitir información desde receptores localizados
en la pared del tubo digestivo hasta el SNC y el SNE; las interneuronas, que integran las señales que llegan del SNC y del
propio sistema entérico para desencadenar el tipo de actividad
motora que debe llevarse a cabo; y las neuronas motoras, que
pueden ser excitadoras o inhibidoras y constituyen el enlace
entre las interneuronas del SNE y el músculo liso digestivo.
Este papel de las interneuronas es evidente sólo comparando
la longitud de las proyecciones axonales: mientras que las
neuronas motoras se proyectan como mucho 16 mm, las
Los neurotransmisores se sintetizan en los ribosomas de los
cuerpos de las neuronas y son almacenados en pequeñas
vesículas en las terminales presinápticas desde donde se
liberan a la hendidura sináptica. La liberación de los neurotransmisores se produce cuando un potencial de acción llega
a la terminal sináptica e induce la apertura de canales del
calcio voltaje-dependientes. La cantidad de neurotransmisor
liberada es directamente proporcional a la concentración de
calcio en el citosol de la neurona presináptica. Los neurotransmisores actúan en receptores de la célula postsináptica
y pueden producir cambios en el potencial de membrana, en
segundos mensajeros intracelulares (AMP y GMP) o variaciones en la concentración intracelular de calcio. Estos cambios
no son necesariamente excluyentes, sino que con frecuencia
están interrelacionados. En muchos casos no se conoce bien
la función específica de un determinado neurotransmisor;
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Control nervioso y hormonal del tubo digestivo
de hecho la acción de cada uno de ellos depende más del
subtipo de receptor en el que actúa que del neurotransmisor
mismo. La acetilcolina en la mayoría de los casos aumenta
la actividad gastrointestinal y provoca una activación de la
motilidad; por el contrario, las catecolaminas, como la dopamina, inhiben de forma importante la actividad motora.
El papel de la serotonina (5-HT) es mucho más complejo,
ya que actúa en subtipos de receptores muy diferentes. En el
caso de la motilidad gastrointestinal la acción agonista de
la serotonina sobre los receptores presinápticos 5-HT4 induce
la liberación de acetilcolina a la altura de las neuronas del
plexo mientérico, lo que resulta en un aumento de la actividad motora.
◐ Reflejos intrínsecos
El tubo digestivo aislado es capaz de producir una actividad
motora coordinada que depende del SNE. De estos reflejos
intrínsecos, el mejor conocido es el reflejo peristáltico, que
sirve como paradigma para la complicada estructura de
conexiones del SNE.
El reflejo peristáltico es iniciado por la estimulación química
o mecánica (Fig. 5). Esto produce la liberación de serotonina,
que estimula neuronas aferentes cuyo cuerpo celular está en
el plexo mientérico y que sinapta con interneuronas tanto
ascendentes como descendentes. La interneurona ascendente
conecta con neuronas motoras produciendo la contracción
muscular, vía cuyo neurotransmisor principal es la acetilcolina, aunque también coexpresan estas neuronas la sustancia P y taquiquininas. Las interneuronas descendentes son
fundamentalmente colinérgicas y excitan neuronas motoras
inhibitorias, cuyos neurotransmisores fundamentales son el
óxido nítrico, VIP y PACAP 2, 16.
Ach
Ach
CGRP
Plexo mientérico
CGRP
ON, VIP
PACAP
Ach
Sustancia P
Capa muscular circular
5-HT
Luz intestinal
Oral
Distensión
Estímulo químico
Figura 5. Esquema del reflejo peristáltico.
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Mucosa
Anal
13
◮ Sistema nervioso central
El SNC modula la motilidad digestiva a través del sistema
nervioso autónomo, tanto simpático como parasimpático, y
a través de los arcos reflejo cuyas sinapsis están localizadas
en los ganglios prevertebrales, celíaco y mesentéricos superior
e inferior.
◐ Sistema nervioso parasimpático (nervio vago)
El nervio vago constituye el principal punto de conexión entre
el cerebro y el aparato digestivo y tiene un papel fundamental
para modular la actividad motora que está previamente programada en las neuronas del plexo mientérico17, que ejerce
fundamentalmente a través de reflejos vago-vagales.
Las fibras vagales aferentes, mucho más numerosas que las
eferentes, recogen información del tubo digestivo y la envían
al cerebro18. Esta circunstancia hace que el número de fibras eferentes sea demasiado pequeño para inervar directamente todas las neuronas motoras del SNE, por lo que muy
difícilmente puede depender del vago el control total de la
motilidad digestiva. Las aferentes vagales están distribuidas
de forma desigual, con un mayor número de ellas en esófago, estómago e intestino delgado y un menor número en
el colon19.
El origen de estas fibras aferentes se encuentra en receptores,
fundamentalmente mecanorreceptores y quimiorreceptores,
aunque se han descrito otros tipos de receptores (p. ej., ter­
morreceptores). La mayoría de estos receptores son de bajo
umbral y responden a las señales mecánicas y químicas
rela­cionadas con el movimiento y la digestión de los nutrientes20.
La información de las fibras aferentes es llevada hasta el
núcleo del tracto solitario, donde mantiene una organización
viscerotópica21. Desde el núcleo del tracto solitario se envía la
información al núcleo motor dorsal del vago y una copia de
la misma hacia la protuberancia y el diencéfalo22. Del núcleo
motor dorsal del vago proceden las eferentes vehiculazadas
por el nervio vago hacia el aparato digestivo. Las motoneuronas del núcleo dorsal del vago son fundamentalmente de
dos tipos: una vía colinérgica (nicotínica y muscarínica), de
naturaleza excitatoria, y una vía no adrenérgica no colinérgica (NANC), cuyos mediadores son ATP, óxido nítrico y VIP,
fundamentalmente inhibitoria23. La densidad de esta inervación
eferente vagal decrece en general en sentido distal, con un
100% de los ganglios mientéricos inervados por el vago, frente
a sólo un 16% en el colon descendente24.
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14
Trastornos Motores del Aparato Digestivo
◐ Sistema nervioso simpático
Cuando se comenzó a estudiar la inervación autonómica
del tubo digestivo, una de las primeras sorpresas fue que la
innervación adrenérgica era relativamente escasa y sobre
todo apuntaba a la mucosa y a las criptas intestinales, con
relativamente pocas fibras dirigiéndose al plexo mientérico
y los músculos25.
Se considera que las neuronas aferentes del sistema nervioso
simpático son las principales encargadas de transmitir la
información nociceptiva del tubo digestivo. Tienen su estación
de relevo en las astas laterales de la médula, donde convergen
con las aferentes somáticas, y se proyectan hacia el SNC26.
Las neuronas eferentes simpáticas que alcanzan la pared digestiva tienen su cuerpo neuronal en los ganglios simpáticos
prevertebrales (cadenas celíaca, mesentérica inferior y pélvica).
Las proyecciones axonales eferentes motoras se dirigen fundamentalmente a los ganglios mientéricos, aunque algunas
lo hacen directamente a la capa muscular, especialmente en
las zonas esfinterianas27.
La noradrenalina actúa en el SNE uniéndose a receptores
a-2 de neuronas colinérgicas, donde inhibe la liberación
de acetilcolina, acción opuesta a la que ejerce el vago. También actúa directamente en los receptores b de las fibras
musculares lisas, donde produce hiperpolarización que las
hace refractarias a otros estímulos. Por tanto, la actividad
Tabla 1. Principales hormonas activas en el tubo digestivo
Gastrina
Proteínas de péptidos y aminoácidos en la luz gástrica Aumenta la secreción ácida gástrica
(+)
Estimula la contracción gástrica y aumenta el vaciaAcidificación de la luz gástrica (–) mediada paracrina- miento gástrico
mente por somatostatina
Efecto trófico sobre la mucosa oxíntica
Sistema nervioso simpático (–)
Sistema nervioso parasimpático (±)
CCK
Ingesta (+)
Estimula la secreción pancreática
Disminución de niveles de tripsina y quimiotripsina en Contrae la vesícula biliar
el duodeno (+)
Inhibe el vaciamiento gástrico
Bilis en el duodeno (–)
Acelera el transporte intestinal
Secretina
Ácido en el duodeno +
Nutrientes en el duodeno
Secreta líquido y bicarbonato pancreático
Aumenta la secreción biliar
Inhibe la secreción ácida
VIP y PACAP
Fundamentalmente neurotransmisor
Inhibe la motilidad
Enteroglucagón y glucagón-like
Tiene un efecto trófico sobre el intestino
Inhibe la secreción ácida
Polipéptido pancreático
Ingesta (+), por mecanismo vagal
Gastrina, neuromedina, Secretina (+)
Inhibe la secreción exocrina de páncreas
Regula la actividad vagal en el núcleo dorsal del vago
Péptido YY
Ingesta de grasa y carbohidratos (+)
Produce vasoconstricción
Inhibe la secreción de enzimas pancreáticas (indirectamente)
Inhibe la secreción gástrica mediada vagalmente
Estimula la contracción gástrica e intestinal
Neuropéptido Y
Fundamentalmente neurotransmisor
Estimula la ingesta
Resulta similar al péptido YY
Somatostatina
Acidez gástrica (+)
Inhibición paracrina de la secreción gástrica
Inhibe la secreción intestinal
Inhibe la motilidad
Inhibe la secreción pancreática
Motilina
Ingesta (–)
En ayunas, estimula la contracción intestinal iniciando
la fase III de CMM
Neurotensina y neuromedina
Neurotransmisores
Inhibe y/o contrae según el área digestiva
GRP (familia de la bombesina)
Neurotransmisor
Estimula la secreción de péptidos gastrointestinales
Galanina
Neurotransmisor
Inhibe el vaciamiento gástrico
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Control nervioso y hormonal del tubo digestivo
simpática es fundamentalmente inhibitoria sobre la motilidad digestiva. Sin embargo, dada la relativa escasez de
fibras adrenérgicas, la acción inhibitoria real del SN simpático depende de la actividad excitatoria que existe en ese
momento28.
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El tracto digestivo posee un número importante de células
endocrinas que se encuentran distribuidas entre las células
epiteliales de la mucosa. Las técnicas histoquímicas actuales
permiten identificar los péptidos que aparecen en el interior
de estas células y en el de algunas neuronas del SNE. También
se ha observado que estos péptidos, en principio gastrointestinales, no son exclusivos del tracto digestivo, sino que también
están presentes en el SNC.
Los péptidos digestivos desempeñan un papel importante en
el control de la motilidad y secreción digestiva (Tabla 1),
pero también en el flujo sanguíneo y como factores tróficos29.
Pueden actuar como verdaderas hormonas, siendo secretadas
al torrente circulatorio y actuando a distancia, de forma paracrina, o siendo secretadas al espacio intersticial y actuando
localmente sobre un número limitado de células (mecanismo
paracrino). También muchos de estos péptidos se comportan
como neurotransmisores de neuronas eferentes.
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