Sistema i . . . estivo: con ucto a imentario •••
El conducto alimentario, la continuación de la cavidad bucal, es la porción tubular del aparato digestivo. Esta es el área donde se agita, licua y digiere el alimento; se absorben sus elementos nutricionales y el agua, y se eliminan sus componentes no digeribles. El tubo alimentario, que mide alrededor de 9 m de largo, se subdivide en regiones identificables desde el punto de vista morfológico: esófago , estómago, intestino delgado (duodeno, yeyuno e íleon ) e intestino grueso (ciego, colon, recto, conducto anal y apéndice ). Antes de estudiar las regiones individuales del conducto alimentario es preferible describir la estructuración general del tubo digestivo. La comprensión del diseño conceptual del conducto alimentario facilitará asim ilar las "ariaciones comunes del mismo.
ESTRUCTURACION GENERAL DEL CONDUCTO ALIMENTARIO El conducto alimentario está compuesto por las capas concéntricas siguientes: mucosa, submucosa, muscular externa y serosa (adventicia).
El conducto alimentario se compone de varias capas histológicas que se ilustran de manera esquemática en la figura 17-1. Estas capas están ine rvadas tanto por ner, ios parasimpáticos y simpáticos como por fibras sensoriales.
Capas histológicas La histología del conducto alimentario a menudo se estudia en té rminos de cuatro capas amplias: mucosa, submucosa, muscular externa y serosa (o adventicia). Estas capas son similare s en la totalidad del tubo digestivo pe ro muestran modificaciones y especializaciones regionales.
Mucosa La luz del conducto alimentario está recubierta por un epitelio, en la profundidad del cual se encuentra un tejido conectivo laxo conocido como lámina propia. Este tejido conectivo con vascularización abundante contiene tanto glándulas como vasos linfáticos y nódulos linfoides ocasionales. La capa de tejido conectivo está rodeada por la muscularis mucosae, que se compone de una capa circular interna y una longitu dinal externa de músculo liso . El epitelio, la lámina propia y la muscularis l1lucosae se denominan mucosa.
Submucosa La submucosa, una capa de tejido conectivo de nso irregular, fibroelástico , rodea la mucosa (véase fig. 17-1 ); excepto e n el es ófago y el duodeno, la submucosa no contiene glándulas. Esta capa incluye vasos sanguíneos y linfáticos, y un componente del sistema nervioso entérico que se conoce como plexo submucoso de Meissner. Dicho plexo, que también contiene cuerpos celulares de nervios parasimpáticos posganglionares, controla la motilidad de la mucosa (yen un grado limitado, la de la sub mucosa) y las actividades secretorias de sus glándulas.
Muscular (muscularis) externa La muscular externa suele estar compuesta por una capa circular interna y otra longitudinal externa de músculo liso.
La submu cosa se reviste de una capa muscular gruesa, la muscular (muscularis ) externa, que tiene a su cargo la actividad peristáltica, que desplaza el contenido de la luz a lo largo del tubo alimentario. La muscular externa se compone de músculo liso (excepto en el esóbgo ) y suele organ izarse en una capa circular interna y otra longitudinal exte rna. Entre las dos capas se encuentra un segundo componente del sistema nervioso entérico, el plexo mien-
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364 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario
Estómago
Mesenterio
r-' Colédoco
",---Vasos sanguíneos submucosos
.......-:-:;;;r+::-.. . ~Lámina
propia
, I
I
Glándula en la submucosa
----",,~-+(~:t
Serosa--
J
Muscular externa
'y--Vellosidad intestinal con revestimiento epitelial Glándula en la lámina propia
Capa muscular-/ longitudinal externa Capa muscular--/ circular interna Submucosa - - - - - - ' Musculari - - - - - - - / mucosae Nódulo linfoide - - - - - - - - - - ' "
Fig. 17-1.
Esquema del tubo alimentario
térico de Auerbach, que regula la actividad de la muscular externa (yen un grado limitado, la actividad de la mucosa). El plexo de Auerbach también contiene algunos cuerpos de células nerviosas parasimpáticas posganglionares. La reconstrucción tridimensional de la muscularis mucosae y la muscular externa muestra que tanto la capa circular interna como la longitudinal externa están dispuestas en forma helicoidal. Sin embargo, el grado de inclinación de las hélices difiere; la capa circular interna muestra una hélice apretada, en tanto que la longitudinal externa tiene una hélice laxa.
Serosa o adventicia La muscular externa está envuelta por una capa de tejido conectivo delgada que puede rodearse o no del epitelio escamoso simple del peritoneo visceral. Si la región del conducto alimentario es intraperitoneal, se reviste de peritoneo y el recubrimiento se conoce como serosa. Si el órgano es retroperitoneal, se adhiere a la pared del cuerpo por su adventicia.
Inervación del tubo digestivo Los sistemas nerviosos simpático y parasimpático modulan el sistema nervioso entérico, que inerva el tubo alimentario.
La inervación del tubo alimentario se compone de dos partes: sistema nervioso entérico y los componentes
simpático y parasimpático. El principal factor de control se encuentra en el sistema nervioso entérico , que es autosuficiente; sin embargo, en condiciones normales los componentes simpático y parasimpático modifican sus funciones. De hecho el tubo alim entario puede desempeñar todas sus funciones sin ningún problema importante si las inervacione s simpática y parasimpática de la totalidad del intestino se seccionan.
Sistema nervioso entérico El sistema nervioso entérico es un sistema autorrestringido compuesto por múltiples ganglios repetidos que se conocen como plexo submucoso de Meissner y plexo mientérico de Auerbach.
El tubo digestivo tiene su propio sistema nervioso autorrestringido (el sistema nervioso entérico ), que se extiende en toda la longitud del tubo alimentario del esófago al ano . Por consiguiente el sistema nervioso entérico controla las funciones secretoria y de motilidad del tubo alim entario. Los aproxim adamente 100 millones de neuronas del sistema nervio so entérico se distribuyen en un gran núm e ro de racimos p equeño s de cuerpos celulares nerviosos y fibras neurales relacionadas en el plexo mientérico de Auerbach y el plexo submucoso de Meissner. Resulta de interés que el número de neuronas relacionadas con el sistema nervioso entérico se aproxima a la cifra total de neuronas que contiene la médula espinal, lo que sugiere que el sistema nervioso entérico es una
Sistema digestivo: conducto alim entario
e ntidad importante. Algunos investigadores propone n que debe considerarse como el tercer c?mpone nt~ .del sistema nervioso autónomo (sistemas nerviosos snupatlco, parasimpático y entérico ). , .. . Aunque los dos plexos tienen multlples mterconexlOnes, desempeñan funcion es diferentes. En términos generales el plexo mientérico dirige la motilidad peristáltica del tubo digestivo , en tanto que su función secretoria y el movimiento de la mucosa así como la regulación del flujo sanguíneo localizado dependen del plexo submucoso. Más aún, el plexo mientérico no sólo se relaciona con estados locales sino también con trastornos a lo largo de gran parte del tubo digestivo, mientras que el plexo su~m ucoso sólo se vincula con trastornos locales en la cercama de los racimos particulares de células nerviosas en cuestión. Como en todas las generalizaciones, las reglas tienen excepciones; por tanto debe reconocerse que hay una gran inte.ra.cción entre los dos grupos de plexos y se sugiere la posibilIdad de controles cruzados. También se describen componentes sensoriales en la pared del tubo alim entario. Llevan información re feren~e al contenido luminal, el estado muscular y el secretono del intestino a los plexos cercanos al origen de los datos , así como a plexos a distancias considerables del sitio de información. D e h echo parte de esta última se transmite a los ganglios simpáticos y al sistema n ervioso central por fib ras n erviosas que acompañan a fibras de los nervlOS simpáticos y parasimpáticos que inervan el intestino.
Inervación parasimpática y simpática del intestino La inervación parasimpática estimula la peristalsis, inhibe los músculos de los esfínteres y desencadena la actividad secretoria; los nervios simpáticos inhiben la peristalsis y activan los músculos de los esfínteres.
El tubo digestivo recibe su inervación parasimpática del nervio vago, excepto el colon descendente y el recto, que están inervados por terminaciones sacras. Casi todas las fibras del nervio vago son sensonales y llevan información de receptores en la mucosa y la muscular del tubo alimentario al sistema nervioso central. A menudo la s respuestas a la información se transportan después por fibras vagales que van al tubo alimentario. Este r.roce,s? se conoce como reflejo vasovagal. Las fibras paraslmpatlcas hacen sinapsis con cuerpos de células nerviosas parasimpáticas pos ganglionares y también con cuerpos de células nerviosas del sistema nervioso entérico en ambos plexos. La inervación parasimpática induce las secreciones de las glandulas del tubo digestivo y la contracción de músculo liso. La inervación simpática deriva de nervios esplácnicos. Las fibras simpáticas son vasomotoras y controlan el flujo . sanguíneo al tubo alimentario . . E n términos generales puede afirmarse que la mervación parasimpática estimula la peristalsis, inhi?~ los músculos de esfínteres y desencadena la actiVidad
365
secretoria, en tanto que la inervación simpática inhibe la peristalsis y activa los músculos de esfínteres .. En el resto de este capítulo se comentan las dlVersas regiones del tubo alim entario y se examina la forma en que difieren de la estructura gen eral.
ESOFAGO
El esófago es un tubo muscular de unos 25 cm de largo que lleva el bolo (alimento masticado) de la faringe bucal al estómago.
Histología del esófago Mucosa La mucosa del esófago se compone de epitelio escamoso estratificado, lámina propia fibroelástica y una capa de músculo liso, la muscularis mucosae, dispuesta en sentido longitudinal.
La mucosa del esófago está constituida por tres capas: epitelio, lámina propia y muscularis mucosae .(fi g: 17-2 ). La luz del esófago, recubierta por un epitelIo es camoso estratificado no queratinizado d e O.'=i mm de grosor, suele estar colapsada y sólo se abre durante e l proceso de la deglución. D entro del epite}io se enC' u e n~ ran dispersas cé lulas pres entadoras d e antlge no . conOCidas como células de Langerhans, que fago citan \. degradan antígeno en polipéptidos p equeños denominados epitopos Estas células también sintetizan moléculas II del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC ), un en los epitopos a estas moléculas y colocan el complejo MHC I1 -epitopo en la superficie externa de su plasmalema. A. contin ~ ac ión las células de Langerhans migran a ganglIOs lmfatlcos , donde presentan el complejo MHC II-epitopo a linfocitos (véase cap. 12). La lámina propia no tiene características notables . Contiene glándulas esofágicas cardiacas , que se localIzan en dos regiones del esófago: un agrupamiento cerca de la faringe y el otro cerca de su unión con ,el. estómago. La muscularis mucosae no muestra caractenstlcas especiales porque consiste nada más en una capa de fibras de músculo liso orientadas en sentido longitudinal que se engru esan en la cercanía del estóm ago. Las glándulas esofágicas cardiacas producen moco que cubre el revestimiento del esófago y lo lubrica para proteger el epitelio conforme el bolo pasa al e stón:~go. COI?O estas glándulas se asemejan a las d e la reglOn cardiaca del estómago, algunos investigadores sugieren que son placas ectópicas de tejido gástrico.
Submucosa La submucosa del esófago contiene glándulas mucosas que se conocen como glándulas esofágicas propiamente dichas.
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Sistema digestivo: conducto alimentario
I
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Fig. 17-2. Esófago . Obsérvese que su luz está recub ierta por epitelio escamoso estratifi cado ( X 1í )
-
•
I
La submucosa del esófago se com pone de un tejido conectivo denso, fib roelástico, que aloja las glándulas esofágicas propiamente dichas. E l esófago)' el duodeno son las dos únicas regiones del tubo alim entario que ti enen glándulas en la submucos a. Las micrografías electrónicas de estas glándulas tubul oacin ares in dican que sus un idades secretorias están co mpuestas p or dos tipos de células : mucosas )' serosas. Las células mucosas tienen núcleo aplanado localizado en la base)' acumulaciones apicales de gránulos secretorios llenos de moco. Al parecer el segundo tipo de células son las células serosas, con núcleo redondo , ubicado en la parte central. Los gránulos secretorios de estas células contienen la proenzima p e psinógeno y el agente antibacteri ano lisozima. Los conductos de estas glándulas vierten su secreción a la luz del esófago. El plexo submucoso se encuentra en su localizaci ón usual dentro de la mucos a, en la cercanía de la capa circular intern a de la mu scular externa.
Muscular externa y adventicia La muscular ex terna del esófago se compone de células musculares esqueléticas y lisas.
La muscular externa del esófago es tá dispuesta en dos capas , circular interna y longitudin al externa. Sin embargo, estas capas musculares son poco comune s porque están compuestas tanto por fibras de músculo esquelético como liso. La muscular externa del tercio superior del esófago tiene sobre todo músculo esquelético; el tercio medio contiene tanto músculo esquelético como liso)' el tercio infe rior sólo in~luye fibras de músculo liso. El plexo de Auerbach ocupa su sitio usual entre las capas de múscul o liso circular interna y longitudinal externa de la muscular externa.
E l esófago está recubierto por una adventicia hasta que perfora el diafragma, despu és de lo cual se recubre de serosa.
Histofisiología del esófago El esófago no posee un esfínter anatóm ico pero presenta dos esfínteres fi siológicos (el esfínter faringoesofágico )' el esfínter gastroesofágico ), que impiden el refluj o del esófago a la faringe y del estóm ago al esófago respectivamente. Un bolo que penetra al esófago se transporta al estómago por la acción peristáltica de la muscular externa a un ritmo de unos 50 m 111/seg.
CORRELACIONES CLlNICAS A su paso a través del diafragma, el esófago está reforzado por fibras de dicha estructura muscular. En algun as pe rson as el desarrollo es an ormal y origina una brecha en el diafragma alrededor de la pared del esófago que permite la herniación del estómago a la cavidad torácica. Este trastorno, qu e se conoce como hernia hiatal, debilita el esfínter gastroesofágico y pe rmite el reflujo del contenido gástrico al esófago.
ESTOMAGO El estómago se encarga de formar y procesar el alimento ingerido en un líquido ácido viscoso que se conoce como • qUImo.
Sistema digestivo: conducto alimentario ••• 367
El estómago, la región más dilatada del condu cto alimentario, es una estructura seme jante a un saco que en el adulto promedio puede albergar alrededor de 1 .500 mI de alimento y jugos gástricos en su distensión máxima. El bolo pasa a través de la unión gastroesofágica al estómago , donde se convierte en un líquido viscoso que se c;onoc;e como quimo. El estómago vacía de manera intermitente al duodeno alícuotas de su contenido a través de la válvula o esfínter pilórico. El estómago licua el alimento , continúa su digestión mediante la producc;ión de ácido clorhídrico y de las enzimas pepsina, renina y lipasa gástrica, y la secreción de hormonas paracrinas. Desde el punto de vista anatómico el estómago tiene una curvatura menor cóncava y una c;urvatura mayor con vexa. Las observaciones a simple vista muestran que el estómago tiene cuatro region es:
Epitelio El epitelio que reviste el estómago secreta un moco visible que se adhiere al recubrimiento gástrico y lo protege.
La luz del fondo gástrico está recubierta por un epitelio cilíndrico simple c;ompuesto por células de recubrimiento de la superficie que elaboran una capa de moco viscoso que se mnoc;e mmo moco visible (fig. 17 -4A ). El moco visible es si milar a un gel, se adhiere al revestimiento del estómago y Jo protege de su autodigestión. Más aún, los ion es bicarbonato atrapados en esta capa de moco pueden conservar un pH hasta cierto punto neutro en su interfaz con la membrana de células que revisten la superficie, a p esar del pH bajo (ácielo ) del contenido luminal. Las células ele reve stimi e nto ele la superficie se continúan dentro de las fositas gástricas y forman su recubrimiento epitelial. En la base de estas fositas también se encuentran células regenerativas, pero como son más numerosas en el cuello de las glándulas gástricas, se estudian junto c;on tales glándulas. Las micrografías electrónicas de las células que revisten la superficie muestran microvellosidades gruesas, cortas, recubiertas de glucocáliz en sus superficies apicales. Su citoplasma apical contiene gránulos secretorios que incluyen una sustancia homogénea, el precursor de moco (fig. 17 -.5 ). Las me mbranas celulares laterales de estas células que revisten la superficie forman zonas ocluyentes y adherentes e ntremezcladas con las de células vecinas . El citoplasma entre su núcleo que se localiza en la base y los gránulos secretorios apicales está ocupado sobre todo por mitocondrias y el aparato de síntesis y agrupamie nto de proteínas de la célula. l __
• • • •
Cardiaca: una región estrecha en la unión gastroesofágica, de 2 a 3 cm de ancho Fondo: una zona en forma de cúpula a la izquierda del esófago , que suele estar llena con gas Cuerpo: · la porción más grande , que se encarga de formar el quimo Píloro: una porción contraída, en forma de e mbudo , que incluye un esfínte r pilórico grueso que controla la liberación intermitente de quimo al duodeno
Histológicamente el fondo y el cuerpo son idénticos. Todas las regiones gástricas l1lUestran rugosidades, pliegues longitudinales de mucosa y submucosa, que desaparecen cuando el estómago se distie nde . Las rugosidades permiten expandir el estómago conform e se lle na con alimento y jugos gástricos. Además el recubrimiento epitelial del estómago se invagina en la mucosa y forma fositas gástricas (foveolas), que son más superficiales en la región cardiaca y más profundas en la pilórica. Las fositas gástri cas incre mentan el área de superficie del recubrimiento del estómago. En el fondo de cada fosita gástrica desembocan cinco a siete glándulas gástricas de la lámina p ropla. •
Histología gástrica En el com e ntario siguiente respecto al estómago se detalla la región del fondo , porque la anatomía microscópica de cada una de las region es restantes es una variación ele la histología de la región fúndica. En la figura 17-3 se muestran de manera esquemática los principales elementos histológicos de la región del fondo.
Mucosa del fondo La mucosa del fondo gástrico está constituida por los tres componentes usuales: 1) un epitelio que recubre la luz; 2) un tejido conectivo subyace nte , la lámina propia, \- :3) las capas de múscuJo liso qu e form an la muscularis mucosae.
•
Lámina propia E l tejido conectivo laxo, muy vascularizado , de la lámina propia tiene una población abundante de células plasmáticas , linfocitos, células cebadas, fibroblastos y células de músculo liso ocasionales. Gran parte de la lámina propia está ocupada por los 1.5 millones de glándulas gástricas agrupadas densamente , que se conocen como glándulas fúndicas (oxínticas) en la región del fondo (fig. 17-4B ). GLAN DULAS FUNDICAS. Cada glándula fúndica se extiende de la muscularis mucosae a la base de la fosita gústrka y se subdivide en tres regiones: 1) istmo, 2) cuello y 3) base, de las cuales la más larga es esta última (véase Hg. 17-:3). El epitelio cilíndrico simple que constituye la glándula fúndica está compuesto por seis tipos de células: de revestimiento de la superficie , parietales (oxínticas ), re generativas (madres ), mucosas del cuello, principales (cimógenas ) y células del sistema neuroendocrino difuso (SNED) (que también se conocen como células de c;aptación de precursores amínicos y descarboxilación [APU D ] y células enteroendocrinas ). En el cuadro 17-1 " se presenta la distribución de estas células dentro de las tres regiones de la ghindula. Las células de revestimiento de la superficie de la región del istmo son similares a las del epitelio descritas con anterioridad. En las seccion es siguientes se comenta la estructura y la función de los otros cinco tipos de células.
368 •••
Sistema digestivo: conducto alimentario
Estómago
Célula de recubrimiento de la superficie
Célula regenerativa Fosita
¡Istmo L
Mucosa
Célula mucosa del cuello
Cue lo
L í L
Glándula- J'"
Célula oxíntica (parietal)
Base
Muscularis mucosae Submucosa -
Glándula gástrica
--------Célula cimógena (principal)
Célula enteroendocrina (célula del SNEO; célula APUO)
Fig. 17-3.
Esquema del fondo del es tómago y la glándula fúnd ica y su composición celular.
Células mucosas del cuello Las células mucosas del cuello producen un moco soluble que se mezcla con el quimo y lo lubrica, lo que reduce la fricción conforme se mueve a lo largo del tubo digestivo.
Las células mucosas del cuello son cilíndricas y se parecen a las células de recubrimiento de la superficie, pero están deformadas por la presión de células vecinas. En consecuencia también tienen microvellosidades cortas, núcleo situado en la base y aparato de Golgi y retículo endoplásmico rugoso (RER ) bien desarrollados (fig. 17-6 ). Sus mitocondrias se localizan sobre todo en la región basal de la célula. El citoplasma apical está lleno con gránulos secretorios que contienen un producto secretorio homogéneo, dife rente del moco que las células de revestimiento de la superficie sintetizan; este moco es soluble y actúa para
lubricar el contenido gástrico. Las membranas laterales de las células mucosas del cuello forman zonas ocluyentes y adherentes con las células vecinas. Células regenerativas (madres). Dispersas entre las células de moco del cuello y las glándulas fúndicas se encuentran hasta cierto punto pocas células re generativas delgadas (véase fig. 17-3). E stas células madre cilíndricas no tienen muchos organelos pero incluyen un abastecimiento abundante de ribosomas. Sus núcleos están en la base, tienen poca heterocromatina y muestran un nucleolo grande. Las membranas celulares laterales de estas células también form an zonas ocluyentes y zonas adherentes con las de las células circundantes. Las células regenerativas proliferan para reemplazar todas las células especializadas que recubren las glándulas fúndicas , las fositas gástricas y la superficie luminal. Las células recién formadas migran a sus nuevos sitios en '.
Sistema digestivo: conducto alimentario •••
•
369
I
Fig. 17-4. A , foto micrografía de la mucosa del fondo del estómago (x 132). B, foto micro"raGa de las glándulas fúndicas ( X 270). e, célula ,) rincipal; M , célula mucosa del cuello; P, célula parietal.
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la profundidad de la glándula o a la fosita gástrica y el revestimiento del estómago. Las células que recubren la superficie, las del SNED y las mucosas del cuello se reemplazan cada cinco a siete días; por consiguiente las células regenerativas tienen un litmo de proliferación alto. Células parietales (oxínticas) Las células parietales elaboran ácido clorhídrico y factor intrínseco gástrico; ambos productos se liberan a la luz del estómago.
Cuadro 17-1. Distribución de tipo de células en las glándulas fúndicas , ,
Región
Tipo de células
Istmo
Células de recubrimiento de la superficie y unas cuantas células del SNED
Cuello
Células mucosas del cuello, regenerativas, parietales y unas cuantas del SNED
Base
Células principales, parietales ocasionales y unas cuantas del SNED
SNED, sistema neuroendocrino difuso .
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Las células parietales grandes, de forma redonda a piramidal, se localizan sobre todo en la mitad superior de las glándulas fúndicas y sólo ocasionalmente en la base (véanse figs. 17-3 y 17-4). Tienen alrededor de 20 a 25 fLm de diámetro y se sitúan en la periferia de la glándula. Estas células elaboran ácido clorhídrico (Hel) y factor intrínseco gástrico.
CORRELACIONES CLlNICAS El factor intrínseco gástrico, una glucoproteína que se secreta a la luz del estómago, es necesario para la absorción de vitamina B12 en el íleon. La falta de este factor causa deficiencia de vitamina Bn con el desarrollo consecuente de anemia perniciosa. Ya que el hígado almacena cantidades elevadas de vitamina B ll , es posible que se requieran varios meses para que se presente una deficiencia de esta vitamina después que deja de producirse factor intrínseco gástrico.
Las células parietales tienen núcleos redondos, localizados en la base, y su citoplasma es eosinofílico. Su caracte rística más notable son las invaginaciones de su
370 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario
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Fig. 17-5. Mi<:rografía electr6 nica ele una <:élul a ele revestinüe nto tle la superfi<:ie del <:uerpo ele l estó mago ele ratón ( x 11 6:32 ). G. apa rato de Colgi; J, co mplejo de la unión; L, lu z; 111, mitocon dria q1l e mues tra densidades séri cas gran des conocidas como n6dulos (n ); n1\', microvellosidad; N, núcleo; ov, gránulos secretorios o\'ales ; P, prolongacion es in terce lulares ; rE H. , retícu lo enc! oplásm ico rugoso ; sp , grá nulos esféricos . (Tomado de Karam SF, Lcbloncl CP : Tdenti fving anel co unting epith elial cell t\1)(,5 in the "co rpus" 01' the mouse stomach . Anat Rec 0:32:2:31-246. 1990, Cop\Tight © 1990. Reimpreso con auto rización de \·Vil ey- Liss , In<:, una subsidi aria de John \ Vil e\' & So n s, 1nc. )
plasmalema apical qu e form an canalículos intracelulares profundos recubiertos por microvellosidades (figs . 17-7 Y 17 -8). El citoplasma (Iue limita estos canalículos contiene vesículas redondas y tubulares en abundancia, el sistema tubulovesicular. Asimismo la célula es rica en mitocondrias, cuyo volumen combinado constituye casi la mitad del citoplasm a. E l RE R es limitado y el aparato de Golgi - . pequeno El número de microvellosidades y la abundancia de vesículas del siste ma tubulovesicular se relacionan de manera indirecta y varían con la actividad secretoria de HC] de la célula. El número de microvellosidades aum enta y el sistema tubulovesicular disminuye durante la p roducción activa de H Cl. E n consecuencia es probable que la membrana, qu e se almacena como túbulos y vesículas, se utilice para el ensamble microvelloso, lo que incrementa cuatro a cinco veces el área de superficie ele la célula en preparación para la producción de HCl. El proceso de formación de microvellosidades requiere en ergía e incluye la polim erización ele formas solubl es de actina y miosina en filam entos, q ue a continuación interactúan para tran sportar membranas del sistema tul'mlovesicular al de los canalículos intracelulares . Las membranas almacenadas tienen un contenido alto de ATP-asa de H +, K+ (una proteína que bombea proton es del citoplasma al
canalículo intracelular). La formación de H Cl se describe más adelante. Células principales (cimógenas) Las células principales elaboran las enzimas pepsinógeno, renina y lipasa gástrica, y las vierten a la luz del estómago.
Casi todas las células de la base de las glándulas fúndicas son c é lulas principales (véanse figs. 17-3 Y 17-4). Estas células cilíndricas muestran un citoplasma basófil o, núcleos localizados e n la b ase y gránulos secretorio s situados apicalm ente qu e contienen la proenzima pepsinógeno (y renin a y lipasa gástrica). Las micrografías electrónicas de células principales muestran RER en abundancia, un aparato de Golgi extenso y múltiples gránulos secretorios apicales entremezclados con unos cuantos lisosomas (fig. 1í -9 ). Microvellos idades co rtas, romas, rec ubiertas por g]ucocáliz se proyectan de la superficie apical de la célula a la luz de la glándula. La exocitosis de pepsinógeno de las células principales se ind uce por estimulación tanto neural como hormonal. La estimulación neural por el nervio vago es la qu e contribuye de manera principal a la liberación de pepsinógen o. La unión de se cre tina co n receptores en la membrana
Sistema digestivo: conducto alimentario ••• ,
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371
Fig. 17-6. Micrografía elect rónica de una cé lula mucosa del cuello de l cuerpo d e l estómago de ratón. Inserto: gránulos secretorios. c, gránulos de núcleo denso ; D , desmosoma; e, aparato de eolgi; J, co mplejo de la unión ; L, luz; 111 , l11itocondria; I11g, grán ulos de moco; mv, l11icrovellosidad; N , núcleo; rEH, retículo t' n doplásmico rugoso. (Tomado ele Karam SF, Leblond CP: Ide ntify ing ami cou ntin g ep ithelial eell types in th e "corpus" of the mouse sto1l1ach. Anat Hec 93 9:231-246, 199). Copyright © 1992. Heirnpre so con autorización de Wil ey-Liss , Tnc , una subsid iaria de Jo hn Wiley & Sons, lnc. )
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plasmática basal de las células principales desencadena un sistema de segundo mensajero que también origina exocitosis de pepsinógeno. Células del sistema neuroendocrino difuso (células APVD, del SNED o enteroendocrinas) Las células del SNED pueden ser abiertas o cerradas; elaboran hormonas endocrinas, paracrinas y neurocrinas.
Un grupo de células pequeñas , dispersas de man era individual entre las otras células epiteliales de la mucosa gástrica, se conoce en conjunto por varios nombres: • • • •
Fi g. 17-7. Micrografía e lectrónica de una célula parietal del cue rpo del estóm ago de ratón ( X 140(0). eo , aparato de e olgi ; Mi, Illitoco ndria; Ox, núcleo de célula oxífila; Ve, aparato tubulovesicl.1lar ; Vi. microve llosidad. Tomado de Rhodi n JA e : An Atlas of U1trastruct m e. Philadelphia , \VB Saunders , 1963.)
Células argentannes y argirófilas, porque se tiñen con colorantes argénticos Células APUO, porqu e algunas de ellas pueden captar precursores amínicos y descarboxilarlos Células del SNEO Células enteroendocrinas porque secretan sustancias similares a hormonas y se localizan en el conducto enté rico (alim entario )
Algunas de estas células se denominan en forma individual de acuerdo con las sustancias que producen. Por lo general un tipo aislado de célula del SNEO sólo secreta un agente , aunque tipos ocasionales de células pueden secretar dos agentes diferentes. Existen cuando menos 13 tipos de células del SNEO distintas, de las cuales algunas se localizan en la mucosa del estómago. El cuadro 17-2 lista la mayor parte de las células que se conocen mejor; sus localizaciones, el tamaño de los gránulos , la sustancia
372 •••
Sistema digestivo: conducto alimentario
Todas las células del SNED liberan el contenido de sus gránulos basalmente a la lámina propia. Las sustancias que liberan estas células viajan distancias cortas en el tejido intersticial para actuar en células blanco en la cercanía inmediata de la célula de señalamiento (efecto paracrino) o penetran en la circulación y viajan cierta distancia para llegar a su célula blanco (efecto endocrino ). Aún más , la sustancia liberada puede ser idéntica a neurosecreciones . A causa de estas tres posibilidades algunos investigadores utilizan los términos endocrinas, paracrinas y neurocrinas para diferenciar entre las tres variaciones de las sustancias secretorias.
Muscularis mucosae del estómago Las células de músculo liso que componen la muscularis mucosae están dispuestas en tres capas. La circular interna y la longitudinal intem a están bien definidas; sin embargo, una tercera capa ocasional, cuyas fibras se disponen en sentido circular (circular más externa) , no siempre es obvia.
Diferencias en la mucosa de las regiones cardiaca y pilórica
Fig. 17-8. Mierografía eleetrónica de barrido de la supe rficie fractu rada de una célula pari etal e n repo so . La matriz citoplás mica se re movió mediante el método de aldehíclo-os mio-DMSO -osmio (o método A-ODO ) p ara exponer las mem branas citoplásmicas. La re el tubulocisternal (TC ) está conectaela con e l canalículo intracelul ar (l C ) recubie rto con microve llosiclaeles (MV) !flecha ) ( X50 000). In serto: gran aume nto elel área inelicaela p or laflecha en el panel ( XIOO 000 ). (Tomaelo de Ogata T, Yamasaki Y: Scanning EM of the resting gastric parie tal cells reveals a network of cytoplas mic tubules and cisternae connecteel to th e intracellular canaliculus. Anat Hec 958:15-24, 2000. Copyri ght © 2000. Heimpreso eon autOlización ele Wil ey-Liss , l ne, una subsidiaria de John vViley & Sons, lne.)
que secretan y la acción de las sustancias liberadas. Las células del SNE D no sólo se localizan en el tubo digestivo sino también e n el sistema respiratorio y en el páncreas endocrino . Además algun os de los productos secretorios que estas cé lulas d el SN ED elaboran son idénticos a neurosecreciones que se hallan en el siste ma ne rvioso central. La importancia de su localización diversa y de las sustancias que p roducen no se comprende. Las micrografías electrónicas de las células del SNE D revelan que estas células pequeñas, que se asientan en la lámina basal, son de dos tipos: las que llegan a la luz del intestino (el tipo abierto) y las que no la alcanzan (el tipo cerrado ). El tipo abierto llega a la luz a través de prolongaciones apicales delgadas, largas, con microvellosidades, que p ueden actuar para vigilar el contenido luminal. El citoplasma de las células del SNE D tiene RE R y un aparato de Golgi bien desarrollados, así como múltiples mitocondrias. Además son obvios gránulos secretorios pequeños, dispuestos en la base de la mayor parte de las células (fig. 17-10).
La mucosa de la región cardiaca del estómago difiere de la región fúndica en que las fositas gástricas son más superficiales y la base de sus glándulas está enrollada de manera intensa. La población celular de estas glándulas cardiacas se compone sobre todo de células de revestimiento de la superficie, algunas células mucosas del cuello y unas cuantas células del SNE D y parietales, y no existen células principales (cuadro 17-3). Las glándulas de la región pilórica contienen los mismos tipos de células que los de la región cardiaca, pero el tipo celular que p redomin a en el píloro es la célula mucosa del cuello. Además de producir moco , estas células secretan lisozima, un a enzima bactericida. Las glándulas pilóricas están intensamente contorn eadas y tienden a ramificarse. Además las fositas gástricas de la región pilórica son más profund as que las de las regiones cardiaca y fúndica, y se extienden casi a la mitad en la lámina propia (fig. 17-11, véase cuadro 17-3 ).
Submucosa del estómago El tejido conectivo denso irregular, colagenoso, de la submucosa gástrica tiene una red vascular y linfática abundante que riega la lámina propia y drena los vasos de la misma. La población celular de la submucosa se semeja a la de cualquier tejido conectivo propiamente dicho . El plexo sub mucoso se sitúa en su localización usual, dentro de la mucosa en la ce rcanía de la muscularis externa.
Muscular externa del estómago La muscular externa del estómago se compone de tres capas de músculo liso: oblicua profunda, circular media y longitudinal externa.
Las células de músculo liso de la muscular externa gástrica están dispuestas en tres capas. La capa oblicua profunda no est á bien de finida excepto en la región
Sistema digestivo : conducto alimentario •••
373
Fig. 17-9. Micrografía electrón ica de una célula principal del fondo del estómago de ratón ( X1l837). L, luz; BM , membrana basal;)/, núcl eo; nu , nucleolo; zg, gránulos de cimógeno; G, aparato de Golgi; rEH , retícul o e ndoplásmico rugoso; m, mitocondria; ZC, célul a cimógena (principal ). (Tom ado de Karam SF, Lehlond CP: 1clentifying and counting epithelial cell t)'pes in the "corpus" oi' the mouse stomach. An at Eec 23 9 :231-246, 1992. Copyright © 1999. Heimp reso con autorización de Wiley-Liss, Tn e, una subs idiaria de Joh n Wiley & Sons, 1n c. )
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cardiaca. La capa circular media se observa con claridad a lo largo de la totalidad del estómago y se nota de manera especial en la región pilórica, donde forma el esfínter pilórico. La capa muscular longitudinal externa es más obvia en la región cardiaca y el cuerpo del estómago pero está mal desarrollada en el píloro. El plexo mientérico se localiza entre las capas circular media y longitudinal externa de músculo liso. La totalidad del estómago está revestida por una serosa, compuesta de un tejido conectivo delgado, laxo, subseroso, recubierto por un epitelio escamoso simple, liso, húmedo. Este recubrimiento externo proporciona un ambiente casi sin Fricciones durante el movimiento de batido del estómago.
Histofisiología del estómago El recubrimiento y las glándulas del estómago producen y liberan secreciones a la luz del mismo; estas secreciones se componen de agua. HCI. factor intrínseco gástrico. pepsinógeno. renina. lipasa gástrica. moco visible y moco soluble.
Las glándulas gástricas del estómago producen ah'ededor de 2 a 3 L de jugos gástricos al día. Estas secreciones están compu estas de 1) agua (que se deriva del líquido extracelular en el tejido conectivo intersticial y se libera a través de células parietales ); 2) Hel y factor intrínseco
gástrico (elaborado por células parietales ); 3 ) enzimas pepsinógeno, renina y lipasa gástrica (que las células principales producen ); 4) una glucoproteína protectora, moco visible (elaborado por células de revestimiento de la superficie ), y 5 ) moco soluble que se transforma en parte del contenido gástrico (producido por células mucosas del cuello) y forma una capa de moco que recubre el epitelio del estómago . En el estómago se absorben muy pocos productos alimentarios , aunque algunas sustancias, como el alcohol, pueden absorberse por la mucosa gástrica. Las tres capas de músculo de la muscular externa interactúan de tal manera que durante la contracción el contenido del estómago se bate y el alim ento in gerido se li cua para formar el quimo, un líquido viscos o con consistencia de crema de guisantes . La contracción independiente de la muscularis mucosae expone el quimo al área total de la superficie de la mucosa gástrica.
Vaciamiento del contenido gástrico La interacción entre neuronas de los plexos mientérico y submucoso conserva una presión intraluminal constan te, sin tomar en cuenta el grado de distensión del estómago. La contracción coordinada de la t11uscularis externa y la relajación mom entánea del esfínter pilórico permiten el vaciamiento del estómago mediante el aporte intermitente de alícuotas pequeñas de quimo al duodeno. E l ritm o al
374 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario Cuadro 17-2. Células del sistema neuroendocrino difuso y hormonas del tubo gastrointestinal
Célula
Locali:::;ación
Hormona que produce
Tamai'io del grá11 ulo (n m)
Acción hormonal
A
Estómago e intestino delgado
Glucagon (enteroglucagon )
250
Estimula la glucogenólisis por hepatocitos y en consecuencia eleva la glucemia
D
Estómago e intestinos delgado y grueso
Somatostatin a
3.50
Inhibe la liberación de hormonas por células del SNE D en su cercama /
EC
Estómago e intestinos delgado y grueso
Serotonina Sustancia P
300
Aumenta el movimiento peristáltico
PEC
Estómago
Histamina
450
E stimula la secreción de HCl
G
Estómago e intestino delgado
Gastrina
300
E stimula la secreción de HCI, la motilidad gástrica (en especial la contracción de la región pilórica y la relajación del esfínt er pilórico para regular el vaciamiento gástrico ) y la proliferación de células regenerativas en el cuerpo del estómago
GL
Estómago e intestinos delgado y grueso
Glicentina
400
E stimula la glucogenólisis por hepatocitos y en consecuencia aum enta la glucemia
1
Intestino delgado
Colecistocinin a
250
E stimula la liberación de hormona pancreática y la contracción de la vesícula biliar
K
Intestino delgado
Péptido inhibidor gástrico (GIP )
3.50
Inhibe la secreción de HCl
Mo
Intestino delgado
Motilina
N
Intestino delgado
N eurotensina
300
Aumenta el flujo sanguíneo al íleon y disminuye la acción peristáltica ele los intestinos de lgado y grueso
PP(F )
Estómago e intestino grueso
Polipéptido pancreático
180
No se conoce
S
Intestino delgado
Secretina
200
Estimula la liberación de líquido rico en bicarbonato por el p áncreas
VIP
Estómago e intestinos delgado y grueso
Péptielo intestinal vasoactivo
Incrementa la p eristalsi s intestinal
Aumenta la acción peristáltica ele los intestinos delgado y grueso, y estimula la eliminación de agua y iones por el tubo GI
SNED , sistema neuroendocrin o di fu so; PE C, célula parecida a la cnterocromafín: EC. cé lula cnterocromafín; e, célula productora de gastrina; el. gastrointestinal; e L , célula productora de glicentina; HC1 , ácido clorhídrico; MO , célu la productora de l11 otilina; :<, célula productora de ncurotensin a: PP, célula productora de polipéptido pancre;üico; VIP, célul a productora de péptido intestinal \·asoaCli\·o .
Sistema digestivo: conducto alimentario •••
375
Fig. 17-10. Microg rafía ele ctrónica de una cé lula elel SNED de l cuerpo elel estómago de ratón. N, núcleo; nu, nucleolo; 111 , mitoconelria; rEH , re tículo endoplásl11ico rugoso; G , aparato ele Golgi; g, gránulos sec retorios. (Tomado de Karal11 SF, Leblon d CP; ldentifying and coun ting epithelial cell types in the "corpus" o[ the mouse stol11ach. Anat Hec 23 9 ;93 1-246, 1992. Copyright © 1992. Heimpreso co n autorización de WilevLiss , lnc, una subsidiaria de John Wilev & Sons , ln e. )
que el estómago libe ra su quimo al duodeno depende de la acidez, el contenido calórico y de grasas, y la osmolalidad del quimo. Los factores que facilitan el vaciamiento son el grado de distensión del estómago y la acción de la gas trina, una hormona que estimula tanto la contracción de la muscularis externa de la región pilórica como la relajación del esfínter del píloro. Los factores que inhiben el vaciamiento incluyen distensión del duodeno; abundan cia de grasas, proteínas carbohidratos , e incremento de la osmolaridad y acidez excesiva del quimo en el duodeno. Estos factores activan un mecanismo neural de retroalim entación al estimular la lib eración de colecistocinin a, la cual contrarresta la
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gastrina, y la liberación del péptido inhibidor gástrico, que también inhibe las contracciones del estómago.
Producción gástrica de Hel Las tres fases de la producción de HCI son cefálica, gástrica e intestinal.
El HCl no sólo descompone el material alimentario, también activa la proe nzima pepsinógeno para que se transform e en la enzima proteolítica activa pepsina. Ya que la actividad de esta última requiere un pH baj o, la presencia de HCl también brinda las condiciones ácidas necesarias (pH 1 a pH 2). La secreción de HCl ocurre en tres fases como resultado de diferentes estímulos: 1. Cefálica: la secreción causada por factores psicológicos
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•
(p. ej. , pensamiento , olfato o vista de alimento; estrés) se despierta por impulsos parasimpáticos del nervio vago , que originan liberación de acetilcolina. 2. Gástrica: la secreción resulta de la presencia de ciertas sustancias alimenticias en el estómago y también del estiramiento de la pared del mismo ocasionada por las hormonas paracrinas gastrina e histamina , y por la sustancia neurocrina acetilcolina. La gastrin a y la histam ina se liberan de las células del SNED (células G y células PE C ) del estómago, respectivamente , y el nervio vago libera la acetilcolina. 3. Intestinal: la horm ona endocrina gastrina, liberada por células G del intestino delgado, estimula la secreción que se debe a la presencia de alimento en el intestino delgado .
•
. . .,
Mecanismo de la producción gástrica de Hel
Fig.17-11. gástricas.
Fotomicrografía del estóm ago pilórico ( X I:32l. p. fos itas
La producción de HCI se inicia cuando gastrina, histamina y acetilcolina se unen a la membrana plasmática basal de células parietales.
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......
Cuadro 17-3. Histología del conducto alimentario - -
Organo Esófago
Epitelio
- --
-
---- - --
-- -
Tipo de células del epitelio
Escamoso estratificado no queratinizado
- -
-
~
-
-
- - - ._- -- - -- -
Lámina propia Glándulas cardiacas esofágicas
- --- --
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Células de glándulas Secretora de moco
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---- - ------- - -- - -
-- -- - -- - _._-
--
Muscularis mucosae Sólo capa longitudinal
0'1
---- -
-
--_._--~- - ---~- -'--- - ---------- - -~
Submucosa Glándulas esofágicas propiamente dichas
~~~~-~~~~~
Muscular externa
Serosa o adventi
Circular interna y longitudinal externa
Adventicia (excepto serosa en cavidad abdominal)
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Cardias gástrico
Cilíndrico simple
Células de revestimiento de la superficie (sin células caliciformes)
Serosa
De recubrimiento de la superficie, mucosas del cuello, regenerativas , del SNED, parietales
Circular interna, longitudinal externa y en algunos sitios circular más externa
Glándulas fúndicas
De recubrimiento de la superficie, mucosas del cuello, parietales, regenerativas, principales, del SNED
Circular interna, longitudinal externa y en algunos sitios circular más externa
Sin glándulas
Oblicua interna, circular media, longitudinal más externa
Serosa
Glándulas cardiacas; fositas gástricas superficiales
Sin glándulas
Oblicua interna, circular media, longitudinal más externa
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Fondo del , estomago
Cilíndrico simple
Células de revestimiento de la superficie (sin células cali ciformes)
Píloro del estómago
Cilíndrico simple
Células de revesti miento de la superficie (sin células caliciform es)
Glándulas pilóricas; fositas gástricas profundas
Mucosas del cuello, de recubrimiento de la superficie, parietales, regenerativas , del SNED
Circular inte rna, longitudinal externa yen algunos sitios circular más externa
Sin glándulas
Oblicua interna, circular media (bien desarrollada para formar el esfínter pilórico) , longitudinal más externa
Serosa
Duodeno
Cilíndrico simple (células caliciformes)
Células de la superficie de absorción, caliciformes y del SNED
Criptas de Lieberkühn
De absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas, del SNED, de Paneth
Circular interna, longitudinal externa
Glándulas de Brunner
Circular interna, longitudinal externa
Serosa y adventicia
Yeyuno
Cilíndrico simple (células caliciformes)
Células de la superficie de absorción, caliciformes y del SNED
Criptas de Lieberkühn
De absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas, del SNED, de Paneth
Circular interna, longitudinal externa
Sin glándulas
Circular interna, longitudinal externa
Serosa
ll eoll
C ilílldri co simple (células caliciformes )
Cél ulas de la superficie de absorción, caliciformes y del SNED
C riptas de Lieberkühn; placas de Peyer
De absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas, del SNED, de Paneth
Circular interna, longitudinal externa
Sin glándulas (pueden extenderse placas de Peyer en esta capa)
Circular interna, longitudinal externa
Serosa
Colon ·
Cilíndrico simple (células caliciformes)
Células de la superficie de absorción, caliciformes y del SNED
Criptas de Lieberkühn
De absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas, del SNED
Circular interna, longitudinal externa
Sin glándulas
Circular inte rna, longitudinal externa modificada para formar tenias del colon
Serosa y adventicia
Recto
Cilíndrico simple (células caliciformes)
Células de la superficie de absorción, caliciformes y del SNED
Criptas de Lieberkühn superficiales
De absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas, del SNED, de Paneth
Circular interna, longitudinal externa
Sin glándulas
Circular inte rna, longitudin al externa
Adventicia
Conducto anal
Cuboideo simple; escamoso estratificado no queratinizado; escamoso estratificado queratinizado
Circular interna, longitudinal exte rna
Sin glándulas; plexos hemorroidales interno y externo
Circular interna (forma el esfínter anal interno), longitudinal externa (se transforma en vaina fibroelástica)
Adventicia
Apé ndice
Cilíndrico simple (células caliciformes)
Circular interna, longitudinal externa
Sin glándulas; nódulos linfoides ocasionales; posible infiltración grasa
Circular inte rna, longitudinal externa
Serosa
Columnas rectales; glándulas circunanales; en el ano: folículos pilosos y glándulas sebáceas
Células de la superficie de absorción, caliciformes y del SNED
Criptas de Lieberkühn superficiales; nódulos linfoides
De absorción de la superficie, caliciformes , regenerativas, del SNED, de Paneth
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378 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario
Las células parietales tienen receptores para gas trina, histamina y acetilcolina en su plasmalema basal. La unión de estas moléculas de señalamiento con los receptores apropiados ocasiona que las células elaboren y liberen HCl a los canalículos intracelulares. El proceso ocurre como sigue (fig. 17-12): 1. La enzima anhidrasa carbónica facilita la producción
2.
3.
4.
5.
de ácido carbónico (H 2C0 3 ) (a partir de agua [HzO ) y dióxido de carbono [C0 2 ]), que a continuación se disocia en iones hidrógeno H + y bicarbonato (HC0 3- ) dentro del citoplasma de la célula parietal. Una ATP-asa de H +, K+ que utiliza trifosfato de adenosina (ATP ) como fuente de energía bombea el H + intracelular fuera de la célula a los canalículos intracelulares y transfiere el ion potasio extracelular (K+) al interior de la célula. Proteín as portadores, que emplean ATP com o fuente de energía, llevan K + Y ion cloruro (Cl-) al exterior de la célula hacia los canalículos intracelulares. En consecuencia penetran CI- y H + separados en la lu z de los canalículos intracelulares para combinarse en HCl. Se transporta en form a activa K+ al interior de la célula tanto en el plasmalema basal como en las microvellosidades que sobresalen a los canalículos intracelulares, lo que incrementa el valor intracelular de K +. La concentración intracelular alta de K+ fuerza este último para que salga de la célula a través de canales de iones que se localizan en el plasmalema basal y en la membrana plasmática de las microvellosidades. En consecuencia el K+ recircula de manera constante al interior y el exterior de la célula parietal. Agua, derivada del líquido extracelular, penetra en la célula parietal y a continuación sale del citoplasma para pasar a los canalículos intracelulares como resultado de las fu erzas osmóticas que el movimiento de iones antes descrito genera. Como el canalículo intracelular es una extensión de la luz del estómago, la solución de HCl que las células parietales elaboran entra en la luz gástrica.
La actividad amortiguadora del HC0 3- que se encuentra en la capa del moco elaborado por las células mucosas del cuello y las células de revestimiento de la superficie protege el revestimiento del estómago del contenido ácido alto. Asimismo, las zonas ocluyentes de las células epiteliales impiden la entrada de HCl en la lámina propia, lo que protege la mucosa de todo daño. Más aún, las pruebas sugieren que las prostaglandinas no sólo protegen las células qu e revisten la luz gástrica sino también incrementan la circulación local, en especial cuando la integridad de la barrera epitelial se altera. Este incremento del flujo sanguíneo elimina el H + de la lámina propia.
Inhibición de la liberación de Hel Las hormonas somatostatina, prostaglandina y péptido inhibidor gástrico (GIP) inhiben la producción de H Cl por el estómago. La somatostatina actúa en células G y PE C, e inhibe su liberación de gastrina e histamina respectivamente. Las prostaglandinas y el GIP actúan de modo directo en células parietales e inhiben su capacidad para producir HCl. Además la urogastrona, elaborada por las glándulas de Brunn er del duodeno, actúa directamente en células parietales para inhibir la producción de HCl. CORRELACIONES CLlNICAS
Tal vez la causa más común de úlceras en Estados U nidos sea el uso frecuente de los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (NSAID ) ibuprofeno y aspirina. Estos dos medicamentos inhiben la elahoración de prostaglandinas y en consecuencia impiden su efec to protector en el revestimiento del estómago. La hacteria Helicobacter pylori, que se localiza en la capa de moco que protege el epitelio gástrico, también se relaciona como un posible factor en la formación ele úlceras.
Canal ículo
Tubulovesículas
ATP
A
REPOSO
B
ESTIMULACION
e
ACTIVA
Esquema de una célula pmietal. Obsérvense el aparato tubul ovesicular bien desarrollado en la célula en reposo (A ) y las num erosas microvellosidades en la célula acti va (e ). El mecanismo cle liberación de áciclo clorhíclrico se inclica en B.
Fig. 17-12.
Sistema digestivo: conducto alimentario a a a
379
Características histológicas comunes
INTESTINO DELGADO El intestino delgado tiene tres regiones: duodeno, yeyuno e íleon.
La digestión se inicia en la cavidad bucal y continúa en el estómago y el intestino delgado, que con sus 7 m de longitud es la región más larga del tubo alim e ntario. El intestino delgado se divide en tres regiones: duodeno, veyuno e íleon. Aunque la histología de estas regiones es similar, sus diferencias menores permiten identificarlas. El intestino delgado digiere el material alim entario y absorbe los productos finales del proceso digestivo . La primera región del intestino delgado , el duodeno, recibe enzimas y el amortiguador alcalino del páncreas y la bilis elel hígado para desempeñar sus funciones de digestión . :\demás las células epiteliales y las glándulas de la mucosa contribuyen con amortiguadores y enzimas para facilitar la digestión.
Como las tres regiones del intestino delgado son similares desde el punto de vista histológico, se describen prim ero las características comunes . Después de est e comentario se mencionan las variaciones en cada segmento (véas e cuadro 17-3 ) Y a continuación se consideran los aspectos funcionales.
Modificaciones de la superficie luminal La formación de pliegues circulares, vellosidades, micro vellosidades y criptas de Lieberkühn incrementa el área de superficie de la luz intestinal.
La superficie luminal del intestino delgado está adaptada para in creme ntar su área de superficie. Se obs ervan tres tipos de modificaciones:
Intestino delgado
Vellosidad ----1-
-t-Vellosidad
o
Ve llosidad Célula de absorción de la superficie
Célula caliciforme
Cripta de Lieberkühn Célula enteroendocrina Qu ilífero
Lámina propia Nódulo linfoide Muscularis mucosae
Célula regenerativa Cripta de Lieberkühn
Célu la de Paneth
Fig. 17-13.
Esque ma de la mucosa. las "cllosidadcs. las criptas de Liebe rkühn v las cél ulas que com ponen e l intestino delgado.
380 •••
Sistema digestivo: conducto alimentario
1. Los pliegues circulares (válvulas de Kerckring) son pliegues transversales de la submucosa y la mucosa
que forman elevaciones semicirculares a helicoidales, algunas tan grandes como 8 m m de alto y .5 cm de largo. A diferencia de las rugosidades del estómago, son estructuras perm anentes del duodeno y el yeyuno , y terminan en la mitad proximal del íleon . Incrementan el área de superficie en un factor de 2 o 3. 2. Las vellosidades son salientes de la lámina propia semejantes a hojas de roble o digitaliformes, recubiertas por epitelio. El núcleo de cada vellosidad contiene asas capilares, un conducto linfático de terminación ciega (lácteo) y unas cuantas fibras de músculo liso, incluidas en tejido conectivo laxo y con células linfoides en abundancia. Las vellosidades son estructuras permanentes (figs. 17-13 a 17-15 ). Se encuentran en mayor núm e ro en el duodeno que en el yeyuno o el íleon y su altura disminuye de 1.5 mm en el duodeno a 0.5 mm e n el íleo n . Estas es tru cturas de licadas confieren un asp ecto aterciopelado al revesti miento del órgano vivo. Las vellosidades in crementan el área de sup erficie del intestino delgado en un factor de 10. 3. Las microvellosidades son modificacion es del plasmalema apical de las células epiteliales que recubren las vellosidades intestinales e in crementan el área de superficie del intestino delgado en un factor de 20. Por consiguiente los tres tipos de modificaciones de la supe rficie intestinal aumentan el área de superficie total
disponible para la absorción de nutrientes en un factor de 400 a 600. Las invaginaciones del epitelio en la lámina propia entre las vellosidades forman glándulas intestinales, criptas de Lieberkühn, que también incrementan el área de superficie del intestino delgado.
Mucosa intestinal La mu cos a del intestino delgado se compone de las tres capas usuales: epitelio cilíndrico simple, lámina propia y muscularis mucosae.
Epitelio El epitelio cilíndrico simple que recubre las vellosidades y la superficie de los espacios intervellosos está compuesto de células de absorción de la superficie, caliciformes y del SNED. CELULAS DE ABSORCION DE LA SUPERFICIE
Las células de absorción de la superficie son células cilíndricas altas que actúan en la digestión y absorción terminales de agua y nutrientes.
Las células más numerosas del epitelio son las células de absorción de la superficie (fig. 17-16; véanse figs. 17-1:3 y 17-15). Son células altas , de unos 25 m de largo , con núcleo oval localizado en la base. Su superficie apical presenta un borde en cepillo y en preparaciones de tejido
Fig. 17-14. Mi crografías electrónicas de barrido de vellosidades del íl eo n de ratón. A , obsén'e ns e la vellosidad y las aberturas de las criptas de Lieberkühn e n el espacio inte rvelloso ( x 160). B, nótese que la vellosidad está fracturada y rele la su núcl eo de tejido co nectivo y células en migración ( x500 ). Cr om ado de Magney JE, Erlandsen SL, Bjerknes .vIL, Chcng H : Scanni ng electron Jl1i e roscopv of isolated epitheliurn orthe murine gastrointestinal traet: Morphology of th e basal surface an d eúdence for para<.: ri ne-like ce ll s. Am J Anat 1í7:43-53, 1986. Copyri ght © 1986. Reimpreso con autorización de Wiley-Liss, Inc , u na subsidiaria de John \Vi ley & Sons, ln c. )
Sistema digestivo: conducto alimentario •••
381
uniones estrechas impiden el paso de material a través de la vía paracelular a la luz del intestino o hacia fuera de la misma. CELULAS CALICIFORMES. Las células caliciformes son glán dulas unicelulares (véanse figs . 17-13 y 17-1 5 ) (véase cap. 5 ). El duodeno contiene la menor cantidad de células caliciformes y su cifra se incrementa hacia el íleon. Estas células elaboran mucinógeno, cuya forma hidratada es la mucina, un componente de moco, un a capa protectora que reviste la luz. CELULAS DEL SNED. El intestino d elgado tiene diversos tipos de células del SNED que producen hormonas paracrinas y endocrinas (véanse la sección anterior referente al estómago y el cuadro 17-2). Alrededor de 1% de las células que recubren las vellosidades)' la superficie intervellosa del intestino delgado se compone de células del SNED. CELULAS M (CELULAS DE MICROPLIEGUES) Las células de micropliegue fagocitan y transportan antígenos de la luz a la lámina propia.
El recubrimiento epitelial cilíndrico simple del intestino delgado está reemplazado por células M similares a las escamosas en regiones en las que nódulos linfoides colindan con el epitelio. Estas células M, que al parecer pertenecen al sistema de células fagocítico mononuclear, muestrean, fagocitan )' transportan antígenos que se encuentran en la luz del intestino .
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Lámina propia
Fotomicrografía de la mucosa duodenal (X132). B, glánlulas de Brunne r; L, quilíferos de la vellos idad .
Fig. 17-15.
bien elaboradas también son obvias barras terminales . Las principales funciones de estas células son la digestión y la absorción terminales de agua)' nutrientes. Además estas células esterifican de nuevo ácidos grasos en triglicéridos, forman quilo micrones y transportan la mayor parte d e los nutrientes absorbidos a la lámina propia para que se distribuyan al resto del cuerpo. El proceso de absorción se estudia más adelante en este capítulo. Las micrografías electrónicas de las células de absorción de la superficie muestran múltiples microvellosidades, de casi 1 "",m de largo, cuyas puntas están recubiertas con una capa gruesa de glucocáliz. Esta últim a no sólo protege las microvellosidades de la auto digestión sino que sus componentes enzimáticos también actúan en la digestión terminal de dipéptidos )' disacáridos en sus monómeros. El núcleo de actina de las microvellosidades está fijado en los filam entos de actina e intermedios de la red celular. E l citoplasma de las células de absorción de la superficie contiene organelos en abundancia, en especial endosomas, retículo endoplásmico liso , RER )' aparato de Golgi. Las membranas celulares laterales de estas células forman zonas ocluye ntes y adherente s, desmosomas y uniones de intersticio con las células adyac entes. Las •
El tejido conectivo laxo de la lámina propia forma el núcleo de la vellosidad, que en forma semejante a los árboles de un bosque sobresale de la superficie del intestino delgado (fig. 17-17; véanse figs. 17-14 y 17-15 ). El resto de la lámina propia, que se extiende hasta la muscularis mucosae, está comprimido en hojas delgadas de tejido con ecti\'o vascularizado en abundancia por las múltiples glándul as intestinales tubulares, las criptas de Lieberkühn. La lámina propia también contiene abundantes células linfoides que ayudan a proteger el revestimiento intestinal de la im'asión por microorganismos , como se com enta más adelante. CRIPTAS DE LIEBERKÜHN Las criptas de Lieberkühn incrementan el área de superficie del revestimiento intestinal; están compuestas por células del SNED, de absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas y de Paneth,
Las criptas de Lieberkühn son glándulas tubulares simples (o tubulares ramificadas ) (véase fig. 17-13). Estas glándulas se abren a los espacios inte rvellosos como perforaciones del reves timiento epitelial. Las micrografías electrónicas de barrido indican que aberturas de múltiples criptas rodean la base de cada vellosidad (véase fig, 17-14), Estas glándulas tubulares se compone n de células de absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas, del SNED y de Paneth. Las células de absorción de la superficie y las caliciformes ocupan la mitad superior de la glándula. Las células
382 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario caliciformes tienen un periodo de vida corto; se cree que mueren y se descaman después de eliminar mucinógeno. La mitad basal de la glándula carece de células de absorción de la superficie y sólo tiene unas cuantas células caliciformes; por el contrario, la mayor parte de las células corresponde a regenerativas (y sus progenies ), del SNED y de Paneth. En este inciso sólo se describen las células re generativas y las de Paneth; las otras ya se estudiaron. Células regenerativas. Las células re generativas del intestino delgado son células madre que proliferan de manera extensa para repoblar el epitelio de las criptas, la superficie mucosa y las vellosidades . Estas células estrechas parecen estar en cuña dentro de espacios limitados entre células de reciente form ación (véase fig. 17-13). Su ritmo de división celular es alto, con un ciclo celular hasta cierto punto corto, de 24 h. Se sugiere que cinco a siete días después de la aparición de una célula nueva, la célula progresó hasta la punta de la vellosidad y se exfolió. Las micrografías electrónicas de estas células indiferenciadas
Lu •
muestran unos cuantos organelos pero muchos ribosomas libres. Su núcleo oval, único, localizado en la base, es electrolúcido e indica la presencia de una gran cantidad de eucromatina. Células de Paneth Las células de Paneth producen el agente antibacteriano lisozima .
Las células de Paneth se distinguen con claridad por la presencia de gránulos secretorios apicales, eosinofílicos, grandes (fig. 17-18; véase fig. 17-13). Estas células en forma de pirámide ocupan el fondo de las criptas de Lieberkühn y elaboran el agente antibacteriano lisozima. A diferencia de las otras células del epitelio intestinal, las de Paneth tienen un p eriodo de vida largo, de 20 días , y secretan de manera continua lisozima. Las micrografías electrónicas de estas células muestran un aparato de Golgi bien desarrollado, un comple mento de RER grande, múltiples
Fig. 17-16. Células de abso rción de la superfici e de una vellosidad de yeyuno de ratón. A, micrografía electrónica a baj o aumento que muestra dos células caliciformes (Gc ) y múltiples células de abso rción de la superficie (Su ) (x 1 744 ). Nótese el borde estriado (Sb ) que ve a la luz (Lu ). Se observan con claridad los núcleos (Nu) y los límites celulares (Cb ). Nótese asimismo que el epitelio es tá separado de la lámina propia por un a mem brana basal bien definida (Bm ). B, micrografía electrónica a gran aumento de dos células de absorción de la superficie contiguas ( X 10 500). El borde estriado (Sb) se compone claramente de múltiples microvellosidades que se proyectan a la luz (Lu ). Las membranas celulares contiguas (Cm ) están cerca entre sí. Mi, mitocondria; Ly, lisosomas; Re, retículo endoplásmico rugos o; Ve , vesículas; el asterisco indica gotitas de lípidos unid as a la membrana. e, micrografía electrónica de la superficie basal de las cé lulas de absorción de la superficie (x II 200). Ve, vesículas; Mi, mitocondria; Bm , membrana basal; Lp, lámina propia; el asterisco indica quilomicron es . (Tomado de Rhodin JAG: An Atlas of Ultrastructure. Philadelphia, WB Sau nders, 1963. )
Sistema digestivo: conducto alimentario ••• 383 GLANDULAS DE BRUNNER
Las glándulas de Brunner producen tanto un líqu ido mucoso rico en bicarbonato como urogastro na (fac o r ce crecimiento epidérmico humano).
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Las glándulas de Brunner son tubul oal veolares , ramificadas y sus porciones secretorias sem e jan ácinos mucosos (véase fig. 17-15). Los conductos de estas glándulas penetran en la muscularis mucosae y suelen perforar las bases de las criptas de Lieberkühn para llevar su produ cto secretorio a la luz del duodeno. En ocasiones sus conductos se abren en los espacios intervellosos. Las microgra fías electrónicas de las células acinares muestran un RER " un aparato de Golgi bien desarrollados , múltiples mitocon drias y núcleos planos a redondos. Las glándulas de Brunner secretan un líquido alcalino , mucoso, en respuesta a la estimulación parasimpática. Este líquido ayuda a neutralizar el quimo ácido que pasa al duodeno del estómago pilórico. Las glándulas también elaboran la hormona polipeptídica uro gas trona (ahora se sabe que es el factor de crecimiento epidérmico humano), que se vierte a la luz del duodeno junto con el amortiguador alcalino. La urogastrona inhibe la producción de HCl (por inhibición directa de las células parietales ) y aumenta el ritmo de actividad mitótica en células epiteliales,
Muscular externa y serosa •
Fig. 17-17. x 132).
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Fotomicrografía de la mucosa del veyuno de un mono
La muscular externa del intestino delgado se com pone de una capa de músculo liso circular interna y una lon gitudinal externa. El plexo mientérico de Auerbach, que se localiza entre las dos capas musculares, es la inervación neural intrínseca de la capa de músculo externo. La muscular externa tiene a su cargo la actividad peristáltica del intestino delgado. Con excepción de la segunda y la tercera partes del duodeno , todo el intestino de lgado se revist e de una serosa.
mitocondrias y gránulos secretorios apicales grandes que contienen un producto secretorio homogéneo.
Muscularis mucosae La muscularis mucosae del intestino delgado se compone de una capa circular interna y una longitudinal externa de células de músculo liso (véase fig. 17-17). Las fibras musculares de la capa circular interna penetran en la vellosidad y se extienden a través de su parte central a la punta del tejido conectivo, hasta la membrana basal. Durante la digestión estas fibras musculares se contraen de manera rítmica y acortan la vellosidad varias veces por minuto.
Submucosa La submucosa del intestino delgado está constituida por tejido con ectivo denso irregular, fibroelástico, con un abastecimiento linfático y vascular abundante. La inervación intrínseca de la submucosa proviene del plexo submucoso (de Meissner) parasimpático. La submucosa del duodeno es poco común porque contiene glándulas que se conocen como glándulas de Brunner (glándulas duodenales).
Aporte linfático y vascular del intestino delgado El drenaje de linfa del intestino delgado se inicia en vasos linfáticos de terminación ciega conocídos como quilíferos.
El intestino delgado tiene un sistema linfático vascular bien desarrollado. Los capilares linfáticos de terminación ciega denom inados quilíferos, que se localizan en los núcleos de las vellosidades, llevan su contenido al plexo linfático submucoso. De ahí la linfa pasa a través de una serie de ganglios linfáticos para liberarse en el conducto torácico, el vaso linfático más grande del cuerpo. Este último vierte su conten ido al sistema circulatorio en la unión de las venas yugular interna y subclavia izquierdas. Los vasos sanguíneos tributarios del plexo vascular submucoso drenan las asas capilares adyacentes a los quilíferos. La sangre de este sitio se transporta a la vena porta a fin de llegar al hígado para procesamiento.
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Sistema digestivo: conducto alimentario
Fig. 17-18. Micrografía electrónica de una célula de Paneth de íleo de conejo (X5 900). Obsérvense los gránulos redondos , grandes en el citoplasma de la célula de Paneth. (Tomado de Satoh Y, Yamano M, Matsuda M, Ono K: Ultrastructure of Paneth cell in the intestine of various mammals. J Electron Microsc Tech 16:69-80, 1990. Copyright © 1990. Reimpreso con autorización de vViley-Liss, Inc, una subsidiaria de John Wiley & Sons, Inc. )
Diferencias regionales El duodeno es el segmento más corto del intestino delgado, sólo tiene 25 cm de largo. Recibe la bilis del hígado y los jugos digestivos del páncreas a través del colédoco y el conducto pancreático, respectivamente . Estos conductos se abren a la luz del duodeno en el ámpula duodenal (de Vater). El duodeno difiere del yeyuno y el íleon en que sus vellosidades son más anchas, altas y numerosas por unidad de área. Tiene menos células caliciformes por unidad de área que los otros segmentos y contiene glándulas de Brunner en su sub mucosa. Las vellosidades del yeyuno son más estrechas, cortas y escasas que las del duodeno. El número de células caliciformes por unidad de área es mayor en el yeyuno que en el duodeno. Las vellosidades del íleon son las más escasas, cortas y estrechas de las tres regiones del intestino delgado. La lámina propia del íleon contiene racimos permanentes de nódulos linfoides que se conocen como placas de Peyer. Estas estructuras se localizan en la pared del íleon opuesta a la inserción del mesenterio.
Histofisiología del intestino delgado Además de sus funciones en la digestión y la absorción, el intestino delgado desempeña actividades inmunitarias
y secretorias. Tales actividades se consideran primero y a continuación se describe la principal función del intestino delgado.
Actividad inmunitaria de la lámina propia La inmunoglobulina A elaborada por las células plasmáticas de la lámina propia recircula a través del hígado y la vesícula biliar.
La lámina propia es rica en células plasmáticas, linfocitos, células cebadas, leucocitos extravasados y fibroblastos. Asimismo en esa estructura se observan con frecuencia nódulos linfoides solitarios, adyacentes al revestimiento epitelial de la mucosa. Más aún, como se describió, el íleon tiene racimos permanentes de nódulos linfoides que se conocen en conjunto como placas de Peyer. Donde estos nódulos linfoides entran en contacto con el epitelio, las células cilíndricas se reemplazan por células M, que fagocitan antígenos luminales (figs. 17-19 y 17-20). Los antígenos endocitosados penetran en el sistema endosómico de estas células pero en lugar de procesarse, se agrupan en vesículas recubiertas de clatrina, se transfieren a la superficie basal de la célula y se liberan en la lámina propia. Las células presentadoras de antígeno y las dendríticas endocitan los antígenos transferidos, los procesan y presentan los epitopos a linfocitos para iniciar una respuesta inm unitaria.
Sistema digestivo: conducto alimentario •••
penetra en el intestino a través del colédoco, junto con la bilis.
- - -- - - Bacteria
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Actividad secretoria del i ntesti no delgado
Linfocitos
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Célula presentadora de antígeno
Célula B
Conducto torácico
@ Célula B
IgA en bilis expulsada
385
Las glándulas del intestino delgado secretan moco y un líquido acuoso en respuesta a la estimulación neural y hormonal. La estimulación neural, que se origina en el plexo submucoso, es el principal desencadenante, pero las hormonas secretina y colecistocinina tam bién participan en la regulación de las actividades secretorias de las glándulas de Brunner en el duodeno y de las criptas de Lieberkühn, que en conjunto producen casi 2 L de líquido ligeramente alcalino todos los días. Las células del SNED del intestino delgado elaboran múltiples hormonas que afectan el movimiento del intestino delgado y ayudan a regular la secreción gástrica de Hel y la liberación de secreciones pancreáticas (véase cuadro 17-2).
CORRELACIONES CLlNICAS IgA
IgA
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célu las B
El ritmo se secreción de líquido al intestino delgado aumenta de manera considerable en respuesta a la toxina del cólera. El volum en de líquido que se pierde como diarrea puede llegar hasta 10 L/día y si no se reemplaza suele ocasionar choque circulatorio y la muerte en el transcurso de unas cuantas horas. La p érdida de líquido se acompaña de desequilibrio electrolítico, un factor que contribuye al efecto mortal del cólera.
Células plasmáticas Lámina propia
Fig. 17-19. Esquema de una célula M y sus relaciones inmunitarias l"on el tubo alimentario. IgA, inmunoglobulina A.
Movimiento del intestino delgado El intestino delgado efectúa dos tipos de contracción: de mezclado y propulsora.
Los linfocitos activados migran a ganglios linfáticos mesentéricos, donde forman centros germinales. Las células B resultantes regresan a la lámina propia y ahí se diferencian en células plasmáticas que producen inmunoglobulina A (IgA ). Algunos de los anticuerpos liberados se unen a receptores de IgA de células epiteliales y forman un complejo con el componente secretorio (proteínas que estas células elaboran) dentro de las células epiteliales. El complejo de IgA y proteína se transporta a la luz, • • un proceso que se conoce como transCltoslS, y se une dI glucocáliz para defender el cuerpo contra la agresión dntigénica. La mayor parte de la IgA que se elabora en la lámina propia pasa al sistema circulatorio, se transporta al hígado , donde los hepatocitos forman un complejo del mismo con componente secretorio, y se libera como un complejo a la bilis. En consecuencia gran parte de la IgA luminal
El movimiento del intestino delgado puede subdividirse en dos fas es interrelacionadas:
1. Las contracciones de mezclado son más localizadas y redistribuyen de manera secuencial el quimo para expon erlo a los tubos digestivos. 2. Las contracciones propulsoras ocurren como ondas peristálticas que facilitan el movimiento del quimo a lo largo del intestino delgado. Pu esto que el quimo se mueve a un promedio de 1 a 2 cm/min, permanece varias horas en el intestino delgado. Impulsos neurales y factores hormonales controlan el ritmo de la peristalsis. En respuesta a la distensión gástrica, un reflejo gastroentérico mediado por el plexo mi entérico proporciona el impulso neural para la peristalsis en el intestino delgado. Las hormonas colecistocinina, gastrina, motilina, sustancia P y serotonina incrementan la motilidad intestinal, en tanto que la secretina y el glucagon la disminuyen.
386 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario •
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Fig. 17-20. Micrografía electrónica de células M de colon (k ratón (X6 665 ). Obsérvense las cé lulas M electrodensas que rodean linfocitos electrolúcidos. (Tomado de Owen RL, Piazza AJ, Ermak TH: Ultras tructural and cvtoarchitectural features o[ Iymphoreticular organs in the colon and rectuITI 01' adult BALB/c mice, AM J Anat 190:10-18, 1991. Copyright © 199 1. Rei mpreso con autorización de vViley-Liss, lnc, una subs idiaria de John Wiley & Sons, Inc. )
•
CORRELACIONES CLlNICAS Cuando la mucosa del intestino se expone a una irritación intensa por sustancias tóxicas, la muscularis mucosae puede presentar contracciones rápidas intensas de larga duración que se conocen como peristaltismo acelerado. Estas contracciones potentes impulsan el quimo al colon en el transcurso de minutos para su eliminación como diarrea.
Digestión El quimo que penetra en el duodeno se encuentra en el proceso de digerirse por las enzimas que las glándulas de la cavidad bucal)' el estómago elaboran. El proceso de digestión se intensifica en el duodeno mediante enzimas derivadas del páncreas exocrino. El catabolismo final de proteínas)' carbohidratos ocurre en las microvellosidades, donde las dipeptidasas )' disacaridasas , adheridas al glucocáliz, liberan aminoácidos)' 111onosacáridos individuales. Estos 111onómeros se transportan a las células de absorción de la superficie por medio de proteínas transportadoras específicas. Los lípidos son emulsincados por sales biliares en glóbulos de grasa pequeños que se segmentan en monoglicéridos )' ácidos grasos. Las sales biliares segregan
monoglicéridos )' ácidos grasos libres en micelas, de 2 n111 de diám etro, que se difunden al interior de las células de absorción de la superficie a través de su plasmalema.
Absorción Las células de absorción de la superficie del intestino delgado absorben todos los días alrededor de 6 a 7 L de líquido, 30 a 35 g de sodio, 0.5 kg de carbohidratos )' proteínas, )' 1 kg de grasa. El agua, los aminoácidos , los iones)' los monosacáIidos penetran en la célula de absorción de la superficie )' se liberan al espacio intercelular en la membrana basolateral. A continuación estos nutrientes pasan al lecho capilar de las vellosidades )' se transportan al hígado para su procesamiento. Como se esquematiza en la fi gura 17-21 , los ácidos grasos de cadena larga)' los monoglicéridos entran en el retículo en doplásmico liso de la célula de absorción de la superficie, donde se esterifican de nuevo en triglicéridos. Estos últimos se transfieren al aparato de Golgi )' en ese sitio se combinan con una cubierta de lipoproteína beta, elaborada en el RER , para formar quilomicrones. Estas gotitas grandes de lipoproteína, que se agrupan)' liberan del aparato de Golgi, se transportan a la membrana celular basolateral para liberarse a la lámina propia. Los quilomicrones penetran en los quilíferos)' llenan estos vasos linfáticos de terminación ciega con una sustancia abundante en lípidos que se conoce como quilo . Las contracciones
Sistema digestivo: conducto alimentario _ ••
387
Lipasa
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® Monoglicéridos y ácidos ....grasos de cadena larga
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Glicerol, ácidos grasos de cadena G) La lipasa pancreática descompone co rta, media los lípidos en la luz del intestino delgado en ácidos grasos y monoglicéridos.
... Micelas
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® Los monoglicéridos y los ácidos
grasos son emulsificados por bilis y forman micelas que pasan a las células de absorción de la superi icie . El glicerol se difunde directamente en células de absorción de la superiicie.
o~ o~ Síntesis de Fig. 17-21. Esquema de la absorción v el procesam iento de grasas, y la liberació n del quilom icrón por las células de absorción de la supe rficie. RE , retículo endoplásmico.
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® Los monoglicéridos y los ácidos grasos son esterificad os en triglicéridos dentro del RE liso.
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Lipoproteína y Glicerol, ácidos grasos de cadena síntesis de glucoproteína media y corta
® El glicerol y los ácidos grasos
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rítmicas de las células de músculo liso localizadas en los núcleos de las vellosidades ocasionan el acortamiento de cada vellosidad, que actúa como una jeringa que inyecta el quilo del quilífero al plexo submucoso de los vasos linfáticos . Los ácidos grasos de cadena corta « 12 carbonos de largo ) no penetran en el retículo endoplásmico liso para reesterificación. Estos ácidos grasos libres, que son lo bastante cortos para ser un poco hidrosolubles, progresan a la membrana basolateral de la célula de absorción de la superficie, se difunden a la lámina propia y pasan a las asas capilares a fin de transportarse al hígado para procesamiento.
Los triglicéridos forman un complejo con proteína dentro del aparato de Golgi, los quilomicrones, que se liberan a los quilíferos. de cadena corta y media se absorben directamente a la sangre.
Capilar linfático (quilífero)
las vellosidades de p ersonas susceptibles. E stos efectos pueden deberse a una respues ta alérgica al gluten. El área de superficie disponible para absorción de nutrientes está reducida en pacientes con este trastorno. El tratamiento incluye elimi nar de la dieta los granos que contienen gluten.
INTESTINO GRUESO El intestino grueso se subdivide en ciego, colon, recto yana; el apéndice es una evaginación ciega, pequeña, del ciego .
CORRELACIONES CLlNICAS El posible que ocurra malabsorción en el intestino delgado aunque el páncreas proporcione su complemento normal de enzimas. Las diversas enferm edades que causan malabsorción se denominan esprue. Una forma interesante de esprue, la enteropatía por gluten (esprue no tropical), es ocasionada por el gluten, una sustancia presente en el centeno y el trigo, que destruye las microvellosidades e incluso
El intestino grueso, compuesto por ciego , colon (ascendente, transverso , descendente y sigmoide), recto y ano, mide alrededor de 1.5 m de largo (véase cuadro 17-3 ). Absorbe la mayor parte del agua y los iones del quimo que recibe del intestino delgado y compacta el quim o en heces para su eliminación . El ciego y el colon no muestran diferencias histológicas y se estudian como una entidad den ominada colon. El apéndice, una evaginación ciega del ciego, se describe por separado.
388 ••• Sistema digestivo: conducto alimentario
Intestino grueso
o Célula de absorción
Célula caliciforme
Cripta Lieberkühn
Célula regenerativa
o
o
Lámina propia--Muscularis mucosae Submucosa - - - "
Célula enteroendocrina (célula APUD )
Nódulo linfoide
Músculo circular de - ----' la muscular externa
Fig. 17-22.
Esquema del colon, las criptas de Lieberkühn y células relacionadas.
Colon E l colon constituye la mayor parte de la longitud total del intestino grueso. Recibe el quimo del íleon a través de la válvula ileocecal, un esfínter tanto anatómico como fi siológico que impide el refluj o del contenido cecal al íleon .
Histología del colon E l colon carece de vellosidades pero contiene en abundancia criptas de Lieberkühn cuya composición es similar a las del intestino delgado, excepto p or la ausencia de células de Paneth (figs. 17-22 a 17-25 ). La cifra de células caliciformes se incrementa del ciego al colon sigmoide, pero las células de absorción de la superficie son el tipo celular más numeroso. También se encuentran células del SNE D , aunque muy pocas. La actividad mitótica rápida de las células de regeneración ree mplaza el revestimiento epitelial de las criptas y la superficie mucosa cada seis a siete días .
La lám ina propia, la muscularis mucosae y la submucosa del colon se asemejan a las del intestino delgado. La muscular e xterna es poco común porque la capa longitudinal externa no se continúa en toda su superficie sino que se reúne en tres listones estrechos de fascículos musculares, conocidos como tenias del colon. El tono constante q ue las tenias del colon conservan frunce el intestino delgado en saculaciones llamadas haustra del colon. La serosa muestra múltiples bolsas llenas de grasa, que se denominan apéndices epiploicos.
Histofisiología del colon La función del colon consiste en absorber agua, electrólitos y gases, así como en compactar y eliminar las heces.
El colon absorbe agua y electrólitos (alre dedor de 1 400 mUdía ), y co mpact a y elimin a hec es (alrede dor de 100 ml/día ). Las heces se componen de agua (75 %), bacterias muertas (7%), bagazo (7%), grasa (5%), sustancias inorgánicas
389
Sistema digestivo: conducto alimentario . ,
CORRElACIONES CLlNICAS La irritación intensa de la mucosa del colon, como en la enteritis, origina la secreción de grandes cantidades de moco, agua y electrólitos. La eliminación de cantidades abundantes de heces líquidas, que se conoce como diarrea, protege el cuerpo al diluir y eliminar el irritante. Las diarreas prolongadas y la pérdida de una gran cantidad de líquido y electrólitos, sin un régimen terapéutico de restitución, pueden ocasionar choque circulatorio e incluso la muerte.
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El recto se asemeja al colon desde el punto de vista histológico pero las criptas de Lieberkühn son más profundas y en menor cantidad por unidad de área (véase cuadro 17-3) . El conducto anal, la continuación estrecha del recto . mide alrededor de 3 a 4 cm de largo. Sus criptas de Lieberkühn son cortas y escasas, y no se encuentran en la mitad distal del conducto anaL La mucosa también muestra pliegues longitudinales, las columnas anales (column as rectales de Morgagni). Estas se reúnen unas con otras para formar evaginaciones similares a bolsas, las \'áh-ulas anales con senos anales intercurrentes. Las yáh'ulas anales ayudan al ano a apoyar la columna de heces.
Fig. 17-23. Fotomicrografía de colon de mono ( X 132 ). G, células caliciformes; e, criptas de Lieberkühn.
(5%) Y proteínas no digeridas , células muertas y pigmento biliar (1 %). El olor de las haces varía de un individuo a otro y depende de la dieta y la flora bacteriana, que produce cantidades variables de indol, ácido sulfhídrico v mercaptanos. Los productos accesorios bacterianos incluyen riboflavina, tiamina, vitaminas E l '2 y K. La acción bacteriana en el colon produce gases que se eliminan como flatos, compuestos de COz, metano y R 2 , que a continuación se mezclan con nitrógeno y oxígeno del aire deglutido. El gas es combustible y puede explotar durante una sigmoidoscopia en la que se utiliza cauterización eléctrica. El intestino grueso contiene 7 a 10 L de gases cada día, de los cuales sólo se expulsan como flatos 0.5 a 1 L; el resto se absorbe a través del revestimiento del colon. El colon también secreta moco y ReO J. El moco no sólo protege la mucosa del colon, tam bién facilita la compactación de las heces porque el moco es el que permite la adherencia de los desechos sólidos en una masa compacta. El ReO.,. se adhiere al moco y actúa como un amortiguador para proteger la mucosa de los productos accesorios ácidos del metabolismo bacteriano dentro de las heces,
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Fig. 17-24. Fotomicrografía de las criptas de Lieberkühn de colon de mono (X 270). E, célula del sistema neuroendocrino difuso (SNED); L, luz de la cripta; P, célula plasmática.
390 •••
Sistema digestivo: conducto alimentario
esfínter anal interno. Las células de mús culo liso de la capa longitudinal externa continúan como una vaina fibroelástica que rodea el es fínter anal interno. Los músculos es queléticos del piso de la pelvis forman un músculo esfínter anal externo, que rodea la vaina fibroelástica y el esfínter anal interno. E l esfínter externo se controla de manera voluntaria y muestra un tono cons tante.
CORRELACIONES CLlNICAS
Fig. 17-25. .\1ierografía elect rónica de barrido d e colon de mono (x 516 ), Obsérvese la abe rtura de las criptas, (Tomado de Sp ecian RD, Ne utra .\1R : The surface topographv oC the coloni e crvpt in rabb it and monkey, Am J Anat 160:461-47-7 , 1981. Cop\Ti ght © 1981, HeimprC'so con autori zación de \Viley-Liss, lne, una subsidiaria de Jol1n \\ 'ile\' & Sons, lne, )
Mucosa anal El epitelio de la mucosa anal es cuboideo simple desde el recto hasta la línea pectinada (a nivel de las váh-ulas anales ), escamoso estratificado 110 queratil1i::::ado de la línea pectinada al orificio anal externo yesca //lOSO est rat!ficado queratíni::::ado (epidermis ) en el ano. La lámina propia, un tejido conectivo fibroelástico , con tiene glándulas anales en la unión rectoanal y glándulas circunanales en el extremo distal del conducto anal. Además en el ano están presentes folículos pilosos y glándulas sebáceas. La muscularis mucosae se compone de una capa circular interna v otra longitudinal externa de músculo liso. Estas capas musculares no se extienden más allá de la línea pectinada.
Submucosa anal y muscular externa La submucosa del conducto anal está compuesta por tejido con ectivo fibro elástico. Contiene dos plexos venosos , el plexo hemorroidal interno, situado arriba de la línea pectinada, y el plexo hemorroidal externo, que se localiza en la unión del conducto anal con su orificio externo, el ano. La muscular externa consiste en una capa de músculo liso circular interno y otra lon gitudinal externa. La capa circular interna se engruesa a medida que circunda la región de la línea p ectinada para formar el músculo
E l incremento del tam año de los vasos del plexo ve noso submucoso del conducto anal origina la formación de hemorroides, un trastorno común durante el embarazo y en personas mayores de 50 ailOS de edad. Esta afección puede manifestarse por defecación dolorosa, presencia de sangre fresca con la defecación y prurito anal. Cuando se practica un examen rectal mediante la inserción del dedo índice a través del orificio anal externo, el esfínter anal externo se aprieta alrededor del dedo . La continuación de la p enetración activa el esfínter anal interno, que también se contrae alrededor del dedo. Las estructuras que pueden palparse a través del conducto anal en varones incluyen el bulbo del pene, la próstata, las vesículas seminales crecidas, la superficie inferior de la vejiga distendida y los ganglios linfáticos iliacos crecidos ; las estructuras palpables en muj eres comprenden el cérvix del útero y en estados patológicos, los ovarios y el ligamento ancho .
Apéndice El aspecto histológico de la apéndice es similar al del colón, excepto que tiene un diámetro mucho más pequeño, un abastecimiento más abundante de elementos linfoides e incluye mucho más células del SNED en sus criptas de Lieberkühn.
El apéndice vermiforme es un divertículo del ci ego de ,5 a 6 cm de largo con una luz en forma estrellada que suele estar ocupada por desechos. La mucosa del apéndice se compone de un epitelio cilíndrico simple, constituido por células de absorción de la superficie, caliciformes y ~1 donde los nódulos linfoides colindan con el epitelio (véas e cuadro 17-3). La lámina propia es un tejido conectivo laxo con múltiples nódulos linfoides y criptas de Lieberkühn superficiales. Las células que componen estas criptas son de absorción de la superficie, caliciformes, regenerativas. múltiples del SNED y pocas células de Paneth. La muscularis mucosae, la submucosa ,v la muscular externa n( varían de la estructura general del conducto alimentario aunque en la submucosa se encuentran nódulos linfoid e~ e infiltración grasa ocasional. Una serosa reviste el apéndice.
Sistema digestivo: conducto alimentario ••• 391
CORRELACIONES CLlNICAS La incidencia de inflamación del apéndice, apendicitis, es mayor entre adolescentes y adultos jóvenes que en personas de mayor edad; también ocurre con mayor frecuencia en varones . La apendicitis suele deberse a obstrucción de la luz, que origina inflamación acompañada de tum efacción y dolor
inte nso , no remitente, en e l cuadrante inferior derecho del abdomen. Los signos clínicos adicionales son náusea y vómitos, fi ebre (por lo general menor de 38.9° e ), abdomen tenso y leucocitosis. Si el trastorno no se trata en el transcurso de uno a dos días el apéndice suele romperse y conducir al inicio de peritonitis, que puede causar la muerte si no recibe tratamiento.