CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 435
CUADRO 243 Transportadores de glucosa en mamíferos
Función Km (mM)a Sitios principales de expresión
Transporte activo Absorción de glucosa 0.1-1.0 Intestino delgado, túbulos renales
secundario (cotransporte Absorción de glucosa 1.6 Túbulos renales
de Na1-glucosa)
SGLT 1
SGLT 2
Difusión facilitada
GLUT 1 Captación basal de glucosa 1–2 Placenta, barrera hematoencefálica, encéfalo,
eritrocitos, riñones, colon y otros órganos
GLUT 2 Sensor de la glucosa por la célula B; salida desde 12–20
células epiteliales intestinales y renales Células B de los islotes, hígado, células
GLUT 3 <1 epiteliales del intestino delgado, riñones
GLUT 4 Captación basal de glucosa 5
Encéfalo, placenta, riñones y otros órganos
GLUT 5 Captación de glucosa estimulada por insulina
GLUT 6 Miocardio y músculo estriado, tejido adiposo y
GLUT 7 Transporte de fructosa 1-2 otros tejidos
—
Desconocido — Yeyuno, semen
Transportador de glucosa 6-fosfato en el retículo Cerebro, vaso y leucocitos
endoplásmico
Hígado
a Km es la concentración de glucosa en que llega a la mitad del máximo del transporte de dicho carbohidrato.
Con autorización de Sthephens JM, Pilch PF; The metabolic regulation and vesicular transport of GLUT 4, the major insulin-responsive glucose transporter. Endocr Rev
1995;16:529.
SGLT, transportador de glucosa dependiente de sodio; GLUT, transportador de glucosa.
En el comercio, se dispone de diversas preparaciones de insulina; RELACIÓN CON EL POTASIO
éstas comprenden insulinas que se han combinado en complejos con
protamina y otros polipéptidos para hacer lenta la absorción y la La insulina causa la entrada de potasio en las células y como resulta-
desintegración, así como insulinas sintéticas en las cuales se han do disminuye la concentración extracelular de dicho ion. La infusión
efectuado cambios en los residuos aminoácidos. En general, éstas se intravenosa de insulina en solución glucosada disminuye de manera
dividen en tres categorías: rápidas, de acción intermedia y de acción significativa la concentración de potasio en plasma en sujetos nor-
prolongada (24 a 36 h). males, y es una medida muy eficaz para la disminución temporal de
Receptor de insulina Transporte de glucosa
Fusión
Internalización
Fosfatidilinositol-
3-cinasa
FIGURA 244 Desplazamiento cíclico de los transportadores de 3-cinasa que acelera la translocación de los endosomas que contienen trans-
portadores de glucosa 4 en la membrana celular. En esa situación, dichos
glucosa 4 a través de los endosomas en tejidos sensibles a la insuli- transportadores median el transporte de glucosa al interior de la célula.
na. La activación del receptor de insulina estimula la fosfatidilinositol
436 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
la hiperpotasemia en personas con insuficiencia renal. Cuando los Insulina IGF-I IGF-II
enfermos con acidosis diabética se tratan con insulina, suele surgir
hipopotasemia. No se ha explicado la migración intracelular del 1
potasio. Sin embargo, la insulina intensifica la actividad de la ATPasa
de sodio y de potasio en las membranas celulares, por acción de 2
bombeo, penetra más potasio en las células.
3
OTRAS ACCIONES
4
El efecto hipoglucemiante de la insulina y otros más se resumen en
sucesión cronológica en el cuadro 24-1 y, en el cuadro 24-2, se inclu- 5
yen los efectos netos en varios tejidos. La acción en la glucógeno
sintasa estimula el almacenamiento de dicho carbohidrato; los efec- 6
tos en las enzimas glucolíticas hacen que el metabolismo de la gluco-
sa llegue a la etapa de fragmentos con dos carbonos (cap. 1) y como 7
consecuencia, se estimula la lipogénesis. La estimulación de la sínte-
sis de proteínas a partir de aminoácidos que entran a las células y la αα αα 8
inhibición de la desintegración de las mismas activan el crecimiento. ββ ββ
9
El efecto anabólico de la insulina es auxiliado por la acción aho-
rradora de la proteína de los abastos intracelulares adecuados de glu- 10
cosa. El retraso del crecimiento es un síntoma de diabetes en niños y
la insulina estimula el crecimiento de ratas inmaduras a las que se 11
extirpó la hipófisis, hasta alcanzar el mismo grado obtenido con la
hormona de crecimiento. 12
13
14 ISF
15
Citoplasma
Receptor Receptor Receptor
de insulina de IGF-I de IGF-II
FIGURA 245 Receptores de insulina, del IGF-I e IGF-II. Cada
hormona se une principalmente a su receptor, pero la insulina también
se une al receptor de IGF-I, así como IGF-I y IGF-II se unen a los tres. Los
recuadros violeta son dominios de tirosina cinasa intracelular. Se
advierte la notable semejanza entre los receptores de insulina y de IGF-I;
también se observan las 15 secuencias repetidas en la porción
extracelular del receptor de IGF-II. ISF, líquido intersticial.
MECANISMO DE ACCIÓN Los efectos anabólicos de la insulina en las proteínas que esti-
mulan el crecimiento son mediados por la fosfatidilinositol 3-cina-
RECEPTORES DE INSULINA sa (PI3K) y los datos obtenidos indican que en invertebrados, la vía
en cuestión participa en el crecimiento de células nerviosas y la
Éstos se encuentran en muchas células corporales, incluidas aquéllas orientación de axones en el sistema visual.
donde dicha hormona no regula la captación de glucosa.
Es interesante comparar el receptor de insulina con otros simi-
El receptor de insulina, con peso molecular de casi 340 000, es lares. Dicho receptor es muy semejante al destinado al IGF I, pero
un tetrámero compuesto de dos subunidades α y dos de glucoproteí- distinto del receptor del IGF II (fig. 24-5). Otros receptores de facto-
na β (fig. 24-5); todas ellas son sintetizadas en un solo ácido ribonu- res de crecimiento y los que corresponden a oncogenes, también son
cleico mensajero (mRNA) para separarse por proteólisis y unirse
entre sí por enlaces de disulfuro. El gen del receptor de insulina Insulina Receptor
posee 22 exones y se encuentra en el cromosoma 19, en seres huma- de insulina
nos. Las subunidades α se unen a la insulina y son extracelulares, en
tanto las subunidades β se sitúan a todo lo ancho de la membrana. ATP
Las porciones intracelulares de las subunidades β tienen actividad de
tirosina cinasa. Los dos tipos de subunidades están glucosilados y los P IRS-1 P
residuos “azucarados” se extienden al interior del líquido intersticial. PP
La unión de la insulina activa la tirosina cinasa de las subunida- Otros sistemas efectores Efectos
des β y así se produce autofosforilación de dichas unidades a nivel de y mediadores diversos
los residuos tirosínicos. La autofosforilación es necesaria para que la secundarios
insulina ejerza sus efectos biológicos; también activa la fosforilación
de algunas proteínas citoplásmicas y la desfosforilación de otras, de FIGURA 246 Respuestas intracelulares activadas por la unión de
modo predominante los residuos serínico y treonínico. El sustrato
del receptor insulínico 1 (IRS-1) media algunos de los efectos en los la insulina con su receptor. Las esferas rojas y las señaladas con P
seres humanos, pero existen también otros sistemas efectores (fig. representan grupos fosfato. IRS-1, sustrato del receptor de insulina 1.
24-6). Por ejemplo, los ratones con bloqueo del gen del receptor de
insulina muestran, desde la vida fetal, notable retraso del crecimien-
to, tienen anomalías del sistema nervioso central y de la piel, y al
nacer mueren por insuficiencia respiratoria, en tanto después de blo-
queo génico del sustrato del receptor insulínico 1, muestran sólo un
retraso moderado del crecimiento en la vida fetal, viven y son resis-
tentes a la insulina, pero por lo demás son casi normales.
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 437
tirosina cinasas. Sin embargo, la composición de aminoácidos en RECUADRO CLÍNICO 24-1
estos receptores es muy diferente.
Diabetes mellitus
Cuando la insulina se une a sus receptores, se agregan en “par-
ches” o zonas comunes y son llevadas al interior de la célula por La enorme diversidad de anomalías causadas por la deficiencia
endocitosis mediada por tales estructuras (receptores) (cap. 2). Al de insulina ha recibido el nombre de diabetes mellitus. Los
final, los complejos de insulina/receptor penetran a los lisosomas, médicos griegos y romanos utilizaron el término de “diabetes”
donde los receptores son separados o reciclados. La vida media del para referirse a cuadros clínicos en que el signo cardinal era un
receptor de insulina es de casi 7 h, en promedio. gran volumen de orina y diferenciaron dos tipos: la“mellitus”en
que la orina tenía sabor dulzón y la “insípida” en que la orina no
CONSECUENCIAS tenía sabor. Hoy en día, el término “diabetes insípida” se reserva
DE LA DEFICIENCIA para entidades clínicas donde existe deficiencia de la produc-
DE INSULINA ción o de la acción de la vasopresina (cap. 38) y el término ori-
ginal,“diabetes”, suele usarse para nombrar la variedad mellitus.
Los efectos fisiológicos de largo alcance de la insulina, se muestran
en particular al ejemplificar las consecuencias externas y graves de la La causa de la enfermedad clínica siempre es una deficien-
deficiencia de dicha hormona (Recuadro clínico 24-1). En seres cia de los efectos de la insulina en los tejidos. La diabetes ti-
humanos, la deficiencia de insulina es un cuadro patológico frecuen- po 1 o insulinodependiente (IDDM), es consecuencia de la
te. En animales, quizá sea originado por la pancreatectomía; por uso deficiencia de dicha hormona, causada por la destrucción
de aloxano, o por otras toxinas que en dosis apropiadas destruyen de autoinmunitaria de las células B de los islotes pancreáticos;
modo selectivo las células B de los islotes pancreáticos; por utiliza- comprende 3 a 5% de todos los casos y por lo general, surge
ción de fármacos que inhiben la secreción de insulina y por adminis- por primera vez en la niñez. La diabetes tipo 2 o no insuli-
tración de anticuerpos contra dicha hormona. Se sabe de especies de noindependiente (NIDDM), se caracteriza por la disregulación
ratones, ratas, cricetos, cobayos, cerdos enanos y monos que mues- de la liberación de insulina por parte de las células B, junto con
tran gran incidencia de diabetes mellitus espontánea. resistencia a dicha hormona en tejidos periféricos, como el
músculo estriado, el cerebro y el hígado. Desde el punto de vis-
TOLERANCIA A LA GLUCOSA ta histórico la diabetes tipo 2 se presentaba en personas con
sobrepeso u obesas, aunque en la actualidad se diagnostica
En la diabetes, la glucosa se acumula en la corriente sanguínea, en cada vez más en niños, conforme aumenta la frecuencia de la
especial después de las comidas. Si se proporciona una carga de glu- obesidad en ellos.
cosa a un diabético, la hiperglucemia se intensifica y retorna al nivel
basal con mayor lentitud en comparación con personas normales. La La diabetes se caracteriza por poliuria (expulsión de gran
respuesta a una dosis estándar de glucosa en una prueba oral, la volumen de orina); polidipsia (ingestión de cantidades excesi-
prueba de tolerancia a la glucosa oral, se utiliza en el diagnóstico vas de líquidos), adelgazamiento corporal a pesar de la polifa-
clínico de la diabetes (fig. 24-7). gia (mayor apetito), hiperglucemia, glucosuria, cetosis, acidosis
y coma. Se advierten extensas alteraciones bioquímicas, pero
La disminución de la tolerancia a la glucosa en la diabetes, las anomalías fundamentales de gran parte de ellas pueden
depende en parte de la menor entrada de ésta en las células (menor provenir como: 1) menor entrada de glucosa en varios tejidos
utilización periférica). En ausencia de insulina, se reduce la entrada “periféricos”, y 2) mayor liberación de glucosa en la circulación
de glucosa en los músculos estriado y liso, miocardio y en otros teji- sanguínea, por parte del hígado. Por esa razón, se advierte un
dos (fig. 24-8). También disminuye la captación de glucosa en el exceso de glucosa extracelular y en el interior de muchas célu-
hígado, pero tal efecto es indirecto. No se modifica la absorción de la las, deficiencia de dicho carbohidrato, situación que algunos
glucosa en los intestinos, ni su resorción desde la orina por parte de llaman “inanición en medio de la abundancia”. Asimismo, dis-
las células de los túbulos proximales de los riñones. También es nor- minuye el ingreso de aminoácidos en el músculo y aumenta la
mal la captación de dicho carbohidrato en gran parte del cerebro y lipólisis.
en los eritrocitos.
AVANCES TERAPÉUTICOS
La segunda causa de hiperglucemia en la diabetes y la más
importante es la afección y la disminución de la función glucostática En la diabetes tipo 1 las bases del tratamiento incluyen
por parte del hígado (cap. 28). Este último capta glucosa de la administrar insulina exógena, y sus dosis se ajustarán
corriente sanguínea y la almacena en la forma de glucógeno, pero con gran cuidado con arreglo a la ingestión de glucosa
contiene también glucosa 6-fosfatasa, razón por la cual “descarga” en los alimentos. En la diabetes tipo 2 las modificaciones en
glucosa en la sangre. La insulina facilita la síntesis de glucogeno e el estilo de vida como las que se hacen en la alimenta-
inhibe la producción de glucosa por la glándula. Si hay hipergluce- ción o intensificación del ejercicio a menudo retrasan los
mia, aumenta normalmente la secreción de insulina y disminuye la síntomas en los comienzos de la enfermedad, aunque es
glucogénesis hepática; dicha respuesta no aparece en las diabetes difícil conservarlos. Los medicamentos sensibilizantes a
tipo 1 (no hay insulina) ni tipo 2 (los tejidos son resistentes a la hor- la insulina representan fármacos de segunda linea (cap.
mona). El glucagon contribuye a la hiperglucemia porque estimula 16).
la gluconeogénesis. La producción de glucosa hepática tal vez sea
438 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
250 modo que son inevitables la movilización de las reservas endógenas
Diabetes de proteínas y grasas, así como la reducción de peso.
Glucosa plasmática (mg/100 ml) Cuando hay incrementos ocasionales de la glucemia, con el
200 paso del tiempo, hay glicación no enzimática de cantidades peque-
ñas de hemoglobina A y se forma HbA1c (cap. 31). El control cuida-
150 doso de la diabetes con insulina disminuye la cantidad formada de
dicho compuesto y, por ello, la concentración de HbA1c es medida
como un índice integrado del control de la diabetes por un lapso de
100 cuatro a seis semanas antes de dicha medición.
Normal En los párrafos siguientes se expone la importancia de la hiper-
50 glucemia crónica en la aparición de complicaciones a largo plazo de
la diabetes.
0 EFECTOS DE LA DEFICIENCIA
12 INTRACELULAR DE GLUCOSA
Lapso después de la ingestión de glucosa (h) En la diabetes, la abundancia de glucosa fuera de las células contras-
ta con el déficit en el interior de ellas. La catabolia de la glucosa nor-
FIGURA 247 Prueba de tolerancia a la glucosa oral. Se malmente constituye una fuente principal de energía para todos los
fenómenos celulares y, en la diabetes, las necesidades mencionadas
proporcionan al paciente 75 g de glucosa en 300 ml de agua. En sujetos se pueden satisfacer sólo si se recurre a la reserva de proteínas y gra-
normales, la concentración de glucosa en plasma de sangre venosa, con sas. Se activan mecanismos que intensifican grandemente la catabo-
la persona en ayuno, es menor de 115 mg/100 ml; la cifra a las 2 h es lia de estas dos últimas, y una de las consecuencias de la mayor
menor de 140 mg/100 ml y ninguna cantidad debe rebasar los 200 desintegración de ellas es la cetosis.
mg/100 ml. Se diagnostica la diabetes mellitus si cualquier cifra a las 2 h
u otras sobrepasan los 200 mg/100 ml. Se realiza el diagnóstico de La utilización deficiente de glucosa y el hecho de que las células
menor tolerancia a la glucosa si las concentraciones exceden los límites del hipotálamo que regulan la saciedad no capten de manera ade-
superiores de lo normal, pero están por debajo de los valores que cuada las deficiencias hormonales (insulina, leptina, colecistocinina
confirman el diagnóstico de diabetes. [CCK]), constituyen las causas probables de la hiperfagia en la enfer-
medad. No se inhibe el área del hipotálamo que controla el consumo
estimulada por catecolaminas, cortisol y hormona del crecimiento de alimentos; por ello, no se “percibe” la saciedad y el sujeto aumen-
(p. ej., durante una respuesta al estrés). ta la cantidad de alimentos que come.
EFECTOS DE LA HIPERGLUCEMIA La depleción de glucógeno es una consecuencia frecuente del
déficit de glucosa intracelular y también aminora el contenido de
La hiperglucemia, por sí misma, puede causar síntomas que son con- glucógeno hepático y del músculo estriado en animales diabéticos.
secuencia de la hiperosmolalidad de la sangre. Además, surge gluco-
suria porque se ha rebasado la capacidad de los riñones para resorber CAMBIOS EN EL METABOLISMO
glucosa. La excreción de las moléculas de glucosa osmóticamente DE PROTEÍNAS
activas se acompaña de pérdida de grandes cantidades de agua (diu-
resis osmótica; cap. 38). La deshidratación resultante activa los En la diabetes, aumenta la catabolia de aminoácidos hasta su trans-
mecanismos que regulan el ingreso de agua y esto origina polidipsia. formación en dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Además, en el
Por la orina se pierden cantidades importantes de sodio y potasio. hígado, se transforman cantidades mayores de aminoácidos en glu-
En cada gramo de glucosa excretada, el organismo pierde 4.1 kcal. cosa. La intensificación de la gluconeogénesis tiene muchas causas: el
Aumentar la ingestión calórica para satisfacer dicha pérdida hace glucagon la estimula y casi siempre en la diabetes hay hiperglucago-
que aumente todavía más la glucemia y agrava la glucosuria, de tal nemia. Los glucocorticoides suprarrenales también contribuyen al
incremento de la gluconeogénesis, cuando éstos se elevan en el diabé-
Dieta Amino- Glicerol tico muy grave. El aporte de aminoácidos se incrementa para que
Intestinos ácidos haya gluconeogénesis, porque al no haber insulina, surge menor sín-
tesis de proteínas en los músculos y con ello aumentan las concentra-
Hígado Acido ciones de aminoácidos en la sangre. La alanina, en particular, es
láctico transformada fácilmente en glucosa. Además, aumenta la actividad
de las enzimas que catalizan la conversión de piruvato y otros frag-
Glucosa plasmática, mentos metabólicos de dos carbonos; éstas incluyen la fosfoenolpiru-
300 mg/100 ml vato carboxicinasa, que facilita la conversión de oxaloacetato en
fosfoenolpiruvato (cap. 1). También abarcan la fructosa 1,6-difosfata-
Riñones Cerebro sa, que cataliza la transformación del difosfato de fructosa en 6-fosfa-
to de fructosa, y la glucosa 6-fosfatasa, la cual controla la entrada de
Orina (glucosuria) Grasa Músculo glucosa en la circulación, desde el hígado. El incremento del valor de
y otros tejidos
FIGURA 248 Trastornos de la homeostasis de la glucosa
plasmática en la deficiencia de insulina. Las flechas gruesas indican
reacciones que se intensifican; los rectángulos a través de las flechas
señalan las que muestran bloqueo.
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 439
acetil-CoA hace que se incremente la actividad de la piruvato car- RECUADRO CLÍNICO 24-2
boxilasa y la deficiencia de insulina eleva el aporte de acetil-CoA por
la disminución de la lipogénesis. La piruvato carboxilasa cataliza la Cetosis
conversión de piruvato en oxaloacetato (fig. 1-22).
Cuando surge una cantidad excesiva de acetil-CoA en el orga-
En la diabetes, el efecto neto de la aceleración de la conversión de nismo, parte de ella es transformada en acetoacetil-CoA y des-
proteínas en dióxido de carbono, agua y glucosa, además de la dismi- pués en el hígado, a la forma de acetoacetato; este último y sus
nución de la síntesis de dichas sustancias, culmina en su depleción y, derivados, acetona e hidroxibutirato β, llegan a la circulación
con ello, surge la consunción muscular. La depleción proteínica de en gran cantidad (cap. 1).
cualquier causa se acompaña de menor “resistencia” a las infecciones.
Los cuerpos cetónicos circulantes mencionados constitu-
METABOLISMO DE LAS GRASAS yen una fuente importante de energía en el ayuno. La mitad del
EN LA DIABETES metabolismo en perros normales sometidos a ayuno, según
expertos, proviene del metabolismo de las cetonas. La utiliza-
Las principales anomalías del metabolismo de las grasas en la diabe- ción de cetonas en los diabéticos también es importante; se ha
tes es la aceleración de la catabolia de lípidos, con mayor formación calculado que la velocidad máxima con la cual se metaboliza la
de cuerpos cetónicos y menor síntesis de ácidos grasos y de trigli- grasa sin que surja cetosis significativa es de 2.5 g/kg de peso
céridos. Las manifestaciones de los trastornos del metabolismo de corporal al día en diabéticos. En la diabetes no tratada, la pro-
lípidos son tan notables que la diabetes podría calificarse como una ducción excede la cifra mencionada y los cuerpos cetónicos se
enfermedad que es más bien una “metabolicopatía de lípidos, que acumulan en la corriente sanguínea.
una de carbohidratos”.
triglicéridos de los depósitos de grasa. A la menor extracción contri-
De la carga de glucosa ingerida, la mitad es “quemada” normal- buye también la disminución de la actividad de la lipoproteína lipasa.
mente hasta las formas de dióxido de carbono y agua; 5% es conver-
tido en glucógeno y, 30 a 40%, a grasas que se almacenan en los ACIDOSIS
depósitos. En la diabetes, menos de 5% de la glucosa ingerida es
transformada en grasas, a pesar de la reducción de la cantidad trans- Como se señaló en el capítulo 1, el acetoacetato y el hidroxibutirato β
formada en dióxido de carbono y agua, y no hay cambios en la cifra son los aniones de dos ácidos muy poderosos, el acetoacético e hidro-
convertida en glucógeno. Por tal razón, la glucosa se acumula en la xibutírico β. Los iones hidrógeno de tales ácidos están amortiguados
sangre y es expulsada en la orina. y la habilidad de amortiguamiento pronto es rebasada si aumenta su
producción. La acidosis resultante estimula la respiración, la cual es
En el capítulo 1, se expone la participación de las lipasas de lipo- rápida y profunda, descrita por Kussmaul como “sed de aire” y, por
proteína y la lipasa sensible a hormona en la regulación del metabolis- ello, se le ha dado su nombre (respiración de Kussmaul). La orina se
mo de la grasa almacenada. En la diabetes, disminuye la conversión de torna ácida. Sin embargo, cuando se excede la capacidad de los riño-
la glucosa en ácidos grasos en sus depósitos, ante la deficiencia intra- nes para reponer los cationes plasmáticos que acompañan a los anio-
celular de dicho carbohidrato. La insulina inhibe la acción de la lipasa nes orgánicos, por H+ y NH4+, se pierden por la orina sodio y potasio.
sensible a hormona en el tejido adiposo y, al faltar dicha hormona, Las pérdidas de electrólitos y agua ocasionan deshidratación, hipovo-
aumenta a más del doble la concentración plasmática de ácidos gra- lemia e hipotensión. Por último, la acidosis y la deshidratación depri-
sos libres (acidos grasos no esterificados (NEFA), ácidos grasos insa- men el estado de conciencia al grado de poder llegar al coma. La
turados [UFA], ácidos grasos libres [FFA]). El aumento del nivel de acidosis diabética es una urgencia médica. Hoy en día, es posible con-
glucagon también contribuye a la movilización de ácidos grasos libres. trolar con antibióticos las infecciones que complicaban dicha enfer-
De ese modo, el valor de dichos ácidos grasos libres muestra corres- medad, y la acidosis es hoy la causa más frecuente de fallecimiento
pondencia con el de la glucemia en la diabetes y, en algunas modali- temprano en la diabetes clínica.
dades, constituye un mejor indicador de la gravedad de la enfermedad.
En el hígado y otros tejidos, los ácidos grasos son metabolizados hasta En la acidosis profunda, hay depleción extraordinaria del sodio
la forma de acetil-CoA. Parte de esta última sustancia se metaboliza corporal total y cuando las pérdidas de éste rebasan las de agua, qui-
junto con los residuos aminoácidos para generar dióxido de carbono zás aparezca hiponatremia. Asimismo, la cantidad total de potasio
y agua en el ciclo del ácido cítrico. Sin embargo, el aporte rebasa la corporal es pequeña, pero la potasemia casi siempre es normal, en
capacidad de los tejidos para catabolizar la acetil-CoA. parte porque disminuye el volumen del líquido extracelular (ECF) y
en parte porque el potasio pasa de las células a dicho líquido cuan-
Además del incremento mencionado en la gluconeogénesis y la do en éste se encuentra elevada la concentración de iones hidrógeno.
llegada de grandes cantidades de glucosa a la circulación, hay defi- Otro factor que tiende a conservar la potasemia es la ausencia de
ciencia extraordinaria en la conversión de acetil-CoA en malonil- penetración intracelular del potasio, inducida por insulina.
CoA y, como consecuencia, también disminuye la concentración de
ácidos grasos; lo anterior proviene de una deficiencia de la acetil- COMA
CoA carboxilasa, enzima que cataliza la conversión mencionada. El
exceso de acetil-CoA es transformado en cuerpos cetónicos (Recua- El coma en la diabetes puede provenir de acidosis y deshidratación.
dro clínico 24-2). Sin embargo, la hiperglucemia quizá sea tan alta que independiente-
mente del pH plasmático, la hiperosmolaridad del plasma origina
En la diabetes no controlada, aumentan la concentración plasmá-
tica de triglicéridos, quilomicrones y de los ácidos grasos libres, y el
plasma suele ser lipémico. El aumento en la cantidad de los constitu-
yentes mencionados proviene más bien de la menor “extracción” de
440 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
estado de inconsciencia (coma hiperosmolar). La acumulación de El catabolismo de grasas se eleva y todo el organismo queda
lactato en la sangre (acidosis láctica) también complica a veces la “inundado” de triglicéridos y ácidos grasos libres. La síntesis de gra-
cetoacidosis diabética si los tejidos se tornan hipóxicos, y la acidosis sas se inhibe y las vías catabólicas “sobrecargadas” no pueden meta-
láctica por sí misma puede ocasionar coma. En casi 1% de los niños bolizar el exceso de acetil-CoA; en el hígado, esta última sustancia es
con cetoacidosis, aparece edema cerebral, que puede culminar en convertida en cuerpos cetónicos. De éstos, dos son ácidos orgánicos
coma. No se ha identificado su causa, pero es una complicación gra- y, conforme se acumulan las cetonas, aparece acidosis metabólica. Al
ve y su índice de mortalidad es de casi 25%. cuadro anterior se agrega la depleción de sodio y potasio, porque los
dos cationes plasmáticos son excretados con los aniones orgánicos,
METABOLISMO DEL COLESTEROL los cuales no son reemplazados por H+ ni NH4+, secretados por los
riñones. Por último, en el animal o el ser humano con acidosis, hipo-
En la diabetes, la concentración plasmática de colesterol suele volemia, hipotensión y depleción, surge coma por los efectos tóxicos
aumentar y esto tiene una participación importante en el desarrollo de la acidosis, la deshidratación y la hiperosmolaridad en el sistema
acelerado de una vasculopatía ateroesclerótica que constituye una nervioso y si no se inicia tratamiento, ambos fallecerán.
complicación importante a largo plazo de la diabetes en seres huma-
nos. La hipercolesterolemia proviene del incremento de la concen- Todas las anomalías señaladas son corregidas con la utilización
tración plasmática de lipoproteína de muy baja densidad (VLDL) y de insulina. El tratamiento de urgencia de la acidosis también abarca
de lipoproteína de baja densidad (LDL) (cap. 1). Todo lo anterior a el uso de sustancias alcalinas para combatirla y el suministro de solu-
su vez quizá dependa de la mayor producción de VLDL en el hígado ciones parenterales con sodio y potasio a fin de restituir las reservas
o de una menor extracción de lipoproteína de muy baja densidad y del organismo, pero sólo la insulina elimina los trastornos funda-
de lipoproteína de baja densidad de la circulación. mentales de un modo que logra el retorno al estado normal.
RESUMEN EXCESO DE INSULINA
Conviene hacer un resumen, dadas las complejidades de las anoma- SÍNTOMAS
lías metabólicas en la diabetes. Uno de los signos primordiales de la
deficiencia de insulina (fig. 24-9) es la menor entrada de glucosa en Todas las consecuencias sabidas del exceso de insulina son manifes-
muchos tejidos (decremento de la utilización periférica); también taciones directas o indirectas de los efectos de la hipoglucemia en el
aumenta la liberación neta de glucosa desde el hígado (mayor pro- sistema nervioso. Salvo las personas que han ayunado durante algún
ducción) y ello se debe en parte al exceso de glucagon. La hiperglu- tiempo, la glucosa es el único “energético” utilizado en cantidades
cemia resultante ocasiona glucosuria y diuresis osmótica que origina apreciables por el cerebro. Son muy pequeñas las reservas de carbo-
deshidratación; esta última causa polidipsia. En el caso de deficien- hidratos en el tejido nervioso y, para la función normal de éste, es
cia de glucosa intracelular, se estimula el apetito, se sintetiza glucosa indispensable el aporte ininterrumpido de glucosa. Al disminuir la
a partir de proteínas (gluconeogénesis) y los aportes de energía se glucemia, los primeros síntomas son palpitaciones, sudación y ner-
conservan gracias al metabolismo de proteínas y grasas. El resultado viosismo, por las descargas del sistema autónomo. Todo ello surge
de lo anterior es pérdida de peso, deficiencia debilitante de proteínas cuando las concentraciones de glucemia son un poco menores com-
e inanición. paradas con aquéllas en que comienza la activación del sistema men-
cionado, porque el límite umbral para que aparezcan los síntomas es
Deficiencia de insulina levemente por arriba del umbral para la activación inicial.
(y exceso de glucagon)
Con cifras menores de glucosa plasmática, comienzan a apare-
Menor Mayor Mayor cer los síntomas neuroglucopénicos; éstos comprenden hambre,
captación catabolismo lipólisis confusión y otras anomalías psíquicas. Con valores de glucemia
de glucosa incluso menores, se observan letargo, coma, crisis convulsivas y, al
proteínico final, muerte. Sin duda alguna, cuando comienzan los síntomas de
hipoglucemia, es obligatorio el tratamiento inmediato con glucosa o
Hiperglucemia, Incremento Incremento de FFA bebidas que la contengan, como el jugo de naranja. La respuesta
glucosuria, diuresis de aminoácidos en plasma; usual es la desaparición impresionante de los síntomas, pero las alte-
osmótica, depleción cetogénesis, raciones varían desde la “torpeza” psíquica hasta el coma, las cuales
en plasma y cetonuria pueden persistir si la hipoglucemia fue intensa o perduró por un
de electrólitos pérdida de y cetonemia largo tiempo.
nitrógeno por orina
Deshidratación, MECANISMOS COMPENSADORES
acidosis
Una compensación importante de la hipoglucemia es la interrup-
Coma, ción de la secreción de la insulina endógena; tal fenómeno se com-
muerte pleta cuando la glucemia se acerca a 80 mg/100 ml (fig. 24-10).
Además, la hipoglucemia hace que aumente la secreción de cuatro
FIGURA 249 Efectos de la deficiencia de insulina. FFA, ácidos hormonas contrarreguladoras (como mínimo): glucagon, adrenali-
na, hormona de crecimiento (somatostatina) y cortisol. La reacción
grasos libres. (Por cortesía de RJ Havel.)
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 441
Glucosa plasmática CUADRO 244 Factores que afectan la secreción de insulina
mmol/L mg/100 ml
Estimuladores Inhibidores
90
Glucosa Somatostatina
4.6 Inhibición de la secreción Manosa 2-Desoxiglucosa
de insulina Manoheptulosa
Aminoácidos (leucina, arginina y
75 otros) Estimulantes adrenérgicos α,
Hormonas intestinales (GIP, (noradrenalina, adrenalina)
3.8 Secreción de glucagon, adrenalina GLP-1 [7-36], gastrina, secretina,
y hormona de crecimiento colecistocinina; ¿otras?) Antagonistas adrenérgicos β
(propranolol)
60 Cetoácidos β
3.2 Secreción de cortisol Galanina
2.8 Disfunción cognitiva Acetilcolina Diazóxido
Diuréticos tiazídicos
45 Glucagon Depleción de potasio
AMP cíclico y diversas sustancias Fenilhidantoína
2.2 Letargo que lo generan Aloxano
1.7 30 Coma Inhibidores de microtúbulos
Estimulantes adrenérgicos β Insulina
1.1 Crisis convulsivas Teofilina
15
Sulfonilureas
0.6 Daño cerebral permanente,
muerte GIP, péptido inhibidor gástrico; GLP, polipéptido similar al glucagon.
00 EFECTOS DE LA GLUCEMIA
FIGURA 2410 Concentraciones de glucosa plasmática en las Desde hace años, se ha sabido que la glucosa actúa de modo directo
en las células B del páncreas para intensificar la secreción de insuli-
cuales aparecen efectos de la hipoglucemia. na. La respuesta a dicho carbohidrato es bifásica; surge un incremen-
to rápido pero breve en la secreción, al cual sigue otro aumento
adrenalínica disminuye durante el sueño. El glucagon y la adrenalina duradero aunque mucho más lento.
intensifican la producción de glucosa en el hígado al incrementar la
glucogenólisis. La hormona de crecimiento reduce la utilización de La glucosa penetra las células B por medio de transportadores
glucosa en diversos tejidos periféricos y el cortisol tiene una acción de glucosa 2 y es fosforilada por la glucocinasa para ser metabolizada
similar. Los elementos decisivos para la contrarregulación al parecer hasta la forma de piruvato en el citoplasma (fig. 24-11). El piruvato
son la adrenalina y el glucagon; si aumenta la concentración de entra en la mitocondria y es metabolizado hasta generar dióxido de
ambos en el plasma, se invierte el decremento del valor de la glucosa carbono y agua a través del ciclo del ácido cítrico, con la formación
plasmática, pero si ambos no se elevan, lo único que surge es un de trifosfato de adenosina (ATP) por medio de fosforilación oxidati-
pequeño aumento compensador (si es que lo hay) en la glucemia. va. El ATP se incorpora al citoplasma, donde inhibe los conductos
Las acciones de otras hormonas son complementarias. de potasio sensibles a dicho trifosfato y de este modo, reducir la sali-
da de dicho ion; ello despolariza la célula B, con entrada de calcio
Es importante destacar que la descarga del sistema autónomo y por los conductos del mismo, regulados por voltaje. La entrada de
la liberación de hormonas contrarreguladoras surge normalmente calcio ocasiona exocitosis de liberación rápida de gránulos secreto-
con una concentración plasmática mayor de glucosa, que las defi- res que contienen insulina y así ocurre la espiga inicial en la secre-
ciencias de la esfera psíquica y otros cambios más graves del sistema ción de la hormona. El metabolismo del piruvato a través del ciclo
nervioso central (fig. 24-10). En el caso de diabéticos que reciben del ácido cítrico también eleva la concentración intracelular de glu-
insulina, las manifestaciones causadas por la descarga del sistema tamato; éste, al parecer, actúa en un segundo conjunto de gránulos
autónomo son los signos premonitorios para emprender la reposi- secretores y los “compromete” a asumir la forma liberable. La acción
ción de glucosa. Sin embargo, en el caso de personas con diabetes del glutamato quizá sea la disminución del pH en los gránulos men-
prolongada, la cual ha sido regulada de manera minuciosa, los sínto- cionados, fase necesaria para su maduración. En tal situación, la des-
mas del sistema mencionado tal vez no aparezcan, y quizá constituya carga de dichos gránulos ocasiona la segunda fase duradera de la
un problema de alguna magnitud lo que se ha llamado falta de per- respuesta insulínica a la glucosa. De ese modo, el glutamato al pare-
cepción de la hipoglucemia. cer actúa como un segundo mensajero intracelular que “condiciona”
los gránulos secretores para la secreción.
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN
DE INSULINA El control retroalimentario que ejerce la glucosa plasmática en
la secreción de insulina opera con extraordinaria precisión, de modo
La concentración normal de insulina medida mediante radioinmu- que la glucemia y la insulinemia se corresponden con una exactitud
noanálisis, en el plasma venoso periférico del ser humano normal en notable.
ayuno es de 0 a 70 μU/ml (0 a 502 pmol/L). La cantidad de insulina
secretada en el estado basal se acerca a 1 U/h, con un incremento
cinco a 10 veces mayor en la fase posprandial (después de la inges-
tión de alimentos). Por consiguiente, la cantidad promedio que una
persona normal secreta al día es de casi 40 U (287 nmol).
En el cuadro 24-4 se señalan los factores que estimulan y los
que inhiben la secreción de insulina.
442 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
Glucosa mutaciones de los genes de varias enzimas en las células B, que dis-
GLUT 2 minuyen la salida de potasio a través de conductos de potasio sensi-
bles a ATP. El tratamiento comprende la utilización de diazóxido,
Glucocinasa fármaco que intensifica la actividad de los conductos de potasio o, en
Glucosa-P casos más graves, pancreatectomía subtotal. La metformina, una
biguanida, es un hipoglucemiante oral que actúa incluso en ausencia
Pyr de insulina. Su mecanismo de acción corresponde sobre todo al
Glu decremento de la gluconeogénesis y, con ello, la disminución en la
producción de glucosa en el hígado. A veces se le combina con una
Ciclo Insulina sulfonilurea para tratar la diabetes tipo 2. El fármaco puede causar
del ácido acidosis láctica, pero su incidencia casi siempre es baja.
cítrico La troglitazona y las tiazolidinedionas similares también se usan
para tratar la diabetes porque incrementan el biodestino periférico de
Ca2+ la glucosa, mediado por insulina y, con ello, reduce la resistencia a esta
hormona. Tales compuestos se unen al receptor γ activado por el pro-
ATP ATP liferador de peroxisoma (PPARγ) y, a su vez, lo activan en el núcleo
celular. La activación de este receptor, miembro de la superfamilia de
K+ K+ factores de transcripción nuclear sensible a hormonas, tiene la propie-
dad particular de normalizar diversas funciones metabólicas.
FIGURA 2411 Secreción de insulina. La glucosa entra a las células
SECRECIÓN DE MONOFOSFATO
B por medio de transportadores de glucosa 2; es fosforilada y DE ADENOSINA CÍCLICO E INSULINA
metabolizada hasta la obtención de piruvato (Pyr) en el citoplasma. El
piruvato ingresa a la mitocondria y es metabolizado por medio del ciclo Los estímulos que incrementan los valores de cAMP en las células B
de ácido cítrico. El trifosfato de adenosina (ATP) formado por la intensifican la secreción de insulina e incluyen los agonistas adrenér-
fosforilación oxidativa inhibe los conductos de potasio sensibles a ATP y gicos β, el glucagon y los inhibidores de la fosfodiesterasa, como la
aminora la salida del ion; tal estado despolariza la célula B y aumenta la teofilina.
entrada del ion calcio, y éste estimula la liberación de insulina por
exocitosis. También se forma glutamato (Glu) y éste “condiciona” los Las catecolaminas tienen un efecto doble en la secreción de
gránulos secretores y los prepara para la exocitosis. insulina: inhiben la secreción de la hormona a través de receptores
adrenérgicos α2 y estimulan la secreción insulínica por medio de los
DERIVADOS DE PROTEÍNAS Y GRASAS receptores adrenérgicos β. La inhibición suele ser el efecto neto de la
adrenalina y la noradrenalina. Sin embargo, si se introducen median-
La insulina estimula la incorporación de aminoácidos en las proteí- te infusión intravenosa dichas catecolaminas después de proporcio-
nas y tiene un efecto adverso en el catabolismo de grasas que genera nar fármacos antagonistas adrenérgicos α, la inhibición se transforma
los cetoácidos β. Por esa razón, no sorprende que la arginina, la leu- en estimulación.
cina y otros aminoácidos estimulen la secreción de insulina, al igual
que hacen los cetoácidos β, como el acetoacetato. A semejanza de la EFECTO EN LOS NERVIOS
glucosa, los compuestos mencionados generan ATP cuando son DEL SISTEMA AUTÓNOMO
metabolizados, situación que cierra los conductos de potasio sensi-
bles al trifosfato de adenosina en las células B. Además, la l-arginina Las ramas del nervio neumogástrico derecho se distribuyen en los
es la precursora del óxido nítrico y este último estimula la secreción islotes pancreáticos y la activación de esa vía parasimpática hace que
de insulina. aumente la secreción de insulina, por intervención de los receptores
M4 (cuadro 7-2). La atropina bloquea la respuesta mencionada y la
HIPOGLUCEMIANTES ORALES acetilcolina estimula la secreción de insulina. La acetilcolina, igual
a lo que ocurre con la glucosa, actúa al incrementar la concentración
La tolbutamida y otros derivados sulfonilureicos, como la acetohexa- de calcio citoplásmico, pero la acetilcolina activa la fosfolipasa C, de
mida, tolazamida, glipizida y gliburida, son hipoglucemiantes que modo que el IP3 liberado a su vez descarga el calcio desde el retículo
muestran actividad después de ingerirse y disminuyen las concentra- endoplásmico.
ciones sanguíneas de glucosa al intensificar la secreción de insulina.
Actúan sólo en personas que aún tienen algunas células B, y son inefi- La estimulación de los nervios simpáticos que llegan al pán-
caces después de extirpación del páncreas o en la diabetes tipo 1. Se creas inhiben la secreción de insulina; tal inhibición es producida
fijan a los conductos de potasio inhibidos por ATP en las membranas por la noradrenalina liberada que actúa en los receptores adrenérgi-
de células B e impiden la actividad de dichos conductos, con lo cual cos α2. Sin embargo, si se bloquean estos receptores, la estimulación
se despolarizan las membranas de las células mencionadas y aumenta de los nervios simpáticos hace que aumente la secreción de insulina,
la entrada de calcio; por tal razón, se incrementa la liberación de mediada por los receptores adrenérgicos β2. La galanina, un poli-
insulina, independientemente del aumento en la glucosa plasmática. péptido, se identifica en algunos de los nervios del sistema autóno-
mo que se distribuyen en los islotes, y la sustancia comentada inhibe
En el cuadro clínico de la hipoglucemia hiperinsulinémica la secreción de insulina al activar los conductos de potasio que son
persistente de la lactancia, se eleva la concentración de insulina
plasmática, a pesar de la hipoglucemia. El trastorno es causado por
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 443
bloqueados por ATP. Por lo expuesto, a pesar de que el páncreas des- CAMBIOS A LARGO PLAZO
nervado reacciona a la glucosa, la inervación autonómica de dicha EN LAS RESPUESTAS DE CÉLULAS B
glándula participa en la regulación global de la secreción de insulina
(Recuadro clínico 24-3). La magnitud de la respuesta insulínica a un estímulo particular
depende en parte de los antecedentes secretores de las células B. Las
HORMONAS INTESTINALES personas que reciben durante varias semanas una dieta con abun-
dantes carbohidratos, además de mostrar mayores concentraciones
La administración oral de glucosa causa un efecto mayor de estimu- de insulina plasmática en ayuno, también presentan una respuesta
lación de la insulina, que después de aplicarla por vía intravenosa, y secretora mayor a la carga de glucosa que los sujetos que consumen
los aminoácidos por vía oral también inducen una respuesta insulí- una dieta isocalórica baja en carbohidratos.
nica mayor que la originada por vía intravenosa. Las observaciones
anteriores permitieron explorar la posibilidad de que una sustancia Las células B reaccionan a la estimulación con hipertrofia seme-
secretada por la mucosa gastrointestinal estimulara la secreción de jante a la de otras células endocrinas, pero se agotan y dejan de secre-
insulina. El glucagon, los derivados del mismo, la secretina, la cole- tar (agotamiento de células B), si la estimulación es intensa o
cistocinina (CCK), la gastrina y el péptido inhibidor gástrico (GIP) duradera. La reserva pancreática es grande y es difícil llegar al agota-
tienen dicha acción (cap. 25), y la colecistocinina potencia los efectos miento de dichas células en animales normales, pero si la reserva
estimulantes de la insulina, propios de los aminoácidos. Sin embar- pancreática disminuye por extirpación parcial de la glándula, el ago-
go, el péptido inhibidor gástrico constituye el único de los péptidos tamiento de las células B residuales puede comenzar con cualquier
mencionados que causa estimulación cuando se proporciona en técnica que incremente por mucho tiempo la concentración de glu-
dosis que refleja los valores del péptido inhibidor gástrico sanguí- cosa plasmática. Por ejemplo, es posible generar diabetes en anima-
neo, producidos por una carga de glucosa ingerida. les con reservas pancreáticas limitadas, por medio de extractos
adenohipofisarios, hormonas de crecimiento o tiroideas o sólo infu-
En fechas recientes, se ha prestado atención al polipéptido simi- sión continua y duradera de una solución glucosada. En animales, la
lar al glucagon 1 (7-36) (GLP-1[7-36]), como factor intestinal adi- diabetes desencadenada por hormonas es reversible la primera vez,
cional que estimula la secreción de insulina; dicho polipéptido es un pero con tratamiento duradero se torna permanente. La diabetes
producto del preproglucagon. Las células B poseen receptores de transitoria recibe su nombre del agente que la produce; por ejemplo,
polipéptido similar al glucagon 1 (7-36) y también los del péptido “diabetes hipofisiaria” o “tiroidea”. La diabetes permanente que per-
inhibidor gástrico; de éstos, el primero corresponde a una hormona siste después de interrumpir el tratamiento, es señalada con el prefijo
insulinotrópica más potente que el péptido inhibidor gástrico. Este meta-; por ejemplo, “diabetes metahipofisiaria” o “diabetes meta-
último y el polipéptido glucagonoide 1 (7-36) al parecer actúan al tiroidea”. Si se aplica insulina junto con las hormonas diabetógenas,
incrementar la entrada de calcio por los conductos de dicho ion se protege a las células B, y ello depende tal vez de la reducción de la
regulados por voltaje. glucosa plasmática y de que no surja la enfermedad. En este sentido,
es interesante destacar la posible participación de los factores gené-
En párrafos ulteriores se expone la participación posible de la ticos en el control de células B. En ratones con bloqueo del gen del
somatostatina pancreática y el glucagon en la regulación de la secre- sustrato del receptor de insulina 1 (véase antes), surge una respuesta
ción de insulina. compensatoria intensa de células B. Sin embargo, en ratones sin los
receptores del sustrato del receptor de insulina 2, disminuye la com-
RECUADRO CLÍNICO 24-3 pensación y aparece un fenotipo diabético más intenso.
Efectos de la depleción de potasio GLUCAGON
Este fenómeno hace que disminuya la secreción de insulina, y ASPECTOS QUÍMICOS
las personas que presentan la deficiencia del ion, por ejemplo,
aquéllas con hiperaldosteronismo primario (cap. 20), terminan El glucagon humano, polipéptido lineal con un peso molecular de
por mostrar curvas de tolerancia a la glucosa propias de los dia- 3 485, es producido por las células A de los islotes pancreáticos y la
béticos; estas últimas se normalizan cuando se restituye el porción alta del tubo digestivo. Contiene 29 residuos aminoácidos.
potasio. El glucagon de todos los mamíferos al parecer muestra la misma
estructura. El preproglucagon humano (fig. 24-12) es una proteína
AVANCES TERAPÉUTICOS de 179 aminoácidos que se encuentra en las células A pancreáticas,
en las células L en la región inferior del tubo digestivo y en el cerebro.
Los diuréticos tiazídicos que causan pérdida de potasio y Es el producto de un solo mRNA, pero es “procesado” de modo dife-
de sodio por la orina (cap. 37), disminuyen la tolerancia a rente en tejidos distintos. En las células A, se transforma de modo
la glucosa y empeoran la diabetes; al parecer ejercen tal predominante en glucagon y un fragmento proglucagon mayor
efecto de manera predominante por sus acciones de (MPGF). En las células L, es modificado a la forma de glicentina,
depleción de potasio, si bien algunos de ellos dañan las polipéptido que consiste en glucagon, con extensión de aminoácidos
células de los islotes pancreáticos. Es importante susti- adicionales en uno y otro extremos y, además, los polipéptidos
tuir los diuréticos ahorradores de potasio, como la amilo- similares al gucagon 1 y 2 (GLP-1 y GLP-2). Asimismo, se forma
rida, en el diabético que los necesita. una cantidad moderada de oxintomodulina y, en células A y L, por
444 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
Glucógeno
S GRPP Glucagon GLP-1 GLP-2
Oxy
Glucosa 6-PO4 Glucosa Glucagon
Glicentina
MPGF cAMP
Células A Células L Fructosa 6-PO4 Proteína
Glucagon Glicentina Fructosa cinasa A
MPGF GLP-1 2, 6-biPO4
GRPP GLP-2
Oxintomodulina Fructosa 1, 6-biPO4
GRPP
FIGURA 2412 “Procesamiento” postraduccional del Fosfoenolpiruvato
preproglucagon en las células A y L. S, péptido señalizador; Piruvato
GRPP, polipéptido similar a glicentina; GLP, polipéptido similar a
glucagon; Oxy, oxintomodulina; MPGF, fragmento de proglucagon
mayor. (Con autorización de Drucker, DJ; Glucagon and glucagon-like peptides.
Pancreas 1990;5:484.)
igual, queda el polipéptido similar a glicentina (GRPP) residual. FIGURA 2413 Mecanismos mediante los cuales el glucagon
La glicentina posee actividad moderada de glucagon. Los polipépti-
dos similares al glucagon 1 y 2 no tienen por sí mismos actividad intensifica la producción de glucosa en el hígado. Las flechas
biológica definida. Sin embargo, el primero es modificado aún más continuas señalan la facilitación y las de guiones, inhibición. PO4, fosfato;
por eliminación de sus aminoácidos aminoterminales y el producto biPO4, bifosfato; cAMP, monofosfato de adenosina cíclico.
GLP-1 (7-36), es un estimulante potente de la secreción de insulina
que también intensifica la utilización de glucosa (véase antes). El hígado. Su actividad lipolítica, que origina a su vez mayor cetogéne-
cerebro produce los polipéptidos similares al glucagon 1 y 2 y en éste sis, se expone en el capítulo 1. La acción termógena del glucagon no
la función del primer polipéptido no se conoce, pero el segundo al proviene de la hiperglucemia en sí misma, sino tal vez se deba a la
parecer es mediador en la vía que va del núcleo del haz solitario mayor desaminación de aminoácidos en el hígado.
(NTS), a los núcleos dorsomediales del hipotálamo, y la inyección
del GLP-2 disminuye la ingestión de alimentos. La oxintomodulina Las dosis grandes de glucagon exógeno ejercen un efecto ino-
inhibe la secreción de ácido en el estómago, si bien no se ha definido trópico positivo en el corazón (cap. 30) sin incrementar la excitabili-
su acción fisiológica, y el polipéptido similar a glicentina no tiene dad del miocardio, posiblemente porque aumentan la concentración
efectos fisiológicos confirmados. de cAMP en esa capa muscular. Se ha recomendado utilizarlo en el
tratamiento de cardiopatías, pero no hay pruebas de su función fisio-
ACCIÓN lógica en la regulación de la función cardiaca. El glucagon estimula
la secreción de hormonas del crecimiento, insulina y somatostatina
El glucagon es una sustancia glucogenolítica, gluconeogénica, lipolí- pancreática.
tica y cetógena. Actúa en receptores acoplados a la proteína G, con
un peso molecular de aproximadamente 190 000. En el hígado, se METABOLISMO
vale de proteínas G heterotriméricas estimuladoras (Gs) para activar
la adenilil ciclasa e incrementar la cifra de cAMP intracelular; en esa En la circulación, la vida media del glucagon es de 5 a 10 min. Éste
situación, por medio de la proteína cinasa A, activa la fosforilasa y es degradado por muchos tejidos, en particular por el hígado. Por ser
como consecuencia se intensifica la desintegración de glucógeno y secretado en la vena porta y llegar al hígado antes de alcanzar la circu-
aumenta la glucosa plasmática. Sin embargo, el glucagon actúa en lación periférica, sus concentraciones en sangre periférica son relati-
diferentes receptores propios situados en los mismos hepatocitos, vamente bajas. El incremento en los valores de glucagon en sangre
para activar la fosfolipasa C, y el incremento resultante en el calcio periférica generado por estímulos excitadores es muy intenso en
citoplásmico también estimula la glucogenólisis. Asimismo, la pro- cirróticos, tal vez porque disminuye la desintegración de dicha hor-
teína cinasa A disminuye el metabolismo de glucosa 6-fosfato (fig. mona en el hígado.
24-13) al inhibir la conversión de fosfoenol piruvato, en piruvato.
También disminuye la concentración de fructosa 2,6-difosfato y ello REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN
a su vez inhibe la conversión de fructosa 6-fosfato en fructosa
1,6-difosfato. La acumulación resultante de glucosa 6-fosfato hace En el cuadro 24-5 se incluyen los principales factores que modifican
que aumente la síntesis y la liberación de glucosa. la secreción de glucagon. Esta última aumenta con la hipoglucemia
y disminuye con la hiperglucemia. Las células B pancreáticas contie-
El glucagon no causa glucogenólisis en los músculos; incremen- nen GABA (ácido aminobutírico γ) y algunos datos sugieren que de
ta la gluconeogénesis a partir de aminoácidos disponibles y libres en modo simultáneo con la mayor secreción de insulina que surge con
hígado y aumenta el metabolismo. Intensifica la formación de cuer- la hiperglucemia, se libera dicho ácido y actúa en las células A para
pos cetónicos al disminuir las concentraciones de malonil-CoA en inhibir la secreción de glucagon al activar los receptores de ácido
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 445
CUADRO 245 Factores que modifican la secreción otra hormona quizá sea el mediador gastrointestinal de la respuesta
del glucagon. Más adelante se revisa la inhibición originada por la
de glucagon somatostatina.
Estimuladores Inhibidores La secreción de glucagon también es inhibida por los ácidos
grasos libres y las cetonas; sin embargo, la inhibición tal vez sea
Aminoácidos (en particular los Glucosa “superada” porque las concentraciones de glucagon plasmático son
glucogénicos, como alanina, serina, altas en casos de cetoacidosis diabética.
glicina, cisteína y treonina) Somatostatina
Colesistocinina, gastrina Secretina RAZÓN MOLAR DE INSULINA/
Cortisol Ácidos grasos libres GLUCAGON
Ejercicio Cetonas
Infecciones Insulina Como se destacó, la insulina es una hormona con acciones glucogé-
Otros factores suprafisiológicos Fenilhidantoína nicas, antigluconeogénicas, antilipolíticas y anticetósicas. Como
Estimulantes adrenérgicos β Estimulantes adrenérgicos α consecuencia, facilita el almacenamiento de nutrientes absorbidos,
Teofilina Ácido aminobutírico γ por lo que es la “hormona de almacenamiento energético”. Por otra
Acetilcolina parte, el glucagon tiene propiedades glucogenolíticas, gluconeogéni-
cas, lipolíticas y cetógenas. Moviliza los depósitos de energía y es una
aminobutírico γ A (GABAA); estos últimos son conductos de cloruro “hormona de liberación energética”. Los efectos de las dos hormonas
y la entrada de dicho ion en las células A, las hiperpolariza. son antagónicos, por lo que deben considerarse en cualquier situa-
ción particular las concentraciones sanguíneas de ambas. Es adecua-
La secreción también aumenta por estimulación de los nervios do pensar en términos de las razones molares de dichas hormonas.
simpáticos que llegan al páncreas, y el efecto de éstos es mediado por
los receptores adrenérgicos β y por cAMP. Al parecer hay semejanza La razón molar de insulina/glucagon fluctúa de manera extraor-
entre las células A y las B en cuanto a que la estimulación de los dinaria porque la secreción de una y otro es modificada por las situa-
receptores adrenérgicos β intensifica la secreción y, la de los adrenér- ciones que anteceden a la aplicación de cualquier estímulo (cuadro
gicos α, la inhibe. Sin embargo, la respuesta pancreática a la estimu- 24-6). Por ejemplo, cuando la persona consume una dieta equilibra-
lación simpática, de no intervenir los fármacos antagonistas, es la da, la razón mencionada es de aproximadamente 2.3. La infusión
intensificación de la secreción de glucagon, de tal modo que en las intravenosa de arginina incrementa la secreción de las dos hormo-
células glucagonógenas predomina el efecto de los receptores β. Las nas y aumenta la proporción a 3.0. Después de tres días de ayuno, la
actividades estimulantes de diversas tensiones y posiblemente del razón disminuye a 0.4 y en tal situación, la arginina por goteo intra-
ejercicio y la infección, son mediados (por lo menos en parte) por el venoso disminuye todavía más la cifra a 0.3. En cambio, la razón es
sistema nervioso simpático. La estimulación vagal también incre- de 25 en personas que reciben glucosa en goteo continuo y se incre-
menta la secreción de glucagon. menta a 170 cuando se ingiere una comida con proteínas durante la
infusión (cuadro 24-6). El aumento se produce porque la secreción
Una comida con proteínas y la infusión de aminoácidos inten- de insulina se eleva de modo rápido y neto, en tanto queda abolida la
sifican la secreción de glucagon; parecería adecuado que los amino- respuesta usual del glucagon a una comida proteínica. De este modo,
ácidos glucogénicos sean en particular potentes en este sentido
porque son transformados en glucosa en el hígado bajo la influencia CUADRO 246 Razones molares de insulina/glucagon
del glucagon. También es leve el incremento de la secreción de glu-
cagon después del consumo de una comida con proteínas, porque (I/G) en sangre en diversas situaciones
los aminoácidos estimulan la secreción de insulina y el glucagon
producido impide que surja hipoglucemia, en tanto la insulina faci- Cuadro clínico Almacenamiento I/G
lita el almacenamiento de los carbohidratos y los lípidos absorbidos. o situación (S) o producción
La secreción de glugacon aumenta durante el ayuno; alcanza su (P)a de glucosa en 70
máximo en el tercer día del ayuno, momento de máxima gluconeo- hígado 25
génesis. Después de esa fecha, disminuye la concentración de gluca- 7
gon en plasma porque los ácidos grasos y las cetonas se convierten Disponibilidad de la glucosa
en las principales fuentes de energía. Durante el ejercicio, se eleva la 2.3
utilización de glucosa, equilibrada por un incremento en la produc- Comida con abundantes 4+ (S) 1.8
ción de dicho carbohidrato, que proviene del aumento en las con- carbohidratos 0.4
centraciones circulantes de glucagon. La respuesta del glucagon al
suministro oral de aminoácidos es mayor que la surgida después de Glucosa intravenosa 2+ (S)
la infusión intravenosa de ellos, lo cual sugiere que la mucosa gastro-
intestinal secreta un factor estimulante del glucagon; la secreción del Comida pequeña 1+ (S)
mismo aumenta por acción de colecistocinina y gastrina, en tanto la
de secretina lo inhibe. La secreción de las dos sustancias menciona- Necesidad de glucosa
das aumenta con una comida a base de proteínas y por ello una u
Ayuno nocturno 1+ (P)
Dieta con pocos 2+ (P)
carbohidratos
Inanición 4+ (P)
a 1 + a 4 + denota magnitud relativa.
Por cortesía de RH Unger.
446 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
RECUADRO CLÍNICO 24-4 pancreática aumenta por acción de algunos de los mismos estímulos
que intensifican la secreción de insulina, es decir, glucosa y amino-
Macrosomía y deficiencia ácidos, en particular arginina y leucina; también aumenta por acción
del transportador de glucosa 1 de la colecistocinina. El páncreas y la parte baja del tubo digestivo
liberan somatostatina a la sangre periférica.
Al nacer, los hijos de diabéticas a menudo presentan peso alto
y órganos grandes (macrosomía), cuadro clínico causado por POLIPÉPTIDO PANCREÁTICO
el exceso de insulina circulante en el feto, lo cual a su vez
depende en parte de la estimulación del páncreas fetal por la El polipéptido pancreático humano es de tipo lineal y contiene 36
glucosa y los aminoácidos que le llegan por la sangre materna. residuos aminoácidos y es producido por las células F de los islotes.
Tiene relación estrecha con otros dos polipéptidos con igual número
La insulina libre en la sangre de la embarazada es destrui- de aminoácidos, que son el polipéptido YY, péptido gastrointestinal
da por proteasas en la placenta, pero queda protegida la que (cap. 25), y el polipéptido Y, que se encuentra en el cerebro y el siste-
está unida a anticuerpos, que corresponde a la que llega al feto. ma nervioso autónomo (cap. 7). Todos tienen tirosina en su terminal
Como consecuencia, la macrosomía del producto también se y amidas en el carboxilo terminal. Por lo menos en parte, la secreción
observa en hijos de mujeres que terminan por generar anti- del polipéptido pancreático está bajo control colinérgico; sus concen-
cuerpos contra tipos de insulina animal y que durante el emba- traciones plasmáticas disminuyen después de la utilización de atropi-
razo, la siguen recibiendo. Los lactantes con deficiencia de na. Su secreción aumenta cuando la persona consume alimentos
transportador de glucosa 1 muestran defectos en el trans- proteínicos y también con el ayuno, el ejercicio y la hipoglucemia
porte de glucosa por la barrera hematoencefálica; también se aguda. La secreción disminuye por acción de la somatostatina y con
observa un valor bajo de glucosa en el líquido cefalorraquídeo soluciones intravenosas de glucosa. No la alteran las soluciones de
en presencia de una concentración normal de dicho carbohi- leucina, arginina y alanina en infusión intravenosa, de tal modo que
drato en plasma, crisis convulsivas y retraso del desarrollo. el efecto estimulante de una comida con proteínas tal vez sea media-
do de manera indirecta por tales aminoácidos. El polipéptido pan-
cuando se necesita energía durante la inanición, la razón molar insu- creático hace lenta la absorción de alimentos en seres humanos, y
lina/glucagon es baja y se orienta a la desintegración de glucógeno y quizás “ecualice” los puntos máximos y mínimos de su absorción. Sin
la gluconeogénesis; en contraposición, si es poca la necesidad de embargo, no hay certeza de su actividad fisiológica exacta.
movilización de energía, la razón será alta, con lo que se facilitará el
depósito de glucogeno, proteínas y grasa (Recuadro clínico 24-4). ORGANIZACIÓN DE LOS ISLOTES
PANCREÁTICOS
OTRAS HORMONAS DE CÉLULAS
INSULARES En los islotes pancreáticos, la presencia de hormonas que modifican
la secreción de otros productos hormonales insulares, sugiere que
Además de la insulina y el glucagon, los islotes pancreáticos secretan los islotes actúan como unidades secretoras en la regulación de la
somatostatina y polipéptido pancreático en la corriente sanguínea. homeostasis de nutrientes. La somatostatina inhibe la secreción de
También, la primera hormona mencionada puede participar en pro- insulina, glucagon y polipéptido pancreático (fig. 24-14); la insulina
cesos reguladores en el interior de los islotes, que ajustan las caracte- impide la secreción de glucagon y éste estimula la de insulina y
rísticas de las hormonas secretadas en respuesta a estímulos diversos. somatostatina. Como se señaló, las células A y D, así como las secre-
toras del polipéptido pancreático suelen encontrarse en la periferia
SOMATOSTATINA de los islotes, en tanto las células B se encuentran en el centro. Se
identifican con claridad dos tipos de islotes: los poseedores de gluca-
La somatostatina y sus receptores se revisan en el capítulo 7. La
somatostatina 14 (SS 14) y la somatostatina 28 (SS 28), que corres- Glucagon Insulina
ponde a la forma con extensión de la terminación amino, se detectan
en las células B de los islotes pancreáticos. Las dos formas inhiben la Somatostatina
secreción de insulina, glucagon y polipéptido pancreático y actúan
de manera local en el interior de los islotes, por un mecanismo para- Polipéptido
crino. La somatostatina 28 es más activa que la 14 para inhibir la pancreático
secreción de insulina y al parecer, actúa por la intervención del
receptor SSTR5 (cap. 7). Las personas con tumores pancreáticos que FIGURA 2414 Efectos de las hormonas insulares en la secreción
secretan somatostatina (somatostatinomas) terminan por mostrar
hiperglucemia y otras manifestaciones de diabetes que desaparecen de otras hormonas de células insulares. Las flechas de línea continua
después de extirpar la neoplasia. También presentan dispepsia, por señalan estimulación y las que tienen guiones, inhibición.
la lentitud del vaciamiento del estómago y la disminución de la
secreción de ácido estomacal, así como cálculos vesiculares, los cua-
les se precipitan al disminuir la contracción vesicular por la inhibi-
ción de la secreción de colecistocinina. La secreción de somatostatina
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 447
gon en abundancia y los que incluyen polipéptido pancreático tam- +100% del cambio a partir del nivel inicial
bién en gran cantidad, pero se desconoce la importancia funcional
de tal diferenciación. Las hormonas insulares liberadas en el liquido +50 Glucógeno hepático
extracelular probablemente difunden a otras células de los islotes e Glucosa plasmática
influyen en su función (comunicación paracrina; véase cap. 25). Se
ha demostrado la presencia de uniones de nexo o comunicantes 0
entre las células A, B y D, y ellas permiten el paso intercelular de
iones y otras moléculas pequeñas, que podría coordinar sus funcio- Lactato en sangre
nes secretoras. –50 Glucógeno muscular
EFECTOS DE OTRAS HORMONAS 0 1 23
Y DEL EJERCICIO EN EL Lapso después de la inyección de adrenalina (h)
METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
FIGURA 24-15 Efecto de la adrenalina en los valores de
El ejercicio tiene efectos directos en el metabolismo de los carbohi-
dratos. Además de la insulina, IGF-I y IGF-II, el glucagon y la soma- glucógeno hístico, glucosa plasmática y lactato en sangre. (Con
tostatina, otras hormonas tienen una función importante en la
regulación del metabolismo de dichos nutrientes; entre ellas se autorización de Ruch TC, Patton HD (editors): Physiology and Biophysics, 20th ed. Vol. 3
encuentran adrenalina, tiroxina, glucocorticoides y somatostatina. Saunders, 1973.)
En otros apartados de este libro, se analizan el resto de las funciones
de tales hormonas, pero al parecer es útil resumir sus efectos en el lactato tal vez sea el origen del efecto termógeno de la adrenalina
metabolismo de carbohidratos, dentro del capítulo presente. (cap. 20). Esta última y la noradrenalina también liberan ácidos gra-
sos libres en la circulación, y la adrenalina disminuye la utilización
EJERCICIO periférica de glucosa.
La entrada de glucosa en el músculo estriado aumenta durante el HORMONAS TIROIDEAS
ejercicio, en ausencia de insulina, porque surge un incremento que
no depende de la hormona en el número de transportadores de glu- Las hormonas tiroideas empeoran la diabetes experimental; la tiro-
cosa 4 en las membranas de los miocitos (véase antes); dicho aumen- toxicosis agrava la diabetes clínica y se puede inducir diabetes meta-
to en la entrada del carbohidrato mencionado persiste varias horas tiroidea en animales con disminución de la reserva pancreática. El
después del ejercicio; asimismo, el entrenamiento habitual puede principal efecto diabetógeno de las hormonas tiroideas es incremen-
originar incrementos duraderos en la sensibilidad a la insulina. El tar la absorción de glucosa en los intestinos, pero dichas hormonas
ejercicio puede desencadenar hipoglucemia en diabéticos, porque ocasionan (tal vez al potenciar los efectos de las catecolaminas)
además de aumentar la captación de glucosa por el músculo, es más algún grado de depleción del glucógeno hepático. Los hepatocitos
rápida la absorción de la insulina inyectada en ese periodo de activi- con dicha depleción son muy vulnerables y cuando hay daño hepáti-
dad. Para ejercitarse, los diabéticos deben recibir calorías adicionales co, la curva de tolerancia a la glucosa es de tipo diabético, porque
o disminuir las dosis de insulina que utilizan. dicha glándula capta una cantidad menor de la glucosa absorbida.
Las hormonas tiroideas también pueden acelerar la desintegración
de la insulina. Todas las acciones mencionadas ejercen un efecto
hiperglucémico y, si es poca la reserva pancreática, puede surgir ago-
tamiento de las células B.
CATECOLAMINAS GLUCOCORTICOIDES SUPRARRENALES
La activación de la fosforilasa en el hígado por acción de las catecol- Los glucocorticoides de la corteza suprarrenal (cap. 20) aumentan la
aminas se describe en el capítulo 1. Dicha activación se genera por glucemia y originan una curva de tolerancia a la glucosa de tipo dia-
medio de los receptores adrenérgicos β, que aumenta los valores bético. En seres humanos, dicho efecto puede observarse sólo en
intracelulares de cAMP, y por medio de los receptores adrenérgicos personas con predisposición genética a la diabetes. La tolerancia a la
α que elevan la concentración de calcio en el interior de la célula. glucosa disminuye en 80% de sujetos con síndrome de Cushing (cap.
También es mayor la producción de glucosa en el hígado, lo cual 20) y 20% de ellos muestra diabetes evidente. Se necesita la partici-
origina hiperglucemia. En los músculos, aparece activación de la fos- pación de los glucocorticoides para que el glucagon ejerza su acción
forilasa por medio de cAMP y tal vez por intervención del calcio, gluconeogénica durante el ayuno. Por sí mismos son gluconeogéni-
pero la glucosa 6-fosfato formada es catabolizada únicamente hasta cos, pero su participación es más bien permisiva. En la insuficiencia
la forma de piruvato, porque no se cuenta con glucosa 6-fosfatasa. suprarrenal, la glucemia es normal en la medida en que se conserve
Por causas no dilucidadas, grandes cantidades de piruvato son con- el consumo de alimentos, pero el ayuno desencadena hipoglucemia
vertidas en lactato, que pasa del músculo a la circulación (fig. 24-15). y colapso. En individuos en insuficiencia suprarrenal, se intensifica
En el hígado, el lactato es oxidado hasta la forma de piruvato y luego de manera notable el efecto hipoglucemiante de la insulina. En los
es convertido en glucógeno. Sobre tal base, la respuesta a una inyec- animales con diabetes experimental, la suprarrenalectomía mejora
ción de adrenalina es la glucogenólisis inicial, a la cual sigue un mucho la diabetes. Los principales efectos diabetógenos incluyen
aumento en el contenido de glucógeno en el hígado. La oxidación del intensificación de la catabolia proteínica, con mayor gluconeogéne-
448 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
sis hepática; incremento de la glucogénesis y cetogénesis por la mis- Glucosa plasmática (mg/100 ml) Normal
ma glándula y disminución de la utilización periférica de glucosa, Absorción excesivamente
que guarda relación con la insulinemia que pudiera provenir de rápida de carbohidratos
inhibición de la fosforilación de la glucosa. 150 Hepatopatías
HORMONA DE CRECIMIENTO 125
La hormona de crecimiento humana empeora la diabetes clínica y 100
25% de personas con tumores secretores de dicha hormona de la
adenohipófisis, tienen diabetes. La extirpación de la hipófisis mejora 75
esta última y disminuye la resistencia a la insulina en grado aun
mayor que la extirpación de las suprarrenales, mientras que la admi- 50
nistración de hormona de crecimiento agrava la resistencia a la insu-
lina. 25
Los efectos de la hormona de crecimiento son en parte directos 0 1234
y parciamente mediados por el factor de crecimiento similar a la Tiempo (h)
insulina tipo I (cap. 18). Esta hormona moviliza los ácidos grasos
libres desde el tejido adiposo y con ello facilita la cetogénesis. En FIGURA 2416 Curvas típicas de tolerancia a la glucosa después
algunos tejidos reduce la captación de glucosa (“acción antiinsulíni-
ca”), incrementa la producción de glucosa en hígado y quizá dismi- de una carga ingerida del carbohidrato, en casos de hepatopatías y
nuya la fijación de la insulina a los tejidos. Por todo lo expuesto, se en situaciones con absorción excesivamente rápida de glucosa en el
ha sugerido que la cetosis y la disminución de la tolerancia a la glu- intestino. La línea horizontal es el nivel aproximado de glucosa
cosa causada por inanición, dependen de la hipersecreción de hor- plasmática en que pueden aparecer síntomas de hipoglucemia.
mona del crecimiento; esta última no estimula de modo directo la
secreción de insulina, pero la hiperglucemia que produce como efec- Como se comentó antes, la descarga del sistema autónomo ori-
to secundario, activa al páncreas y al final, puede agotar las células B ginada por la hipoglucemia, que causa temblores involuntarios,
de esa glándula. hiperhidrosis, ansiedad y hambre, aparece normalmente cuando las
concentraciones de glucosa plasmática son mayores que la glucemia
HIPOGLUCEMIA Y DIABETES que originaría disfunción de la esfera psíquica, y puede servir como
MELLITUS EN SERES HUMANOS una señal de alerta para que el diabético consuma productos azuca-
rados. Sin embargo, en algunos sujetos, estos síntomas de alerta no
HIPOGLUCEMIA aparecen antes de los síntomas en la esfera psíquica; ello se debe a
disfunción cerebral (desensibilización), de modo que esta falta de
Las “reacciones insulínicas” son frecuentes en diabéticos tipo 1 y los percepción de la hipoglucemia puede ser peligrosa. El cuadro surge
episodios hipoglucémicos ocasionales son el precio de un buen con- con facilidad en individuos con insulinomas y en diabéticos que
trol de la enfermedad en casi todos los pacientes. La captación de reciben tratamiento intensivo con insulina; por tal razón, al parecer
glucosa por el músculo estriado y la absorción de insulina inyectada las crisis repetidas de hipoglucemia harían surgir al final la falta de
aumentan durante el ejercicio (véase antes). percepción de tal deficiencia de glucosa. Si durante algún tiempo
aumenta la glucemia, los síntomas de alerta aparecerían de nuevo
Asimismo, la hipoglucemia sintomática se observa en sujetos con una concentración de glucosa en plasma más alta que la que
no diabéticos y la revisión de algunas de las causas más importantes correspondería a las anomalías de la esfera psíquica y el coma. No se
permite destacar las variables que influyen en la homeostasis de glu- ha explicado la causa de que la hipoglucemia duradera provoque la
cosa plasmática. La hipoglucemia leve y crónica puede causar inco- pérdida de los síntomas “de alerta” o premonitorios. En las enferme-
ordinación y tartamudeo en el lenguaje; el cuadro clínico puede dades hepáticas, la curva de tolerancia a la glucosa es de tipo diabé-
interpretarse de forma errónea como ebriedad. En ocasiones, surgen tico, pero la glucemia es baja con el sujeto en ayuno (fig. 24-16). En
aberraciones psíquicas y crisis convulsivas incluso sin haber coma la hipoglucemia funcional, el aumento de la glucosa plasmática es
evidente. Si un insulinoma (tumor infrecuente insulinógeno del normal después de que el paciente recibe una dosis de prueba de
páncreas) incrementa por largo tiempo el nivel de secreción de insu- glucosa, pero la disminución ulterior es muy alta, al grado de llegar
lina, los síntomas son más frecuentes por la mañana, lo que es con- a valores hipoglucémicos con aparición de síntomas 3 a 4 h después
secuencia del ayuno nocturno, debido a que agotó las reservas de de las comidas; este perfil puede observarse en personas que más
glucógeno hepático. Sin embargo, los síntomas pueden surgir en tarde terminan por mostrar diabetes. Es importante diferenciar a los
cualquier momento y en esos pacientes, no se hace el diagnóstico individuos con el síndrome anterior, de los pacientes más numero-
preciso. Algunos casos de insulinoma se han calificado de manera sos con un cuadro similar por problemas psicológicos o de otro tipo,
errónea como epilepsia o psicosis. La hipoglucemia también se que no tienen hipoglucemia, cuando se les extrae sangre durante un
manifiesta en algunos individuos con grandes cánceres que no afec- episodio sintomático. Se ha planteado la posibilidad de que la “dis-
tan los islotes pancreáticos; en estos casos, la reducción de la gluce- minución excesiva” de la glucosa plasmática depende de la secreción
mia al parecer proviene de la secreción excesiva de IGF-II. de insulina, estimulada los por impulsos del nervio neumogástrico
derecho, pero los fármacos de bloqueo colinérgico no corrigen de
manera sistemática tal anomalía. En algunos pacientes con tirotoxi-
cosis y en otros a quienes se les ha realizado gastrectomías o se les ha
sometido a operaciones que aceleran el paso de alimentos a los intes-
tinos, la absorción de glucosa es anormalmente rápida. La concen-
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 449
tración de glucosa plasmática aumenta hasta un “máximo” alto createctomía total, el síndrome de Cushing (cap. 20) y la acromegalia
temprano, pero después disminuye rápidamente hasta llegar a con- (cap. 18); tales casos comprenden 5% del total de pacientes y a veces
centraciones hipoglucémicas, porque la onda de hiperglucemia des- son clasificados como portadores de diabetes secundaria.
encadena un incremento supranormal de la secreción de insulina.
Los síntomas aparecen de modo característico alrededor de 2 h des- La diabetes tipo 1 suele aparecer antes de los 40 años de vida,
pués de la ingestión de comida. por lo que se le ha llamado diabetes juvenil. Las personas que pade-
cen dicha enfermedad no son obesas y muestran alta incidencia de
DIABETES MELLITUS cetosis y acidosis. En el plasma, se detectan anticuerpos contra célu-
las B y los criterios actuales es que la diabetes tipo 1 es de manera
La incidencia de diabetes mellitus en la población mundial ha alcan- predominante una enfermedad mediada por linfocitos T. También se
zado proporciones epidémicas y aumenta a un ritmo rápido. Para identifica una susceptibilidad genética definida. Si un gemelo de un
2010 se calculó que a nivel mundial 285 millones de personas tenían par idéntico termina por manifestar la enfermedad, existe una en tres
diabetes, según datos de la International Diabetes Federation. Dicho posibilidades que también la tendrá el otro gemelo. En otras palabras,
organismo calcula que para 2030 438 millones de personas tendrán el índice de concordancia es de casi 33%. La principal alteración
la enfermedad. De los diabéticos actuales, 90% tiene el tipo 2 de la genética se ubica en el complejo de histocompatibilidad mayor en el
enfermedad, por lo que gran parte del incremento de su frecuencia cromosoma 6, de tal modo que las personas con algunos tipos de
corresponderá a ese tipo, situación que tiene su equivalente en el antígenos de histocompatibilidad (cap. 3) tienen una propensión
aumento de la incidencia de obesidad. La diabetes a veces es compli- mucho mayor a presentar la enfermedad. Asimismo, participan otros
cada por acidosis y coma, y la que ha subsistido por largo tiempo genes. La inmunodepresión con fármacos como la ciclosporina alivia
puede mostrar complicaciones adicionales; éstas incluyen episodios la diabetes tipo 1 si se suministra al inicio de la enfermedad, antes de
microvascular, macrovascular y neuropático. El primer tipo de ano- la desaparición de todas las células B. Se ha intentado tratar dicha
malías comprende las cicatrices proliferativas de la retina (retinopa- enfermedad por medio de trasplante de tejido pancreático o de célu-
tía diabética), las cuales culminan en ceguera, y afección de riñones las insulares aisladas, pero los resultados hasta la fecha han sido des-
(nefropatía diabética) cuya fase final es la insuficiencia renal. El alentadores, en gran medida porque las células B se lesionan con
segundo tipo de alteraciones proviene de la ateroesclerosis acelera- facilidad y es difícil trasplantar un número suficiente de ellas para
da, que es consecuencia del incremento de la concentración plasmá- normalizar las respuestas glucémicas. Como se mencionó, el tipo 2 es
tica de las lipoproteínas de baja densidad. El resultado es una el más común de diabetes y por lo regular se acompaña de obesidad.
incidencia mayor de apoplejías e infarto al miocardio. Las anomalías Suele aparecer después de los 40 años y no depende de la pérdida
neuropáticas (neuropatía diabética) afectan el sistema nervioso total de la habilidad para secretar insulina. Su inicio es insidioso, rara
autónomo y los nervios periféricos. La neuropatía, sumada a la insu- vez causa cetosis y otra de sus características comprende normalidad
ficiencia circulatoria ateroesclerótica de las extremidades y menor de la morfología de células B y en éstas no se agota por completo el
resistencia a las infecciones, puede culminar en úlceras crónicas y contenido de insulina. El componente genético de la diabetes tipo 2
gangrena, en particular en los pies. La causa definitiva de las compli- suele ser más intenso que en la de tipo 1; en gemelos idénticos, el
caciones microvasculares y neuropáticas es la hiperglucemia crónica índice de concordancia es mayor y, en varios estudios, se acerca a
y su incidencia disminuye con el control estricto de la diabetes. La 100%. En algunos pacientes, la diabetes tipo 2 proviene de alteracio-
hiperglucemia intracelular activa la enzima aldosa reductasa; ello nes en los genes identificados y se han descrito más de 60 de ellos;
intensifica la formación de sorbitol en las células, que a su vez dismi- comprenden defectos de la glucocinasa (en promedio 1% de los
nuye dentro de ellas la concentración de ATPasa de sodio y potasio. casos), de la propia molécula de insulina (casi 0.5% de los casos), del
Además, la glucosa intracelular puede ser transformada en los lla- receptor de la insulina (en promedio, 1% de los casos), del transpor-
mados productos Amadori, los cuales a su vez pueden formar pro- tador de glucosa 4 (casi 1% de los casos) o del sustrato del receptor de
ductos finales de glucosilación avanzada (AGE), con proteínas de insulina 1 (alrededor de 15% de los casos). En la diabetes hereditaria
matriz con enlaces cruzados, compuestos que dañan los vasos san- juvenil (MODY), que comprende en promedio 1% de los casos de la
guíneos. Dichos productos interfieren en las respuestas de los leuco- diabetes tipo 2, se han descrito seis genes distintos, mutaciones con
citos a la infección. pérdida de función. De ese grupo, cinco genes codifican los factores
de transcripción que afectan la producción de enzimas que intervie-
TIPOS DE DIABETES nen en el metabolismo de la glucosa. El sexto es el gen de la glucoci-
nasa (fig. 24-11), enzima que controla la fosforilación de la glucosa y,
La causa de la diabetes clínica es siempre una deficiencia de los efec- como consecuencia, su metabolismo en las células B. Sin embargo, la
tos de la insulina en los tejidos, aunque el déficit puede ser relativo. mayoría de los casos de diabetes tipo 2 tiene un origen poligénico
Una de las modalidades frecuentes, la tipo 1 o la diabetes mellitus casi siempre y se desconocen los genes reales afectados.
insulinodependiente (IDDM), se debe a deficiencia de la hormona,
causada por la destrucción autoinmunitaria de las células B en los OBESIDAD, SÍNDROME METABÓLICO
islotes pancreáticos; las células A, B y F se encuentran intactas. La Y DIABETES TIPO 2
segunda presentación, la llamada diabetes mellitus no insulinode-
pendiente (NIDDM), o tipo 2, se caracteriza por resistencia a la La incidencia de la obesidad va en aumento y se relaciona con la
insulina. regulación de la ingestión de alimentos, el equilibrio (balance) ener-
gético y la nutrición global; en este capítulo, se incluye por la relación
Además, algunos casos de diabetes son producidos por otras especial que guarda con los trastornos del metabolismo de carbohi-
enfermedades o situaciones, como la pancreatitis crónica, la pan-
450 SECCIÓN III Fisiología endocrina y de la reproducción
dratos y con la diabetes. Conforme la persona aumenta de peso, tam- potasio en las membranas celulares y, por ello, una cantidad
bién se incrementa la resistencia a la insulina, es decir, disminuye la mayor de potasio es introducida por bombeo en el interior de la
propiedad de esa hormona para depositar glucosa en la grasa y los célula. Suele surgir hipopotasemia cuando los individuos con
músculos, y anular la liberación de dicho carbohidrato por parte del acidosis diabética son tratados con insulina.
hígado. La reducción de peso disminuye la resistencia a la insulina.
Con la obesidad aparecen hiperinsulinemia, dislipidemia (se carac- ■ En muchas células del organismo, se identifican receptores de
teriza por concentraciones altas de triglicéridos y bajas de lipopro- insulina que poseen dos subunidades, α y β. La fijación de la
teínas de alta densidad [HDL] y por el desarrollo acelerado de hormona a sus receptores desencadena una vía de señales, en la
ateroesclerosis). Tal combinación de manifestaciones por lo regular que intervienen la autofosforilación de las subunidades β en
se llama síndrome metabólico o síndrome X. Algunos de los residuos de tirosina; esto activa la fosforilación de algunas
pacientes con este síndrome son prediabéticos, en tanto otros tienen proteínas citoplásmicas y la desfosforilación de otras,
el tipo 2 de la enfermedad. No se ha comprobado, pero es lógico principalmente la serina y la treonina.
suponer, que la hiperinsulinemia es una respuesta compensadora de
la mayor resistencia a la insulina y que aparece diabetes evidente en ■ El conjunto de alteraciones causadas por la deficiencia de insulina
quienes muestran menores reservas de células B. recibe el nombre de diabetes mellitus; la tipo 1 proviene de la
deficiencia de insulina originada por la destrucción
Las observaciones anteriores y otros datos sugieren netamente autoinmunitaria de las células B en los islotes pancreáticos; la tipo
que la grasa genera una señal o varias señales químicas que actúan 2 se caracteriza por la disregulación de la liberación de la
en los músculos y el hígado para intensificar la resistencia a la insu- hormona por parte de dichas células, junto con resistencia a la
lina; datos de tal situación incluyen la observación reciente de que insulina en tejidos periféricos, como el músculo estriado, el
cuando se bloquea genéticamente de manera selectiva los transpor- cerebro y el hígado.
tadores de glucosa en el tejido adiposo, disminuye de manera con-
junta el transporte de dicho carbohidrato en el músculo in vivo, pero PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE
cuando se estudian los músculos de dichos animales in vitro, el
transporte en cuestión es normal. Un factor posible de señalización Para todas las preguntas seleccione la mejor respuesta, a menos que se
es la cantidad circulante de ácidos grasos libres, que aumenta en especifique otra indicación.
muchos estados de resistencia a la insulina. Otras posibilidades
serían los péptidos y las proteínas secretadas por los adipocitos. Se 1. Del par de estructuras o sustancias: ¿cuál de ellas es incorrecto?
sabe que los depósitos de grasa blanca no son cúmulos inertes, sino
tejidos endocrinos que secretan leptina y otras hormonas que modi- A) Células B: insulina.
fican el metabolismo de las grasas. Dichas hormonas derivadas de la B) Células D: somatostatina.
grasa se conocen comúnmente como adipocinas, porque son citoci- C) Células A: glucagon.
nas secretadas por tejido adiposo. Entre las adipocinas identificadas D) Células exocrinas del páncreas: quimotripsinógeno.
están leptina, adiponectina y resistina. E) Células F: gastrina.
Algunas de las adipocinas disminuyen la resistencia a la insuli- 2. De los siguientes pares de planteamientos: ¿cuál es incorrecto?
na en vez de aumentarla. Por ejemplo, la leptina y la adiponectina
reducen dicha resistencia, en tanto la resistina la intensifica. Para A) Adrenalina: intensificación de la glucogenólisis en músculo
complicar todavía más la situación, hay notable resistencia a la insu- estriado.
lina en la inusual metabolicopatía llamada lipodistrofia congénita,
en la cual no se forman depósitos de grasa; dicha resistencia dismi- B) Insulina: incremento de la síntesis de proteínas.
nuye por acción de la leptina y la adiponectina. Por último, se ha C) Glucagon: aumento de la gluconeogénesis.
señalado que el bloqueo génico de segundos mensajeros intracelula- D) Progesterona: incremento de la concentración de glucosa
res intensifica la resistencia a la insulina. Sería difícil armar las piezas
para obtener una explicación de la relación de la obesidad con la plasmática.
tolerancia a la insulina, pero el tema es importante a todas luces, y se E) Hormona de crecimiento: aumento de la concentración de
están realizando investigaciones intensivas.
glucosa plasmática.
RESUMEN DEL CAPÍTULO
3. De las reacciones mencionadas: ¿cuál sería la que tiene menos
■ El páncreas secreta cuatro polipéptidos con actividad hormonal: posibilidades de aparecer 14 días después de inyectar a una rata
insulina, glucagon, somatostatina y polipéptido pancreático. con un fármaco que destruye todas sus células B del páncreas?
A) Incremento en la concentración plasmática de hidrogeniones (H+).
■ La insulina intensifica la entrada de glucosa en las células. En B) Aumento en la concentración de glucagon plasmático.
células de músculo estriado, aquélla incrementa el número de C) Disminución de la concentración plasmática de HCO3–.
transportadores de glucosa 4 en las membranas celulares. En D) Reducción en la concentración plasmática de aminoácidos.
hígado, induce la acción de la glucocinasa, la cual incrementa la E) Aumento de la osmolalidad plasmática.
fosforilación de la glucosa y facilita así la entrada de ésta a la célula.
4. Cuando la concentración plasmática de glucosa disminuye mucho,
■ La insulina permite la entrada de potasio en las células y como actúan hormonas diversas para contrarrestar la hipoglucemia.
resultado, disminuye la concentración extracelular de dicho ion; la Después de aplicar por vía intravenosa una gran dosis de insulina,
hormona también incrementa la actividad de la ATPasa de sodio y la normalización de la hipoglucemia se retrasa en caso de
A) insuficiencia de médula suprarrenal.
B) deficiencia de glucagon.
C) combinación de los dos trastornos anteriores.
D) tirotoxicosis.
E) acromegalia.
5. La insulina intensifica la entrada de glucosa en
A) todos los tejidos.
B) células de los túbulos renales.
C) la mucosa del intestino delgado.
CAPÍTULO 24 Funciones endocrinas del páncreas y regulación del metabolismo de carbohidratos 451
D) casi todas las neuronas de la corteza cerebral. BIBLIOGRAFÍA ADICIONAL
E) músculo estriado.
Banerjee RR, Rangwala SM, Shapiro JS et al: Regulation of fasted blood
6. El glucagon intensifica la glucogenólisis en hepatocitos, pero la glucose by resistin. Science 2004;303:1195.
hormona adrenocorticotrópica (ACTH) no tiene esa acción porque
Gehlert DR: Multiple receptors for the pancreatic polypeptide (PP-fold)
A) el cortisol incrementa la concentración de glucosa plasmática. family: Physiological implications. Proc Soc Exper Biol Med
B) los hepatocitos poseen una adenilil ciclasa distinta de la de las 1998;218:7.
células corticosuprarrenales. Harmel AP, Mothur R: Davidson’s Diabetes Mellitus, 5th ed.
C) la hormona adrenocorticotrópica no penetra al núcleo de los Elsevier, 2004.
hepatocitos. Kjos SL, Buchanan TA: Gestational diabetes mellitus. N Engl J Med
D) las membranas de los hepatocitos contienen receptores 1999;341:1749.
distintos de los que poseen las células corticosuprarrenales. Kulkarni RN, Kahn CR: HNFs-linking the liver and pancreatic islets in
E) los hepatocitos poseen una proteína que inhibe la acción de la diabetes. Science 2004;303:1311.
hormona adrenocorticotrópica. Larsen PR, et al (editors): Williams Textbook of Endocrinology, 9th ed.
Saunders, 2003.
7. La comida con abundantes proteínas que contienen los
aminoácidos que estimulan la secreción de insulina, pero pocos Lechner D, Habner JF: Stem cells for the treatment of diabetes mellitus.
carbohidratos, no ocasiona hipoglucemia porque Endocrinol Rounds 2003;2(2).
A) la comida causa un incremento compensador en la secreción LeRoith D: Insulin-like growth factors. N Engl J Med 1997;336:633.
de tiroxina. Meigs JB, Avruch J: The metabolic syndrome. Endocrinol Rounds
B) el cortisol en la circulación impide que la glucosa penetre a los 2003;2(5).
músculos. Sealey RJ (basic research), Rolls BJ (clinical research), Hensrud DD
C) la comida también estimula la secreción de glucagon. (clinical practice): Three perspectives on obesity. Endocrine News
D) los aminoácidos de los alimentos son transformados 2004;29:7.
rápidamente en glucosa.
E) la insulina no se fija en sus receptores si se eleva la
concentración de aminoácidos en plasma.
S E C C I Ó N I V Fisiología del tubo digestivo
En el caso de microorganismos unicelulares que viven dentro de un tivos en que eran escasas las fuentes de alimentos, pero en la
mar de nutrientes, quizá puedan satisfacer sus necesidades nutricio- actualidad es un factor que contribuye a la“epidemia”de obesidad.
nales en forma sencilla por medio de la actividad de las proteínas de
transporte de membrana que permite captar moléculas específicas e El hígado, a pesar de intervenir decisivamente en el metabolismo
incorporarlas al citosol. Sin embargo, en el caso de los organismos corporal global, suele ser considerado como parte del tubo digesti-
multicelulares, que incluyen a los humanos, son muchísimo más difí- vo, por dos razones principales. En primer lugar, se encarga de la
ciles las formas de aportar nutrientes a sitios apropiados del organis- excreción de productos de desecho liposolubles que no pueden ser
mo, en particular si vive en laTierra. Además, muchos de los alimentos enviados a la orina. Son excretados por la bilis que es descargada al
que consumen los seres humanos están en la forma de macromolé- intestino y excretada por las heces. Segundo lugar, los vasos sanguí-
culas; incluso si se le digiere hasta llegar a sus monómeros compo- neos que reciben sangre del intestino están dispuestos de manera
nentes, innumerables productos terminales son hidrosolubles y no tal que las sustancias que se absorben en el “primer paso” permiten
cruzan fácilmente las membranas celulares (la excepción notable que se eliminen y sean metabolizadas todas las toxinas que inadver-
serían los constituyentes de los lípidos de los alimentos). Sobre las tidamente se han incorporado al cuerpo, y que se eliminen las partí-
bases mencionadas, el tubo digestivo ha evolucionado para permitir culas, como números pequeños de bacterias intestinales.
la captación y asimilación de nutrientes en el cuerpo, en tanto que
impide la penetración de sustancias no deseables (toxinas y produc- En la sección presente se muestra la función del tubo digestivo y
tos microbianos, así como los propios microbios). La situación recién del hígado y los mecanismos por los cuales sus segmentos se
mencionada se complica por el hecho de que el intestino conserva comunican para lograr una respuesta integrada a una comida mix-
una vieja relación con un ecosistema microbiano abundante que ta (proteínas, carbohidratos y lípidos). También se expondrá la
vive en su interior, relación que brinda en gran medida un beneficio importancia de las funciones gastrointestinales en la génesis de
mutuo si se excluye de ella a los microbios del compartimiento gene- enfermedades del tubo digestivo. Muchas de ellas pocas veces son
ral o el sistémico. mortales (con excepciones notables como cánceres específicos),
pero las enfermedades del tubo digestivo constituyen una carga
El tubo digestivo es una estructura tubular continua que va de la importante en términos de la morbilidad y la pérdida de la produc-
boca al ano y está en relación directa con el medio externo. Una tividad. La notificación hecha en 2009 por los Institutos Norteame-
sola capa de células epiteliales cilíndricas integra la barrera semi- ricanos de Diabetes, Enfermedades de Tubo Digestivo y Riñones, de
permeable a través de la cual ocurre la captación controlada de que cada año, por cada 100 ciudadanos estadounidenses, se hacían
nutrientes. Diversas glándulas vacían su contenido en el interior del 35 visitas de tipo ambulatorio y casi cinco días de permanencia hos-
intestino en algunos puntos precisos de su trayecto y permiten la pitalaria que abarcaban toda la noche, fue consecuencia de que
digestión de los componentes alimenticios, envían señales a seg- existía alguna entidad de tipo gastrointestinal. Las enfermedades
mentos distales y actúan para regular las microbiotas. También se del tubo digestivo al parecer van al alza en dicha población (aun-
advierten funciones importantes de la motilidad que desplaza el que, por fortuna, ha disminuido la mortalidad, principalmente por
contenido intestinal y que culmina en la producción de sustancias cánceres). Por otra parte, enfermedades del tubo digestivo y en
de desecho a todo lo largo del intestino, y en la abundante inerva- particular diarrea de origen infeccioso, siguen siendo causas impor-
ción que regula la motilidad, la secreción y la captación de nutrien- tantes de mortalidad en países en desarrollo en que no hay seguri-
tes, en una forma, en muchos casos, que no depende del sistema dad de contar con alimentos y agua sanos. Sea como sea, la carga
nervioso central. También existe un gran número de células endo- que imponen las enfermedades de las vías digestivas debe generar
crinas que liberan sus hormonas, que actúan junto con los neuro- un ímpetu notable para ampliar los conocimientos de la fisiología
transmisores para coordinar la regulación global del tubo digestivo. del tubo digestivo, porque son las deficiencias en tal órgano las
En términos generales, hay notable “redundancia” del sistema de que culminan a menudo en enfermedades. Por lo contrario, los
control en la capacidad excesiva de digestión de nutrientes y capta- conocimientos de trastornos digestivos específicos suelen confir-
ción de los mismos; lo anterior fue útil al hombre en tiempos primi- mar principios fisiológicos, como se destacará en esta sección.
453
Generalidades CAPÍTULO
de la función y regulación
del tubo digestivo 25
OBJETIVOS ■ Comprender la importancia funcional del sistema digestivo y en concreto sus
funciones en la asimilación y la excreción de nutrientes, lo mismo que en la
Después de revisar este inmunidad.
capítulo, el lector será
capaz de: ■ Describir la estructura del tubo digestivo, las glándulas que drenan hacia el mismo
y su subdivisión en segmentos funcionales.
■ Enumerar las principales secreciones digestivas, sus componentes y los estímulos
que regulan su producción.
■ Describir el equilibrio del agua en el tubo digestivo y explicar de qué manera se
ajusta el grado de fluidez luminal para permitir la digestión y la absorción.
■ Identificar las principales hormonas, otros péptidos y los neurotransmisores
decisivos del sistema digestivo.
■ Describir las características especiales del sistema nervioso entérico y la circulación
esplácnica.
INTRODUCCIÓN todo lo largo del tubo digestivo. Por último, son expulsados del
cuerpo los residuos de los alimentos que no pueden absorberse,
El tubo digestivo es un tubo continuo que se prolonga desde la boca junto con restos celulares.
hasta el ano. Su principal función es hacer las veces de una puerta
de entrada, por donde los nutrientes y el agua puedan absorberse Todas estas funciones están sumamente reguladas, así como la
hacia el organismo. Al cumplir con esta función, la comida es ingestión de alimentos. Por consiguiente, el sistema digestivo ha
mezclada con diversas secreciones originadas tanto en el propio desarrollado gran número de mecanismos reguladores con acción
tubo digestivo como en órganos que desembocan en el mismo, local a través de largas distancias que coordinan la función del
como páncreas, vesícula biliar y glándulas salivales. Asimismo, el intestino, así como de los órganos que drenan sus secreciones hacia
intestino realiza diversos tipos de motilidad que sirven para el mismo.
mezclar la comida con las secreciones digestivas y desplazarla a
CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES conocidos como esfínteres que restringen el flujo del contenido
intestinal para llevar a nivel óptimo la digestión y la absorción.
Las partes del tubo digestivo a donde llega la comida o sus residuos
son, en orden, boca, esófago, estómago, duodeno, yeyuno, íleon, cie- Estos esfínteres comprenden los esfínteres esofágico superior e
go, colon, recto y ano. En toda la longitud del intestino, las estructu- inferior, el píloro que retrasa el vaciamiento del estómago, la válvula
ras glandulares descargan secreciones en la luz, sobre todo en el ileocecal que retiene el contenido colónico (incluido gran número
estómago y la boca. En el proceso de la digestión, también son de bacterias) en el colon, así como los esfínteres anales interno y
importantes las secreciones del páncreas y el árbol biliar. El propio externo. Una vez alcanzado el control de esfínteres, esta habilidad
intestino cuenta con un área de superficie amplísima, que es trascen- permite retrasar la eliminación de los desechos hasta un momento
dente en sus funciones de absorción. Las vías intestinales están divi- socialmente oportuno.
didas funcionalmente en segmentos, por medio de anillos musculares
El intestino consta de capas funcionales (fig. 25-1). Inmediata-
mente adyacente a los nutrientes en el lumen, se encuentra una sola
455
456 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
Luz
Epitelio Mucosa
Membrana basal
Lámina propia
Muscular de la mucosa
Submucosa
Músculo circular Muscular propia
Plexo mientérico
Músculo longitudinal
Mesotelio (serosa)
FIGURA 251 Organización de la pared intestinal en capas funcionales. (Adaptada de Yamada: Textbook of Gastroenterology. 4th ed. pp. 151-165.
Copyright LWW, 2003.)
capa de células epiteliales cilíndricas, la cual conforma la barrera que SECRECIONES
los nutrientes deben atravesar para entrar en el organismo. Por deba- GASTROINTESTINALES
jo del epitelio, existe una capa de tejido conjuntivo laxo que se cono-
ce como lámina propia, misma que a su vez está rodeada por capas SECRECIÓN SALIVAL
concéntricas de músculo liso, de orientación circunferencial y luego
longitudinal con respecto al eje del intestino (capas musculares cir- La primera secreción con la cual tienen contacto los alimentos inge-
cular y longitudinal, respectivamente). El intestino tiene, además, ridos es la saliva; ésta es producida por tres pares de glándulas sali-
una rica dotación de vasos sanguíneos, terminaciones nerviosas y vales (parótida, submandibular y sublingual) que drenan sus
vasos linfáticos, los cuales son importantes en su función. secreciones hacia la cavidad bucal. Ella contiene diversos compo-
nentes orgánicos, los cuales inician la digestión (sobre todo del almi-
El epitelio del intestino también se especializa más en una for- dón, mediado por la amilasa) y protegen la cavidad bucal de bacterias
ma de maximizar el área de superficie disponible para la absorción (como la inmunoglobulina A y la lisozima). Las secreciones de las
de nutrimentos. En todo el intestino delgado, existen pliegues de tres glándulas difieren en su proporción relativa de componentes
prolongaciones digitiformes llamadas vellosidades (fig. 25-2). Entre proteínicos y mucinosos, lo cual es consecuencia del número relati-
éstas se encuentran las invaginaciones conocidas como criptas. Las vo de células serosas y mucosas de los ácinos salivales.
células precursoras que dan origen tanto a las células epiteliales de la
cripta como el de la vellosidad residen hacia la base de las criptas e La saliva sirve para lubricar el bolo alimenticio a (facilitada por
intervienen en la renovación completa del epitelio cada varios días. las mucinas); además es hipotónica, en comparación con el plasma,
De hecho, el epitelio del tubo digestivo es uno de los tejidos del cuer- así como también alcalina; esta última característica es importante
po que se divide con mayor rapidez. Las células hijas experimentan para neutralizar cualquier secreción gástrica que refluye hacia el esó-
divisiones celulares en las criptas y luego se desplazan hacia afuera, fago. Las glándulas salivales constan de porciones terminales ciegas
rumbo a las vellosidades, donde con el tiempo se desprenden y se (ácinos); éstas generan la secreción primaria que contiene los com-
pierden en las heces. ponentes orgánicos disueltos en un líquido, el cual básicamente tiene
una composición idéntica a la del plasma. Las glándulas salivales son
Las células epiteliales de la vellosidad también son notables por las de hecho muy activas cuando reciben una estimulación máxima, al
microvellosidades extensas que caracterizan sus membranas apicales. secretar su propio peso en saliva cada minuto. Para lograr esto, se
Estas microvellosidades están dotadas de un glucocáliz denso (el borde hallan ricamente dotadas de vasos sanguíneos circundantes, los cua-
“en cepillo”) que probablemente protege a las células en cierta medida les se dilatan cuando se inicia la secreción salival. Después se modifi-
de los efectos de las enzimas digestivas. De hecho, algunas enzimas ca la composición de la saliva, conforme fluye desde los ácinos hacia
digestivas también son parte del borde “en cepillo”, al constituir proteí- fuera a los conductos que finalmente confluyen y la liberan en la
nas ligadas a la membrana. Estas “hidrolasas del borde en cepillo” rea- cavidad bucal. Se extraen iones sodio (Na+) y aniones de cloro (Cl–),
lizan los pasos finales de la digestión de nutrientes específicos.
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 457
Vellosidad Epitelio por imaginar la comida, verla u olerla. De hecho, la secreción salival
cilíndrico puede ser fácilmente condicionada, como en los experimentos clási-
simple cos de Pavlov, en los cuales se condicionó a los perros para salivar en
respuesta a una campana al relacionar este estímulo con un alimen-
Lácteo to. La secreción salival también es desencadenada por la náusea,
pero se inhibe al temer o durante el sueño.
Red capilar
La saliva realiza diversas funciones muy importantes: facilita la
Células deglución, mantiene húmeda la boca, sirve de solvente para las
caliciformes moléculas que estimulan las papilas gustativas, ayuda a la rapidez al
facilitar los movimientos de los labios y la lengua, y conserva la boca
y los dientes limpios. La saliva también posee alguna acción antibac-
teriana y los pacientes con salivación deficiente (xerostomía) mani-
fiestan caries dental con una frecuencia mayor en comparación con
la normal. Los amortiguadores presentes en aquélla ayudan a preser-
var el pH oral en 7.0, aproximadamente.
SECRECIÓN GÁSTRICA
El alimento es almacenado en el estómago, mezclado con ácido,
moco y pepsina; aquél se libera a una velocidad controlada y cons-
tante hacia el duodeno (Recuadro clínico 25-1).
Cripta CONSIDERACIONES ANATÓMICAS
intestinal
En la figura 25-4 se muestra la anatomía macroscópica del estóma-
Vaso linfático go. La mucosa gástrica contiene muchas glándulas profundas. En el
cardias y la región pilórica, las glándulas secretan moco. En el cuer-
Arteriola po del estómago, incluido el fondo, las glándulas contienen células
Vénula parietales (oxínticas), las cuales secretan ácido clorhídrico y factor
intrínseco, así como células principales (zimógenas, pépticas), que
FIGURA 252 La estructura de las vellosidades intestinales y las secretan pepsinógenos (fig. 25-5). Estas secreciones se mezclan con
el moco secretado por las células presentes en los cuellos de las glán-
criptas. La capa epitelial también contiene células endocrinas y dulas. Algunas de estas glándulas desembocan en una cámara co-
linfocitos intraepiteliales dispersos. La cripta en su base contiene células mún (fosa gástrica), la cual a su vez hace lo mismo en la superficie de
de Paneth que secretan péptidos antimicrobianos y también células la mucosa. Las células mucosas secretan moco junto con HCO3– en la
“progenitoras” que permiten el recambio incesante del epitelio de la superficie del epitelio entre las glándulas.
cripta y las vellosidades. Las células del epitelio se renuevan cada 3 a
5 días en adultos sanos. (Con autorización de Fox SI: Human Physiology. 10th ed. El estómago tiene abundante riego sanguíneo y linfático. La
inervación parasimpática se deriva de los nervios vagos y, la simpá-
McGraw-Hill, 2008.) tica, del plexo celiaco.
y se añaden iones potasio (K+) y bicarbonato. Dado que los conduc- ORIGEN Y REGULACIÓN
tos son relativamente impermeables al agua, la pérdida de cloruro de DE LAS SECRECIONES GÁSTRICAS
sodio (NaCl) vuelve hipotónica la saliva, sobre todo a bajas intensi-
dades de secreción. A medida que aumenta la tasa de secreción, se El estómago añade un volumen importante de jugos digestivos a la
dispone de menos tiempo para la extracción de cloruro de sodio y comida. Al igual que la secreción salival, el estómago de hecho se
aumenta la tonicidad de la saliva, pero siempre permanece un poco prepara para recibir la comida antes de ingerirla realmente, durante
hipotónica con respecto al plasma. En general, los tres pares de glán- la llamada fase cefálica, la cual puede estar influida por las preferen-
dulas salivales que drenan hacia la cavidad bucal abastecen de 1 000 cias alimentarias. En seguida, aparece una fase gástrica de la secre-
a 1 500 ml de saliva por día. ción; ella es cuantitativamente la más importante y, por último, hay
una fase intestinal, una vez que el alimento ha salido del estómago.
La secreción salival es controlada casi de manera exclusiva por Cada fase es regulada de modo esencial por factores locales y distan-
influencias neurales y la rama parasimpática del sistema nervioso tes desencadenantes.
autónomo desempeña el papel más destacado (fig. 25-3). Los impul-
sos simpáticos modifican levemente la composición de la saliva Las secreciones gástricas (cuadro 25-1) se originan en las glán-
(sobre todo al incrementar el contenido proteínico), pero tienen dulas presentes en la pared del estómago; éstas drenan hacia su luz y
poca influencia en el volumen. La secreción es desencadenada por también en las células de la superficie que secretan principalmente
reflejos, los cuales son estimulados por el acto físico de la mastica- moco y bicarbonato para proteger al estómago e impedir que se
ción, pero en realidad aquélla es iniciada incluso antes que la comida digiera a sí mismo, lo mismo que sustancias conocidas como pépti-
sea llevada a la boca, como resultado de impulsos centrales activados dos “en trébol”, los cuales estabilizan la capa de moco y bicarbonato.
458 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
Olfato
Gusto
Sonido
Vista
Glándula ACh Ganglio Presión Centros
parótida ótico en la boca superiores
Parasimpáticos Núcleo
salivador
Glándula ACh Ganglio del bulbo
raquídeo
submandibular submandibular
–
Hipersecreción
salival a través Sueño
de efectos sobre Fatiga
r Secreción acinar Temor
r Vasodilatación
FIGURA 25-3 Regulación de la secreción salival por el sistema nervioso parasimpático. ACh, acetilcolina. Las glándulas sublinguales también
producen saliva (no se incluyen), pero contribuyen en poca medida al flujo salival en reposo y estimulado. (Adaptada de Barrett KE: Gastrointestinal Physiology.
McGraw-Hill, 2006.)
Las secreciones glandulares del son diferentes en diversas regiones absorción subsiguiente de vitamina B12, o coba-lamina. El pepsinó-
del órgano. Las más características se derivan de las glándulas del geno es el precursor de la pepsina, la cual inicia la digestión de pro-
fondo o del cuerpo del estómago. Éstas contienen células parietales teínas. Asimismo, la lipasa comienza la digestión de los lípidos de los
distintivas, que secretan ácido clorhídrico y factor intrínseco, y las alimentos.
células principales, las cuales producen pepsinógenos y lipasa gástri-
ca (fig. 25-5). El ácido secretado por las células parietales sirve para Se conocen tres estímulos principales para la secreción gástrica;
esterilizar la comida y también para comenzar la hidrólisis de macro- cada uno de ellos desempeña una función específica en hacer concor-
moléculas alimentarias. El factor intrínseco es importante en la dar la tasa de secreción con las necesidades fisiológicas (fig. 25-6). La
gastrina es una hormona liberada por las células G del antro gástrico
RECUADRO CLÍNICO 25-1
Úlcera péptica duce hipersecreción prolongada de ácido y se presentan úlceras
graves.
En el ser humano, las úlceras gástrica y duodenal se relacionan
principalmente con una destrucción de la barrera que normal- AVANCES TERAPÉUTICOS
mente impide la irritación y la autodigestión de la mucosa por las
secreciones gástricas. La infección por la bacteria Helicobacter En las úlceras gástricas y duodenales, quizá se facilite la
pylori, destruye esta barrera, lo mismo que el ácido acetilsalicílico cicatrización mediante la inhibición de la secreción de áci-
y otros fármacos antiinflamatorios no esteroideos (NSAID) que do con fármacos, como el omeprazol y fármacos afines,
inhiben la producción de prostaglandinas y, como consecuencia, que inhiben la bomba H+-K+-ATPasa (“inhibidores de la
reducen la secreción de moco y HCO3–. Los NSAID se utilizan bomba de protones”). Si está presente, H. pylori puede ser
ampliamente para tratar el dolor y la artritis. Una causa adicional erradicado con antibióticos y se tratan las úlceras provoca-
de la ulceración es la excesiva y prolongada secreción de ácido. Un das por los antiinflamatorios no esteroideos mediante la
ejemplo de esto son las úlceras que se presentan en el síndrome suspensión del uso de estos medicamentos o, cuando esto
de Zollinger-Ellison. no es recomendable, por medio del tratamiento con el
agonista de las prostaglandinas, misoprostol. Los gastrino-
Este síndrome se observa en pacientes con gastrinomas. mas a veces pueden resecarse quirúrgicamente.
Estos tumores pueden presentarse en el estómago y el duodeno,
pero la mayoría de ellos se forman en el páncreas. La gastrina pro-
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 459
Fondo Ácido, factor intrínseco y pepsinógeno
Esófago Capa
muscular
Esfínter esofágico
inferior Células de la mucosa
Cuerpo (secreta superficial (moco, péptido
moco, pepsinógeno
y HCl) en trébol, secreción
Duodeno de bicarbonato)
Migración Células del cuello de la
celular mucosa (compartimiento
de células precursoras)
Esfínter Antro
pilórico (secreta Células parietales
moco, (secreción de ácido
pepsinógeno y factor intrínseco)
y gastrina)
FIGURA 254 Anatomía del estómago. Se enumeran entre Célula ECL
(secreción de histamina)
paréntesis las principales secreciones del cuerpo y el antro del
estómago. (Con autorización de Widmaier EP, Raff H, Strang KT: Vander’s Human
Physiology: The Mechanisms of Body Function, 11th ed. McGraw-Hill, 2008.)
tanto en respuesta a un neurotransmisor específico secretado por las Células principales
terminaciones nerviosas entéricas, conocido como péptido liberador (secreción de pepsinógeno)
de gastrina (GRP) o bombesina, en respuesta a la presencia de oligo-
péptidos en la luz gástrica. Luego, la gastrina es transportada a través FIGURA 25-5 Estructura de la glándula gástrica del fondo y el
de la circulación sanguínea hasta las glándulas del fondo gástrico,
donde se une a los receptores no sólo en las células parietales (y posi- cuerpo del estómago. Estas glándulas productoras de ácido y de
blemente las principales) para la secreción activa, sino también en las pepsinógeno se designan como glándulas “oxínticas” en algunas fuentes.
células semejantes a las células enterocromafines (ECL), las cuales se ECL, células semejantes a las células enterocromafines. (Adaptada de Barrett
hallan en la glándula y liberan histamina, la cual también activa la
secreción de la célula parietal al unirse a los receptores de histamina KE: Gastrointestinal Physiology. McGraw-Hill, 2006.)
H2. Por último, las células parietales y las principales también pueden
ser estimuladas por la acetilcolina, la cual es liberada por las termina- gástrica después que el alimento se desplaza desde el estómago hasta
ciones nerviosas entéricas en el fondo gástrico. el intestino delgado.
Durante la fase cefálica de la secreción gástrica, la secreción es Las células parietales gástricas tienen un alto grado de especia-
activada de manera predominante por los impulsos vagales los cua- lización en su tarea singular de secretar ácido concentrado (fig.
les se originan en la región encefálica conocida como complejo 25-7). Las células están llenas de mitocondrias que suministran
vagal dorsal, el cual coordina los impulsos provenientes de los cen- energía para impulsar la H,K-ATPasa apical, o bomba de protones,
tros superiores. Los impulsos vagales eferentes hacia el estómago la cual desplaza los hidrogeniones fuera de la célula parietal, en con-
liberan luego péptido liberador de gastrina y acetilcolina, iniciando tra de un gradiente de concentración de más de 1 millón de veces. En
con ello la función secretora. Sin embargo, antes que la comida entre
en el estómago, hay algunos factores adicionales desencadenantes y, CUADRO 251 Contenido del jugo gástrico normal
por tanto, es limitada la cantidad de secreción. Por otra parte, una
vez ingerido el alimento, los componentes de la misma estimulan la (estado de ayuno)
liberación sustancial de gastrina y la presencia física de la comida Cationes: Na+, K+, Mg2+, H+ (pH de aproximadamente 3.0)
también distiende el estómago y activa los receptores de la disten- Aniones: Cl–, HPO42–, SO42–
sión, lo cual provoca un reflejo “vagovagal”, así como uno local que Pepsinas
intensifica más la secreción. La presencia de comida amortigua la Lipasa
acidez gástrica, lo cual, por lo demás, serviría de señal inhibidora de Moco
la retroalimentación para interrumpir la secreción consecutiva a la Factor intrínseco
liberación de somatostatina, hormona inhibidora tanto de las células
G como de las células semejantes a las células enterocromafines, y de
la secreción por las propias células parietales (fig. 25-6). Esto quizá
constituye un mecanismo decisivo por el cual se termina la secreción
460 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
ANTRO FONDO
Péptidos/aminoácidos
GRP H+
Célula G ACh
Célula parietal
H+ –
P
Célula D
Gastrina Célula principal
SST
Circulación ACh ? ?
Histamina
Terminación nerviosa
ACh
FIGURA 256 Regulación de la secreción de ácido gástrico y Célula ECL
pepsina por mediadores solubles e impulsos neurales. La gastrina es ECL, las células principales y las parietales. No se han identificado en
liberada por las células G en reacción al péptido liberador de gastrina detalle otros agonistas específicos de las células parietales. La liberación
(GRP) y se desplaza por medio de la circulación sanguínea para influir en de gastrina es regulada negativamente por la actividad luminal
la actividad de las células de ECL y las células parietales. Las células ECL mediante liberación de la somatostatina (SST) por las células D antrales.
liberan histamina que también actúa en las células parietales. La P, pepsinógeno, GRP, péptido liberador de gastrina; ACh, acetilcolina;
acetilcolina (ACh), liberada de los nervios, es un agonista de las células ECL, semejantes a las células enterocromafines. (Adaptada de Barrett KE:
Gastrointestinal Physiology. McGraw-Hill, 2006.)
reposo, las bombas de protones están secuestradas dentro de la célu- amplificación sustancial del área de la membrana apical y con posi-
la parietal en una serie de compartimientos de membrana, los cuales cionamiento de las bombas de protones para comenzar la secreción
se conocen como tubulovesículas. Por otra parte, cuando la célula de ácido (fig. 25-8). La membrana apical contiene conductos de
parietal comienza a secretar, estas vesículas se fusionan con las inva- potasio, que suministran los iones potasio que se intercambian con
ginaciones de la membrana apical, conocidas como canalículos, con hidrogeniones, así como los conductos de cloro que proporcionan la
diferencia de iones para la secreción de HCl (fig. 25-9). La genera-
IC MV M ción de protones también se acompaña de la liberación de cantida-
M des equivalentes de iones de bicarbonato hacia la circulación
IC sanguínea que, como se verá, serán utilizados más tarde para neutra-
M lizar la acidez gástrica una vez efectuada su función (fig. 25-9).
TV Cada uno de los tres agonistas de la célula parietal (gastrina,
histamina y acetilcolina) se une a receptores diferentes en la mem-
G brana basolateral (fig. 25-8). La gastrina y la acetilcolina favorecen la
IC secreción al elevar las concentraciones citosólicas de calcio libre, en
tanto la histamina aumenta el 3´,5´-monofosfato de adenosina cícli-
IC co (cAMP) intracelular. El efecto neto de estos segundos mensajeros
es el transporte y los cambios morfológicos ya descritos. Sin embar-
FIGURA 257 Esquema compuesto de una célula parietal que go, es importante tener presente que las dos vías diferentes para la
activación son sinérgicas y tienen un efecto más que aditivo sobre las
muestra el estado en reposo (abajo a la izquierda) y el estado activo tasas de secreción, cuando están presentes de manera simultánea
(arriba a la derecha). La célula en reposo tiene canalículos intracelulares histamina más gastrina, o acetilcolina, o las tres. La importancia
(IC), que desembocan en la membrana apical de la célula, y muchas fisiológica de este sinergismo es la posibilidad de estimular altas
estructuras tubulovesiculares (TV), en el citoplasma. Cuando la célula es tasas de secreción con cambios relativamente pequeños en la dispo-
activada, las estructuras tubulovesiculares se fusionan con la membrana nibilidad de cada uno de los estímulos. El sinergismo tiene impor-
celular y las microvellosidades (MV) se prolongan hacia los canalículos, tancia terapéutica en virtud de que la secreción puede inhibirse de
de manera que aumenta de modo considerable el área de la membrana manera notable mediante el bloqueo de la acción de sólo uno de los
celular que entra en contacto con la luz gástrica. M, mitocondria; factores desencadenantes (más a menudo el de la histamina, a través
G, aparato de Golgi. (Con autorización de Ito S, Schofield GC: Studies on the depletion de los antagonistas de H2, los cuales son fármacos ampliamente uti-
lizados para tratar los efectos adversos de la secreción gástrica exce-
and accumulation of microvilli and changes in the tubulovesicular compartment of mouse siva, como lo es el reflujo.
parietal cells in relation to gastric acid secretion. J Cell Biol 1974, Nov;63(2Pt 1):(364-382.) La secreción gástrica añade unos 2.5 L/día al contenido intestinal.
Sin embargo, pese a su volumen sustancial y control delicado, las secre-
ciones gástricas son indispensables para la digestión y la absorción
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 461
En reposo Durante la secreción
Canalículo
Tubulo- H , K ATPasa
vesícula
M3 Ca Ca
ACh cAMP CCK<B
M3 &&.<% Gastrina
H2 +
Histamina
FIGURA 258 Receptores de la célula parietal y representación que la acetilcolina (ACh) y la gastrina señalizan a través del calcio, en
tanto la histamina señaliza a través del monofosfato de adenosina cíclico
esquemática de los cambios morfológicos ilustrados en la figura (cAMP). CCK-B, colecistocinina B; (Adaptada de Barrett KE: Gastrointestinal
25-7. La amplificación del área de superficie apical se acompaña de una Physiology. McGraw-Hill, 2006.)
mayor densidad de moléculas de H+, K+-ATPasa en este lugar. Obsérvese
completa de una comida, con la excepción de la absorción de cobala- SECRECIÓN PANCREÁTICA
mina. Esto ilustra una faceta importante de la fisiología digestiva, es
decir, el hecho de que la capacidad de digestión y absorción notable- El jugo pancreático contiene enzimas, las cuales son de primordial
mente superan las necesidades normales. Por otra parte, si se reduce importancia en la digestión (cuadro 25-2). Su secreción es controla-
por largo tiempo la secreción gástrica, los individuos pueden manifes- da en parte por un mecanismo reflejo y, parcialmente, por las hor-
tar mayor susceptibilidad a las infecciones adquiridas por la vía oral. monas gastrointestinales secretina y colecistocinina (CCK).
Luz Circulación
sanguínea
Conducto H2O + CO2 2K+ Na+, K+-ATPasa
de potasio C.A.II H+
3Na+
K+ H+ + HCO3– Cl- Na+
H+, K+-ATPasa
NHE-1
H+ HCO3–
Cl– HCO3–
ClC
Conducto Intercambiador
de cloruro de
Apical Cl–/HCO3–
Basolateral
FIGURA 259 Proteínas de transporte de iones de las células intercambiador de sodio/hidrógeno, NHE1 , en la membrana basolateral
es considerado por expertos como un transportador “de acción interna”
parietales. Los protones son generados en el citoplasma por la acción que conserva el pH intracelular, incluso si priva el metabolismo celular
de la anhidrasa carbónica II (C.A. II). Los iones de bicarbonato son durante el estado sin estimulación. (Adaptada de Barrett KE: Gastrointestinal
exportados desde el polo basolateral de la célula mediante fusión de las
vesículas o a través de un intercambiador de cloruro-bicarbonato. El Physiology, McGraw-Hill, 2006.)
462 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
CUADRO 252 Principales enzimas digestivasa
Origen Enzima Activador Sustrato Función catalítica o productos
Glándulas salivales Amilasa α-salival Cl–
Almidón Hidroliza los enlaces 1:4α, producción de
Estómago Pepsinas (pepsinógenos) HCl dextrinas α-límite, maltotriosa y maltosa
Páncreas exocrino Enteropeptidasa Proteínas y
Lipasa gástrica polipéptidos Desdoblan enlaces peptídicos adyacentes a
Tripsina (tripsinógeno) Triglicéridos los aminoácidos aromáticos
Ácidos grasos y glicerol
Quimotripsinas Tripsina Proteínas y
(quimotripsinógenos) Tripsina polipéptidos Desdobla enlaces peptídicos en el lado
carboxilo de los aminoácidos básicos
Elastasa (proelastasa) Proteínas y (arginina o lisina)
polipéptidos Desdobla enlaces peptídicos en el lado
Carboxipeptidasa A Tripsina Elastinas, algunas carboxilo de aminoácidos aromáticos
(procarboxipeptidasa A) otras proteínas Desdobla enlaces en el lado carboxilo de
Proteínas y aminoácidos alifáticos
Carboxipeptidasa B Tripsina polipéptidos Desdobla aminoácidos carboxilo-terminal
(procarboxipeptidasa B) Tripsina que tienen cadenas laterales alifáticas
Proteínas y aromáticas o ramificadas
Colipasa (procolipasa) polipéptidos Desdobla aminoácidos carboxilo-terminal
Gotitas de grasa que tienen cadenas laterales básicas
Lipasa pancreática … Liga la lipasa pancreática a las gotitas de
Éster de colesterol hidrolasa … Triglicéridos aceite en presencia de los ácidos biliares
Cl– Ésteres de colesteril Monoglicéridos y ácidos grasos
Amilasa α-pancreática … Almidón Colesterol
Ribonucleasa RNA
… Igual que la amilasa α-salival
Desoxirribonucleasa Tripsina DNA Nucleótidos
Fosfolípidos
Fosfolipasa A2 … Nucleótidos
(pro-fosfolipasa A2) …
Ácidos grasos y lisofosfolípidos
Enteropeptidasa
Mucosa intestinal Aminopeptidasas Tripsinógeno Tripsina
Polipéptidos Desdoblan aminoácidos aminoterminales
Carboxipeptidasas … de péptidos
Polipéptidos Desdobla aminoácido carboxilo-terminal de
Endopeptidasas … péptido
Polipéptidos Desdobla entre residuos en la porción media
Dipeptidasas … de péptidos
Maltasa … Dipéptidos Dos aminoácidos
Glucosa
Lactasa … Maltosa,
Sacarasab … maltotriosa, Galactosa y glucosa
Lactosa Fructosa y glucosa
Isomaltasab … Sacarosa; también
Nucleasa y enzimas afines … maltotriosa y Glucosa
… maltosa
Citoplasma de células Peptidasas diversas Dextrinas α-límite, Pentosas y bases de purina
de la mucosa maltosa, maltotriosa y pirimidina
Ácidos nucleicos Aminoácidos
Dipéptidos,
tripéptidos y
tetrapéptidos
a Las proenzimas correspondientes, donde es pertinente, se muestran entre paréntesis
b La sacarasa y la isomaltasa son subunidades separadas de una sola proteína.
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 463
CONSIDERACIONES ANATÓMICAS Conducto hepático Conducto hepático izquierdo
derecho
La porción del páncreas que secreta jugo pancreático es una glándu-
la alveolar (acinar) compuesta parecida a las glándulas salivales. Los Conducto Colédoco
gránulos que contienen las enzimas digestivas (gránulos de zimóge- cístico
no) se forman en la célula y son descargados por exocitosis (cap. 2) Conducto
de los vértices de la célula hacia las luces de los conductos pancreáti- Vesícula biliar
cos (fig. 25-10). Los canículos de los conductos pequeños confluyen biliar
en un solo conducto (conducto pancreático de Wirsung), el cual sue-
le unirse al colédoco para formar la ampolla de Vater (fig. 25-11). La Páncreas
ampolla desemboca en la papila duodenal y su orificio es envuelto
por el esfínter de Oddi. Algunos individuos tienen un conducto pan- Conducto Duodeno Conducto
creático accesorio (conducto de Santorini), el cual entra en una por- pancreático pancreático
ción más proximal del duodeno. accesorio
COMPOSICIÓN Ampolla del conducto biliar
DEL JUGO PANCREÁTICO
FIGURA 2511 Conexiones de los conductos de la vesícula biliar,
Éste es alcalino (cuadro 25-3) y posee un elevado contenido de
HCO3– (aproximadamente 113 meq/L en comparación con 24 el hígado y el páncreas. (Adaptada de Bell GH, Emslie-Smith D, Paterson CR:
meq/L en el plasma). Cada día se secretan alrededor de 1 500 ml de
jugo pancreático. Los jugos biliares e intestinales también son neu- Textbook of Physiology and Biochemistry, 9th ed. Churchill Livingstone, 1976.)
trales o alcalinos y estas tres secreciones neutralizan el ácido gástri-
co, con lo cual se incrementa el pH del contenido duodenal de 6.0 a activadas cuando llegan al interior (luz) del intestino (consúltese el
7.0. Para el tiempo en que el quimo llega al yeyuno, su pH es casi capítulo 26). Las enzimas son activadas después del desdoblamiento
neutral, pero en escasas ocasiones el contenido intestinal es alcalino. proteolítico por acción de la tripsina, que constituye en sí una pro-
teasa pancreática liberada en la forma de un precursor inactivo (trip-
El jugo pancreático contiene también diversas enzimas digesti- sinógeno).
vas, pero muchas de ellas son liberadas en forma inactiva para ser
Es evidente el peligro potencial de la liberación de una pequeña
Células Células cantidad de tripsina hacia el páncreas; la reacción en cadena resul-
exocrinas endocrinas tante produciría enzimas activas que podrían digerir dicho órgano.
(secretan del páncreas Por tanto, no sorprende que el páncreas normalmente contenga un
enzimas) inhibidor de la tripsina.
Células
Vesícula biliar del conducto Otra enzima activada por la tripsina es la fosfolipasa A2. Esta enzi-
(secretan ma desdobla un ácido graso de la fosfatidilcolina, formando así lisofos-
bicarbonato) fatidilcolina. Ésta lesiona las membranas celulares. Se ha propuesto una
Páncreas hipótesis, en la cual en la pancreatitis aguda, una enfermedad grave y
a veces letal, la fosfolipasa A2 es activada prematuramente en los con-
ductos pancreáticos, con la formación de lisofosfatidilcolina a partir de
fosfatidilcolina que es un componente normal de la bilis. Esto produce
la destrucción del tejido pancreático y la necrosis del tejido adiposo
circundante.
En las situaciones normales, pequeñas cantidades de enzimas
digestivas pancreáticas se filtran hacia la circulación, pero en la pan-
creatitis aguda, se elevan de modo notable las concentraciones de
enzimas digestivas en la circulación sanguínea. Por tanto, la valora-
ción de la concentración plasmática de amilasa o lipasa es útil para el
diagnóstico de la enfermedad.
Conducto pancreático
Duodeno Colédoco proveniente CUADRO 253 Composición del jugo pancreático
de la vesícula biliar
humano normal
FIGURA 2510 Estructura del páncreas. (Con autorización de Widmaier
Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+ (pH de aproximadamente 8.0)
EP, Raff H, Strang KT: Vander’s Human Physiology: The Mechanisms of Body Function, 11th Aniones: HCO3–, Cl–, SO42–, HPO42–
ed. McGraw-Hill, 2008.) Enzimas digestivas (cuadro 25–1; 95% de la proteína en el jugo)
Otras proteínas
464 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
REGULACIÓN DE LA SECRECIÓN Secretina 12.5 unidades/kg IVConcentración de electrólitos
DE JUGO PANCREÁTICO (meq/L) y amilasa (U/ml)
150
La secreción del jugo pancreático está sujeta sobre todo a control
hormonal. La secretina actúa sobre los conductos pancreáticos y 120
produce una secreción copiosa de un jugo pancreático muy alcalino,
el cual es rico en HCO3– y deficiente en enzimas. El efecto en las 90 (HCO3–)
células de los conductos se debe a un incremento en el cAMP intra-
celular. La secretina también estimula la secreción de bilis. La cole- 60 (CI–)
cistocinina actúa sobre las células acinares y causa la liberación de
gránulos de zimógeno y la producción de jugo pancreático rico en 30 (Amilasa)
enzimas, pero con volumen reducido. Su efecto es mediado por la
fosfolipasa C (cap. 2). (K+)
0
En la figura 25-12 se muestra la respuesta a la secretina intra-
venosa. Obsérvese que conforme aumenta el volumen de secreción –20 –10 0 +10 +20 +30 +40
pancreática, desciende su concentración de cloro y se incrementa su Tiempo (min)
concentración de HCO3–. Aunque este último es secretado en los
conductos pequeños, se resorbe en los conductos grandes en inter- Volumen
cambio por cloro (fig. 25-13). La magnitud del intercambio es inver- de secreción (ml) 0.3 0.2 17.7 15.2 5.1 0.6
samente proporcional a la tasa de flujo.
FIGURA 2512 Efecto de una sola dosis de secretina sobre la
Al igual que la colecistocinina, la acetilcolina actúa sobre las
células acinares a través de la fosfolipasa C y produce la descarga de composición y el volumen del jugo pancreático en seres humanos.
gránulos de zimógeno, en tanto la estimulación de los vagos genera Se destacan los cambios recíprocos en las concentraciones de cloruro y
secreción de una pequeña cantidad de jugo pancreático rico en enzi- bicarbonato después de la introducción de secretina en goteo
mas. Se dispone de pruebas indicativas de una secreción refleja con- endovenoso. La disminución de la concentración de amilasa refleja la
dicionada, mediada por fibras vagales, para la secreción de jugo dilución conforme aumenta el volumen de jugo pancreático.
pancreático en respuesta a la vista o el olfato del alimento.
SECRECIÓN BILIAR describe la función de la bilis como líquido digestivo. En el capítulo
28, se presenta un análisis más general de las funciones transporta-
Una secreción adicional importante para la función digestiva, la doras y metabólicas del hígado.
bilis, se origina en el hígado. Los ácidos biliares que contiene son
importantes para digerir y absorber los lípidos. Además, la bilis sirve Bilis
de líquido excretor decisivo, mediante el cual el organismo elimina
los productos terminales liposolubles del metabolismo, así como los Ésta se encuentra constituida por ácidos biliares, pigmentos biliares
xenobióticos liposolubles. La bilis es la única vía por la cual el orga- y otras sustancias disueltas en una solución electrolítica alcalina
nismo puede deshacerse del colesterol (sea en su forma natural o tras semejante al jugo pancreático. Cada día se secretan aproximada-
su conversión en ácidos biliares). En este capítulo y en el siguiente, se
Luz del conducto Basolateral
HCO3–
CO2 + H2O H+
Intercambiador CA
de Cl–/HCO3– NHE-1
HCO3– + H+
Cl– Na+ NBC
CFTR + 2HCO3–
cAMP
Na+
3Na+ Na+, K+
2K+ ATPasa
Conducto de K+
FIGURA 2513 Vías de transporte iónico presentes en las células de los conductos pancreáticos. CA, anhidrasa carbónica; NHE-1,
intercambiador de sodio-hidrógeno 1; NBC, cotransportador de sodio y bicarbonato. (Adaptada de Barrett KE: Gastrointestinal Physiology, McGraw-Hill, 2006.)
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 465
mente 500 ml. Algunos de los componentes de la bilis se reabsorben Cadena lateral cargada
en el intestino y luego son excretados de nuevo por el hígado (circu- Grupo OH
lación enterohepática).
Micela simple Monómeros de ácido biliar
Los glucurónidos de los pigmentos biliares, bilirrubina y bili-
verdina, confieren el color amarillo dorado a la bilis. En el capítulo Micela mixta
28, se describe con detalle la formación de estos productos de desin-
tegración de la hemoglobina. Al considerar a la bilis como una secre- Fosfatidilcolina
ción que interviene en la digestión, destacan los ácidos biliares que Colesterol
constituyen sus elementos más importantes. El organismo los sinte-
tiza a partir del colesterol y los secreta en la bilis conjugados con FIGURA 2515 Formas físicas adoptadas por los ácidos biliares
glicina o taurina, un derivado de la cisteína.
en solución. Se muestran las micelas en corte transversal y de hecho se
En la figura 25-14 se enuncian los cuatro ácidos biliares prin- considera que son de forma cilíndrica. Las micelas mixtas de ácidos
cipales que se encuentran en el ser humano. En común con la vita- biliares presentes en la bilis hepática también incorporan colesterol y
mina B, el colesterol, diversas hormonas esteroideas y los glucósidos fosfatidilcolina. (Adaptada de Barrett KE: Gastrointestinal Physiology. McGraw-Hill,
digitálicos, los ácidos biliares contienen el núcleo esteroideo (cap.
20). Los dos principales ácidos biliares (primarios), los cuales se for- 2006.)
man en el hígado, corresponden al ácido cólico y el ácido quenodes-
oxicólico. En el colon, las bacterias convierten ácido cólico en ácido concentración micelar crítica, todas las sales biliares añadidas a
desoxicólico, y el ácido quenodesoxicólico, en ácido litocólico. Ade- una solución forman micelas. Noventa a noventa y cinco por ciento
más, se forman pequeñas cantidades de ácido ursodesoxicólico a de las sales biliares se absorbe en el intestino delgado.
partir del ácido quenodesoxicólico. El ácido ursodesoxicólico es un
tautómero de ácido quenodesoxicólico en la posición 7. Dada su for- Los ácidos biliares, una vez desconjugados, se absorben por
mación por acción bacteriana, los ácidos desoxicólico, litocólico y medio de difusión no iónica, pero muchos son absorbidos en sus
ursodesoxicólico se denominan ácidos biliares secundarios. formas conjugadas, en el íleon terminal (fig. 25-16) por un sistema
de cotransporte extraordinariamente eficiente de sodio-sales biliares
Las sales biliares realizan varias acciones importantes: reducen (ABST, bile salt cotransport system), cuya actividad es impulsada de
la tensión superficial y, junto con los fosfolípidos y los monoglicéri- modo secundario por la baja concentración de sodio intracelular
dos, intervienen en la emulsificación de los líquidos como prepara- establecida por la ATPasa de sodio y potasio basolateral.
ción para su digestión y absorción en el intestino delgado (cap. 26).
Son anfipáticas, es decir, tienen dominios hidrófilos e hidrófobos; El cinco a 10% restante de las sales biliares entra en el colon y es
una superficie de la molécula es hidrófila por cuanto el enlace peptí- convertido en sales de ácido desoxicólico y ácido litocólico. El litoco-
dico polar y los grupos carboxilo e hidroxilo se encuentran en otra lato es relativamente insoluble y se excreta principalmente en las
superficie; en tanto, la otra superficie es hidrófoba. Como conse- heces; sólo 1% se absorbe. Sin embargo, el desoxicolato sí se absorbe.
cuencia, las sales biliares tienden a formar discos cilíndricos deno-
minados micelas (fig. 25-15). Las porciones hidrófilas de las sales Las sales biliares absorbidas son transportadas de nuevo al híga-
biliares están dirigidas hacia fuera y, las partes hidrófobas, hacia do en la vena porta y vuelven a excretarse en la bilis (circulación
dentro. Por encima de una determinada concentración, denominada enterohepática) (fig. 25-16). Aquellas que se eliminan en las heces,
son restituidas por la síntesis hepática; la tasa normal de síntesis de
OH COOH sales biliares es de 0.2 a 0.4 g/día. El fondo común total de sales bilia-
CH3 res de aproximadamente 3.5 g se recicla de manera repetida a través
de la circulación enterohepática; se ha calculado que todo el fondo
12 común se recicla dos veces por comida y de seis a ocho veces por día.
CH3
3 7
HO OH
Ácido cólico
Grupo en la
posición Porcentaje en
3 7 12 la bilis humana
Ácido cólico OH OH OH 50
OH H 30
Ácido quenodesoxicólico OH 15
H OH
Ácido desoxicólico OH H H 5
Ácido litocólico OH
FIGURA 2514 Ácidos biliares humanos. Los números en la
fórmula del ácido cólico designan las posiciones del anillo esteroideo.
466 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
Síntesis hepática CUADRO 254 Recambio diario de agua (ml)
Esfínter de Oddi
en el tubo digestivo
Derrame Vesícula Intestino delgado Ingerida 1 500 2 000
desde biliar Secreciones endógenas 2 500 7 000
Glándulas salivales
el hígado Captación Estómago 500 9 000
hacia ileal Bilis 1 500 8 800
activa Páncreas +1 000
la circulación Intestino 7 000 200
general
Ingresos totales
Retorno Colon
al hígado Descarga hacia el colon
Captación pasiva Reabsorbida
de ácidos biliares Yeyuno
desconjugados Íleon
Colon
del colon
Balance en las heces
Pérdida en las heces (= síntesis hepática) 5 500
2 000
FIGURA 2516 Aspectos cuantitativos de la circulación de los +1 300
8 800
ácidos biliares. La mayor parte del fondo común de ácidos biliares
circula entre el intestino delgado y el hígado. Una minoría de dicho Datos de Moore EW: Physiology of Intestinal Water and Electrolyte Absorption.
fondo se encuentra en la circulación general (debido a la captación American Gastroenterological Society, 1976.
hepatocítica incompleta desde la sangre portal) o se libera hacia el colon
y se pierde en las heces. La pérdida fecal debe ser equivalente a la
síntesis hepática de ácidos biliares en estado de equilibrio. (Adaptada de
Barrett KE: Gastrointestinal Physiology. McGraw-Hill, 2006.)
TRANSPORTE INTESTINAL de cloruro-bicarbonato en la membrana apical, en un llamado meca-
DE LÍQUIDOS Y ELECTRÓLITOS nismo electroneutral (fig. 25-17). Luego le sigue el agua para mante-
ner un equilibrio osmótico. Es más, en el colon, se expresa un
El intestino en sí proporciona un ambiente líquido en el cual pueden mecanismo electrógeno adicional para la absorción de sodio, sobre
ocurrir los procesos de digestión y absorción. Luego, cuando se ha todo en el colon distal. En este mecanismo, el sodio entra por la
acumulado la comida, el líquido utilizado durante la digestión y la membrana apical a través de un conducto epitelial de sodio (ENaC)
absorción es requerido de nuevo por el transporte a través del epite- que es idéntico al expresado en el túbulo distal del riñón (fig. 25-18).
lio con el propósito de evitar la deshidratación. El agua se desplaza Esto apuntala la propiedad del colon para deshidratar las heces y
de manera pasiva hacia dentro y hacia fuera de la luz gastrointesti- asegura que el organismo pierda sólo una pequeña porción de la car-
nal, impulsada por gradientes electroquímicos establecidos por el ga de líquido que se utiliza diariamente para la digestión y la absor-
transporte activo de iones y otros solutos. En el periodo subsiguiente ción de las comidas. Luego de una dieta baja en sal, el incremento de
a una comida, gran parte de la recaptación de líquido es impulsada la expresión del conducto epitelial de sodio en respuesta a la aldoste-
por el transporte acoplado de nutrientes, como la glucosa, con iones rona, aumenta la habilidad para recuperar el sodio de las heces.
sodio. En el lapso entre los alimentos, los mecanismos de absorción
se centran de modo exclusivo en torno a los electrólitos. En los dos 2K+ 3Na+
casos, los flujos de líquido secretado en gran parte son impulsados
por el transporte activo de iones de cloruro hacia la luz, aunque en H+ NHE-3? Na+ Na+,K+
general todavía predomina la absorción. NHE-2?
En el cuadro 25-4 se resume el equilibrio global de agua en el -ATPasa
tubo digestivo. Cada día se presenta a los intestinos alrededor de
2 000 ml de líquido ingerido más 7 000 ml de secreciones de la HCO3– CLD Cl– KCC1 K+
mucosa del tubo digestivo y de las glándulas que desembocan en el ? Cl–
mismo. Noventa y nueve por ciento de este líquido se reabsorbe y
hay una pérdida diaria de éste de sólo 200 ml en las heces. FIGURA 2517 Absorción electroneutral de cloruro de sodio
En el intestino delgado, el transporte activo secundario de sodio (NaCl) en el intestino delgado y el colon. El cloruro de sodio ingresa a
es importante para lograr la absorción de glucosa, algunos amino- través de la membrana apical por medio de la actividad acoplada de un
ácidos y otras sustancias, como los ácidos biliares (véase antes). Por intercambiador de sodio-hidrógeno (NHE) y uno de cloruro-bicarbonato
lo contrario, la presencia de glucosa en la luz intestinal facilita la (CLD). Un supuesto cotransportador del potasio/cloruro (KCC1) en la
reabsorción de sodio. En el periodo interdigestivo, cuando no exis- membrana basolateral se encarga de la salida de cloruro, en tanto el
ten nutrientes en la luz intestinal, se absorben sodio y cloruro de sodio es “sacado” por la Na, K-ATPasa.
manera conjunta desde la luz, mediante la actividad acoplada de un
intercambiador de sodio-hidrógeno (NHE) y de un intercambiador
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 467
ENaC RECUADRO CLÍNICO 25-2
Na+ K+ Cólera
2K+
El cólera es una enfermedad diarreica secretora grave que a
3Na+ menudo se presenta en epidemias vinculadas con desastres
Na+,K+ - naturales en los cuales se violan los procedimientos de higiene
ATPasa normales. Al igual que otras enfermedades diarreicas secreto-
ras originadas por bacterias y virus, el cólera produce una mor-
Cl– bimortalidad importante, sobre todo en los jóvenes y en los
países en vías de desarrollo. La concentración de cAMP en las
FIGURA 2518 Absorción electrógena de sodio en el colon. El células del epitelio intestinal aumenta en el cólera. El bacilo del
cólera se mantiene en la luz intestinal, pero genera una toxina
sodio entra en la célula epitelial a través de los conductos epiteliales que se une a los receptores de gangliósido GM-1 en la mem-
para el sodio (ENaC), y existe la vía de la Na, K-ATPasa. brana apical de las células del epitelio intestinal; esto permite
que parte de la subunidad A (péptido A1) de la toxina ingrese a
Pese al predominio de los mecanismos de absorción, la secre- la célula. El péptido A1 fija difosfato de adenosina de ribosa a la
ción ocurre de manera constante en todo el intestino delgado y el subunidad α de GS, con lo cual inhibe su actividad de GTPasa
colon para ajustar la fluidez local de contenido intestinal según sea (cap. 2). Por tanto, la proteína G activada de manera inespecífi-
necesario para la mezcla, la difusión y el desplazamiento del alimen- ca produce la estimulación prolongada de la adenilil ciclasa y
to y sus residuos, a todo lo largo del tubo digestivo. El cloruro nor- un notable aumento en la concentración intracelular de cAMP.
malmente entra en los enterocitos desde el líquido intersticial a Además del incremento de la secreción de cloruros, la función
través de cotransportadores de Na+-K+-2Cl– presentes en sus mem- del transportador intercambiador de sodio-hidrógeno de la
branas basolaterales (fig. 25-19) y el cloruro es secretado luego hacia mucosa para iones sodio está reducida, disminuyendo con ello
la luz intestinal a través de los conductos regulados por diversas pro- la absorción de cloruro de sodio. El incremento resultante en
teínas cinasas. El conducto del regulador de la conductancia trans- los electrólitos y el agua del contenido intestinal produce la
membrana de la fibrosis quística (CFTR), el cual está alterado en la diarrea. Sin embargo, no son afectadas la bomba de Na, K+-
fibrosis quística, es más importante desde el punto de vista cuantita- ATPasa ni el cotransportador de Na+/glucosa, de manera que la
tivo y es activado por la proteína cinasa A y, por tanto, por el cAMP reabsorción acoplada de glucosa de iones sodio no se altera a
(Recuadro clínico 25-2). causa del defecto.
El agua se desplaza hacia dentro o hacia fuera del intestino hasta AVANCES TERAPÉUTICOS
que la presión osmótica del contenido intestinal iguala la del plasma.
La osmolalidad del contenido duodenal puede ser hipertónica o Las medidas contra el cólera son más bien de sostén,
hipotónica, lo cual depende de la comida ingerida, pero para el tiem- porque al final la infección desaparecerá, aunque en oca-
siones se usan antibióticos. La estrategia terapéutica
Na+ 2CI– más importante es la reposición de grandes volúmenes
de líquidos, junto con electrólitos, perdidos por las
CFTR K+ NKCC1 heces, para evitar la deshidratación. El volumen de heces
diario puede ser incluso de 20 litros. Cuando se dispone
Cl– Na+ de abastos estériles, es posible reponer por vía endove-
2K+ nosa y cómoda líquidos y electrólitos. Sin embargo, a
3Na+ menudo es imposible en casos de una epidemia. En vez
de ello, con la actividad persistente de un cotransporta-
Na+, K+ - dor de sodio/glucosa se cuenta con una base fisiológica
ATPasa para la reposición de sodio y agua perdidos, y para ello
habrá que administrar por vía oral soluciones que con-
K+ tengan cloruro de sodio y glucosa. También son útiles en
el tratamiento de la diarrea, cereales que contienen car-
FIGURA 2519 Secreción de cloruro en el intestino delgado y el bohidratos a los que se agrega sal de mesa. La solución
de rehidratación oral, una mezcla preempacada de azú-
colon. La captación de cloruro ocurre a través del cotransportador de car y sal de mesa que se disolverá en agua, es un reme-
sodio/potasio/2 cloruros (NKCC1). La salida de cloruro es a través del dio sencillo que ha aminorado en forma impresionante
regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR) la mortalidad en las epidemias de cólera y otros cuadros
y también tal vez mediante otros conductos de cloruro, los cuales no se diarreicos en países en desarrollo.
muestran.
468 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
po en que el alimento ingresa al yeyuno, su osmolalidad es parecida HORMONAS PARACRINAS
a la del plasma. Esta osmolalidad se conserva en el resto del intestino
delgado; las partículas osmóticamente activas producidas por la Los polipéptidos biológicamente activos secretados por las células
digestión son retiradas mediante absorción y el agua es desplazada nerviosas y glandulares en la mucosa funcionan de una manera para-
pasivamente fuera del intestino a través del gradiente osmótico gene- crina, pero también entran en la circulación. La valoración de sus
rado de esta manera. En el colon, el ion sodio es bombeado fuera y el concentraciones sanguíneas después de una comida ha esclarecido
agua se desplaza de manera pasiva con el mismo, de nuevo mediante las funciones que desempeñan estas hormonas gastrointestinales en
el gradiente osmótico. Los catárticos salinos, como el sulfato de la regulación de la secreción y en la motilidad del sistema digestivo.
magnesio, son sales que se absorben de modo deficiente y retienen su
equivalente osmótico de agua en el intestino, lo cual eleva el volumen Cuando se proporcionan altas dosis de hormonas, sus acciones
intestinal y, como consecuencia, con un efecto laxante. se superponen. Sin embargo, sus efectos fisiológicos al parecer son
relativamente distintivos. Con base en la similitud estructural y, en
Parte del ion potasio es secretado hacia la luz intestinal, sobre cierto grado, en la semejanza de la función, las hormonas clave se
todo como un componente del moco. Los conductos del ion potasio clasifican en una de dos familias: la familia de la gastrina, cuyos prin-
se hallan en la membrana del lumen y también en la basolateral de cipales miembros son la gastrina y la colecistocinina; y la familia de
los enterocitos y el colon; de esta manera, se secreta potasio hacia el la secretina, cuyos principales miembros son secretina, glucagon,
colon. Además, este ion se desplaza pasivamente a través de su gra- péptido intestinal vasoactivo (VIP, de hecho un neurotransmisor, o
diente electroquímico. La acumulación de ion potasio en el colon es compuesto neurocrino) y el polipéptido inhibidor gástrico (GIP,
neutralizada parcialmente por la bomba H+, K+-ATPasa que opera también conocido como péptido insulinotrópico dependiente de
en la membrana luminal de las células del colon distal, con el consi- glucosa). También hay otras hormonas que no se clasifican fácilmen-
guiente transporte activo de iones potasio hacia las células. No obs- te en estas familias.
tante, la pérdida de líquidos ileales y colónicos en la diarrea crónica
puede causar hipopotasemia grave. Cuando el aporte alimentario de CÉLULAS ENTEROENDOCRINAS
potasio es elevado por un periodo prolongado, aumenta la secreción
de aldosterona y una mayor cantidad de este elemento entra a la luz Se han identificado más de 15 tipos de células enteroendocrinas
colónica. Esto se debe en parte a la aparición de más bombas de Na, secretoras de hormonas en la mucosa del estómago, el intestino del-
K+-ATPasa en las membranas basolaterales de las células, con el gado y el colon. Muchas de éstas secretan sólo una hormona y se
aumento del potasio intracelular y la difusión de éste a través de las identifican con letras (células G, células S, y otras). Algunas más sin-
membranas luminales de las células. tetizan serotonina o histamina y se denominan células semejantes a
las células enterocromafines (ECL), respectivamente.
REGULACIÓN
DEL TUBO DIGESTIVO GASTRINA
Las diversas funciones del tubo digestivo, que comprenden secre- La gastrina es elaborada por las células G en la porción antral de la
ción, digestión y absorción (cap. 26) y motilidad (cap. 27) deben ser mucosa gástrica (fig. 25-20). Dichas células tienen forma de matraz,
controladas de una manera integrada para asegurar una asimilación con una base amplia, la cual contiene muchos gránulos de gastrina,
exigente de los nutrientes después de una comida. Se conocen tres y un vértice estrecho que llega a la superficie mucosa. Las microve-
modalidades principales para la regulación del sistema digestivo; llosidades se proyectan desde el extremo apical hasta la luz. Los
éstas operan de una manera complementaria y aseguran la función receptores que median las respuestas de gastrina a los cambios en el
apropiada. En primer lugar, la regulación endocrina es mediada por contenido gástrico están presentes en las microvellosidades. Otras
la liberación de hormonas originada por factores desencadenantes células del tubo digestivo secretoras de hormonas tienen caracterís-
relacionados con la comida. Estas hormonas son transportadas a tra- ticas morfológicas similares. La precursora de la gastrina, la prepro-
vés de la circulación sanguínea y modifican la actividad de un seg- gastrina, es segmentada en fragmentos de diversos tamaños.
mento distante del tubo digestivo, un órgano que drena hacia el
mismo (p. ej., el páncreas), o ambos. En primer lugar, algunos Tres fragmentos principales contienen residuos de 34, 17 y 14
mediadores similares no son tan estables que persistan en la circula- aminoácidos. Todos poseen la misma configuración carboxilo-termi-
ción sanguínea, pero en cambio modifican la función de las células nal (cuadro 25-5). A estas formas también se les conoce como gastri-
en la zona local donde son liberados, de una manera paracrina. Por nas G 34, G 17 y G 14, respectivamente. Otra modalidad es el
último, el sistema intestinal está dotado de extensas conexiones neu- tetrapéptido carboxilo-terminal y también hay una forma de gran
rales. Éstas comprenden las conexiones con el sistema nervioso cen- tamaño que se extiende en el amino terminal y contiene más de 45
tral (inervación extrínseca), pero también la actividad de un residuos de aminoácidos. Una forma de modificación es la sulfación
sistema nervioso entérico en gran parte autónomo que comprende de la tirosina que es el sexto residuo de aminoácido del carboxilo-ter-
las neuronas tanto sensoriales como secretoras-motrices. El sistema minal. En sangre y tejidos, se hallan cantidades más o menos iguales
nervioso entérico integra los impulsos centrales que van al intestino, de formas no sulfatadas y sulfatadas, y éstas son igualmente activas.
pero también puede regular de manera independiente la función
intestinal en respuesta a cambios en el medio luminal. En algunos Otro derivado es la amidación de la fenilalanina, en el carboxilo
casos, la misma sustancia puede mediar el control por vías endocri- terminal, que posiblemente mejora la estabilidad de péptidos en el
nas, paracrinas y neurocrinas (p. ej., véase adelante colecistocinina). plasma al tornarlos resistentes a las carboxipeptidasas.
Existen algunas diferencias en la actividad de los diversos com-
ponentes y las proporciones de éstos también difieren en los varia-
dos tejidos en los cuales se encuentra la gastrina. Esto indica que
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 469
Gastrina CCK Secretina GIP Motilina
Fondo
Antro
Duodeno
Yeyuno
Íleon
Colon
FIGURA 2520 Lugares de producción de cinco hormonas gastrointestinales en todo el tubo digestivo. La amplitud de las barras refleja la
abundancia relativa en cada lugar. CCK, colecistocinina; GIP, péptido inhibidor gástrico.
distintas formas se ajustan a diferentes acciones. Sin embargo, lo El ácido que se encuentra en el antro inhibe la secreción de gas-
único posible de concluir por el momento es que la G 17 es la prin- trina, en parte por un efecto directo sobre las células G y en parte por
cipal modalidad en lo referente a la secreción de ácido gástrico. El la liberación de somatostatina, un inhibidor relativamente potente
tetrapéptido carboxilo-terminal tiene todas las actividades de la gas- de la secreción de gastrina. El efecto del ácido es la base de un circui-
trina, pero sólo 10% de la fuerza de la G 17. to de retroalimentación negativa, el cual regula la secreción de gas-
trina. El aumento de la secreción de la hormona incrementa la
La G 14 y la G 17 tienen vidas medias de 2 a 3 min en la circula- secreción de ácido, pero después este último, mediante un mecanis-
ción, en tanto la G 34 muestra una vida media de 15 min. Las gastri- mo de retroalimentación, impide una mayor secreción de gastrina.
nas son inactivadas principalmente en el riñón y el intestino delgado. En trastornos como la anemia perniciosa, en la cual están lesionadas
las células gástricas secretoras de ácido, ocurre un aumento crónico
A dosis altas, la gastrina lleva a cabo varias actividades, pero sus de la secreción de gastrina.
principales acciones fisiológicas son la estimulación de la secreción
de ácido gástrico y de pepsina, así como la estimulación del creci- COLECISTOCININA
miento de la mucosa del estómago, el intestino delgado y el colon
(acción trófica). La secreción de gastrina es afectada por el conteni- La colecistocinina (CCK) es secretada por las células I de la mucosa
do gástrico, la intensidad de descarga de los nervios vagos y los fac- de la porción alta del intestino delgado. Lleva a cabo muchas accio-
tores presentes en la circulación sanguínea (cuadro 25-6). La nes en el tubo digestivo, pero la más importante al parecer es la esti-
atropina no inhibe la respuesta de la gastrina a una comida de prue- mulación de la secreción de enzimas pancreáticas, la contracción de
ba en seres humanos, por cuanto el transmisor secretado por las la vesícula biliar (actividad por la cual recibe su nombre) y la relaja-
fibras vagales posganglionares que inervan a las células G es el pép- ción del esfínter de Oddi, que permite el flujo de bilis y jugo pancreá-
tido liberador de gastrina (véase adelante) más que la acetilcolina. La tico hacia la luz intestinal.
secreción de gastrina también aumenta por la presencia de los pro-
ductos de la digestión de las proteínas en el estómago, sobre todo los Al igual que la gastrina, la colecistocinina muestra tanto macro-
aminoácidos, los cuales tienen una acción directa sobre las células G. heterogeneidad como microheterogeneidad. La preprocolecistocini-
La fenilalanina y el triptófano son muy eficaces. La gastrina actúa a na es procesada en muchos fragmentos. Una colecistocinina de gran
través de un receptor (CCK-B), que está relacionado con el receptor tamaño contiene 58 residuos de aminoácido (CCK 58). Además, hay
primario (CCK-A) para la colecistocinina (véase adelante); ello péptidos de colecistocinina con 39 residuos de aminoácido (CCK 39)
posiblemente traduce la semejanza estructural de las dos hormonas y con 33 residuos de aminoácido (CCK 33), varias formas con 12
y puede originar algunas acciones “de traslape” si aparecen cantida- (CCK 12) o un poco más residuos de aminoácidos y una modalidad
des excesivas de una u otra hormona (por ejemplo como en el caso que posee ocho residuos de aminoácido (CCK 8). Todas estas formas
de un tumor secretor de gastrina, o un gastrinoma).
CUADRO 255 Estructuras de algunos de los polipéptidos hormonalmente activos secretados
por la célula en el sistema digestivo humanoa
Familia de las gastrinas Familia de la secretina GIP Otros polipéptidos
CCK 39 Gastrina 34 Glucagon Secretina VIP Motilina Sustancia P GRP Guanilina
Tyr (pyro)Glu Tyr His His His Phe Arg Val Pro
Ile Leu Ala Ser Ser Ser Val Pro Pro Asn
Gln Gly Glu Gln Asp Asp Pro Lys Leu Thr
Gln Pro Gly Gly Gly Ala Ile Pro Pro Cys
Ala Thr Thr Thr Val Phe Gln Ala Glu
Arg Phe Phe Phe Phe Thr Gln Gly Ile
→Lys Ile Thr Thr Thr Tyr Phe Gly Cys
Ala Ser Ser Ser Asp Gly Phe Gly Ala
Pro Asp Asp Glu Asn Glu Gly Thr Tyr
Ser Gln Tyr Tyr Leu Tyr Leu Leu Val Ala
Gly Gly Ser Ser Ser Thr Ala
Arg Pro Ile Lys Arg Arg Gln Met-NH2 Leu Cys
Met Pro Ala Tyr Leu Leu Thr
Ser His Met Leu Arg Arg Arg Thr Gly
Ile Leu Asp Asp Glu Lys Cys
Val Val Lys Ser Gly Gln Met Lys
Gln Met
Glu Tyr
Lys Pro
Lys Ala Ile Arg Ala Met Glu Arg
Gly
Asn Asp His Arg Arg Ala Arg
Leu Pro Gln Ala Leu Val Asn Asn
Gln Ser Gln Gln Gln Lys Lys His
Asn Lys Asp Asp Arg Lys Gly Trp
Leu Lys Phe Phe Leu Tyr Gln Ala
→ Val Val Leu Leu Val
Asp Gln
Pro Gly Asn Gln Gln Asn Gly
Pro His
Ser → Trp Trp Gly Ser Leu
Trp Met-NH2
His Leu Leu Leu Leu Ile
Glu
→Arg Glu Leu Met Val-NH2 Leu
Ile Glu
Glu Ala Asn Asn-NH2
Ser Glu
Ala Glu Thr
Asp Tys
Gly Lys
→Arg →
Asp Trp Gly
Tys Lys
Met Lys
Gly Asn
→
Asp
Trp
Trp
Met Met Lys
Asp Asp His
Phe-NH2 Phe-NH2 Asn
Ile
Thr
Gln
a Los residuos de aminoácidos homólogos están encerrados por las líneas que generalmente cruzan de un polipéptido a otro. Las flechas indican los puntos de desdoblamiento
para formar variantes más pequeñas. Tys, sulfato de tirosina. Todas las gastrinas se encuentran en formas no sulfatadas (gastrina I) y sulfatada (gastrina II). La glicentina, un miembro
adicional de la familia de la secretina, es un compuesto relacionado con el glucagon que tiene una extensión de C-terminal. CCK, colecistocinina; GIP, péptido inhibidor gástrico; VIP,
péptido intestinal vasoactivo; Phe, fenilalanina; His, histidina; Ser, serina; Val, valina; Leu, leucina; Glu, glutamina; Asn, asparagina; Gln, glicina; Cys, cisteína; Ala, alanina; Thy, tirosina.
470
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 471
CUADRO 256 Estímulos que afectan la secreción sos que contienen más de 10 átomos de carbono en el duodeno. Asi-
mismo, hay dos factores proteínicos que activan la secreción de
de gastrina colecistocinina, conocidos como péptido liberador de colecistocini-
na y péptido monitor, los cuales se derivan de la mucosa intestinal y
Estímulos que aumentan la secreción de gastrina el páncreas, respectivamente. Puesto que los jugos biliar y pancreáti-
co que entran en el duodeno en respuesta a la colecistocinina inten-
Luminales sifican la digestión de proteínas y lípidos, y los productos de esta
digestión estimulan de modo adicional la secreción de colecistocini-
Péptidos y aminoácidos na, opera una especie de retroalimentación positiva en el control de
Distensión la secreción de esta hormona. Sin embargo, la retroalimentación
positiva se termina cuando los productos de la digestión se despla-
Nerviosos zan a las porciones más bajas del tubo digestivo, y también porque el
péptido liberador de colecistocinina y el péptido monitor son desin-
Aumento de la descarga vagal a través del GRP tegrados por enzimas proteolíticas una vez que éstas ya no se utilizan
para la digestión de las proteínas alimentarias.
Presentes en sangre
SECRETINA
Calcio
Adrenalina La secretina ocupa una posición singular en la historia de la fisiología.
En 1902, Bayliss y Starling demostraron por primera vez que el efecto
Estímulos que inhiben la secreción de gastrina excitador de la estimulación duodenal sobre la secreción pancreática
se debía a un factor presente en la circulación sanguínea. Su investiga-
Luminales ción llevó a la identificación de la primera hormona, la secretina. Tam-
bién señalaron que muchas sustancias químicas podrían ser secretadas
Ácido por las células en el organismo y pasar a la circulación para afectar
Somatostatina órganos localizados a determinada distancia. Starling introdujo el tér-
mino hormona para clasificar estos “mensajeros químicos”. La endo-
Presentes en sangre crinología moderna es la prueba de lo acertado de esta hipótesis.
Secretina, GIP, VIP, glucagon, calcitonina La secretina es secretada por las células S, las cuales están situa-
das en la parte profunda de las glándulas de la mucosa de la porción
GRP, péptido liberador de gastrina; GIP, péptido inhibidor gástrico; VIP, péptido intestinal superior del intestino delgado. La estructura de la secretina (cuadro
vasoactivo. 25-5) es diferente a la de la colecistocinina y de la gastrina, pero muy
similar a las del glucagon, la glicentina y el péptido inhibidor gástri-
tienen los mismos cinco aminoácidos en el carboxilo-terminal que la co (no mostrado). Sólo se ha aislado una forma de secretina y los
gastrina (cuadro 25-5). El tetrapéptido carboxilo-terminal (CCK 4) fragmentos de la molécula puestos a prueba hasta el momento son
también existe en los tejidos. El carboxilo-terminal es amidado y la inactivos. Su vida media es de unos 5 min, pero es poco lo que se
tirosina, la cual es el séptimo residuo de aminoácido del carboxilo- sabe sobre su metabolismo.
terminal, es sulfatada. A diferencia de la gastrina, no se ha encontrado
la forma no sulfatada de la colecistocinina en los tejidos. Sin embargo, La secretina aumenta la secreción de bicarbonato por las células
tal vez se presente la modificación de otros residuos de aminoácidos de los conductos del páncreas y los conductos biliares. Por consi-
en la colecistocinina. La vida media de esta última en la circulación es guiente, genera un líquido pancreático acuoso y alcalino. Su acción
de unos 5 min, pero se sabe poco sobre su metabolismo. sobre las células del conducto pancreático es mediada a través del
cAMP. También aumenta la acción de la colecistocinina para produ-
Además de su secreción por las células I en el intestino alto, la cir la secreción pancreática de enzimas digestivas; disminuye la
colecistocinina se encuentra en nervios, íleon distal y colon. Tam- secreción de ácido gástrico y puede causar la contracción del esfínter
bién se halla en las neuronas cerebrales, sobre todo la corteza cere- pilórico.
bral, así como en los nervios de muchas partes del organismo (cap.
7). En el cerebro, tal vez intervenga en la regulación de la ingestión La secreción de secretina se incrementa por los productos de la
de alimento y al parecer se relaciona con la aparición de ansiedad y digestión de las proteínas y gracias al ácido que baña la mucosa de la
analgesia. parte alta del intestino delgado. La liberación de secretina por ácido
es otro ejemplo del control por retroalimentación: la secretina hace
Además de las acciones primarias, la colecistocinina aumenta la que el jugo pancreático alcalino fluya hacia el duodeno, con neutra-
actividad de la secretina al producir secreción de un jugo pancreáti- lización del ácido del estómago e inhibición de la secreción adicional
co alcalino. También inhibe el vaciamiento gástrico, ejerce un efecto de la hormona.
trófico sobre el páncreas, incrementa la síntesis de enterocinasa y
puede aumentar la motilidad del intestino delgado y el colon. Hay PÉPTIDO INHIBIDOR GÁSTRICO
algunas pruebas indicativas de que, junto con la secretina, eleva la
contracción del esfínter pilórico, lo cual evita el reflujo del contenido Éste contiene 42 residuos de aminoácido y es elaborado por las célu-
duodenal hacia el estómago. Se han identificado dos receptores de las K en la mucosa del duodeno y el yeyuno. Su secreción es estimu-
colecistocinina. Los receptores de CCK-A están ubicados principal- lada por la glucosa y los lípidos presentes en el duodeno, y puesto
mente en la periferia, en tanto los receptores de CCK-A y CCK-B
(gastrina) se encuentran en el cerebro. Los dos activan la fosfolipasa
C, causando mayor producción de trifosfato de inositol (IP3) y dia-
cilglicerol (DAG) (cap. 2).
La secreción de colecistocinina aumenta por el contacto de la
mucosa intestinal con los productos de la digestión, sobre todo los
péptidos y los aminoácidos, así como por la presencia de ácidos gra-
472 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
que en dosis altas impide la secreción y la motilidad del estómago, se Alimento en el estómago
denomina péptido inhibidor gástrico. Sin embargo, hoy en día, en Secreción de gastrina
apariencia no posee una actividad inhibidora gástrica importante
cuando se utiliza en cantidades pequeñas equiparables a las observa- Mayor secreción Mayor
das después de una comida. En tanto, se observó que el péptido inhi- de ácido motilidad
bidor gástrico estimula la secreción de insulina. La gastrina, la
colecistocinina, la secretina y el glucagon muestran este efecto, pero Alimento y ácido ¿Péptido YY?
dicho péptido es el único de éstos que estimula la secreción de insu- en el duodeno
lina cuando se proporcionan a dosis generadoras de concentraciones
sanguíneas equiparables a las producidas por la glucosa oral. Por este Secreción Secreción
motivo, a menudo se le denomina polipéptido insulinotrópico de CCK de GIP
dependiente de glucosa. El GLP-1 (7-36) derivado del glucagon
(cap. 24) también estimula la secreción de insulina y se considera y secretina GLP-1 (7-26)
más potente, en este sentido, comparado con el péptido inhibidor
gástrico. Por tanto, es posible que también sea una hormona estimu- Secreción Secreción
ladora de células B del tubo digestivo. pancreática y biliar de insulina
En la figura 25-21 se resume la acción integrada de gastrina, Digestión intestinal
colecistocinina, secretina y péptido inhibidor gástrico en la facilita- del alimento
ción de la digestión y la utilización de los nutrientes absorbidos.
FIGURA 2521 Acción integrada de las hormonas
PÉPTIDO INTESTINAL
VASOACTIVO gastrointestinales en la regulación de la digestión y la utilización de
nutrientes absorbidos. Las flechas de guiones indican inhibición. No
Éste contiene 28 residuos de aminoácido (cuadro 25-5). Se encuen- se ha establecido la identidad exacta del factor o los factores
tra en nervios del tubo digestivo y, por tanto, en sí no constituye una hormonales del intestino que impiden la secreción de ácido gástrico y la
hormona, pese a sus similitudes con la secretina. El péptido intesti- motilidad, pero puede ser el péptido YY. CCK, colecistocinina;
nal vasoactivo se encuentra en la sangre, en la cual tiene una vida GIP, péptido inhibidor gástrico; GLP, polipéptido glucagonoide.
media de unos 2 min. En el intestino, estimula de modo notable la
secreción intestinal de electrólitos y, por tanto, de agua. Otras de sus do inhibidor gástrico, secretina y motilina. Su secreción es estimula-
acciones comprenden la relajación del músculo liso intestinal, da por el ácido presente en el lumen y probablemente funciona de
incluidos los esfínteres; la dilatación de los vasos sanguíneos perifé- una manera paracrina al mediar la inhibición de la secreción de gas-
ricos, y la inhibición de la secreción de ácido gástrico. También se trina generada por ácido. También inhibe la secreción exocrina pan-
encuentra en cerebro y en muchos nervios autonómicos (cap. 7), creática; la liberación de ácido gástrico y la motilidad; la contracción
donde suele hallarse en las mismas neuronas que la acetilcolina. de la vesícula biliar, así como la absorción de glucosa, aminoácidos y
Potencia la acción de esta última en las glándulas salivales. Sin triglicéridos.
embargo, el péptido intestinal vasoactivo y la acetilcolina no coexis-
ten en neuronas que inervan otras partes del tubo digestivo. Se han OTROS PÉPTIDOS
descrito los tumores secretores de péptido intestinal vasoactivo GASTROINTESTINALES
(VIPomas) en los pacientes con diarrea grave.
Péptido YY
MOTILINA
En el capítulo 24 se describe la estructura del péptido YY. Éste impi-
La motilina es un polipéptido de 22 residuos de aminoácidos que es de la secreción de ácido gástrico y la motilidad y quizá sea el péptido
liberado por las células enterocromafines y las células Mo en el estó- inhibidor gástrico (fig. 25-21). Su liberación por el yeyuno es esti-
mago, el intestino delgado y el colon. Actúa sobre los receptores aco- mulada por los lípidos.
plados a la proteína G en las neuronas entéricas del duodeno y el
colon y su inyección produce contracciones del músculo liso de estó- Otros
mago e intestinos en el lapso entre comidas (véase cap. 27).
La grelina es secretada principalmente por el estómago y al parecer
SOMATOSTATINA desempeña una función importante en el control central de la inges-
tión de alimento (véase cap. 26). También estimula la secreción de
Ésta, la hormona inhibidora de la hormona del crecimiento que ori- hormona del crecimiento por su acción directa sobre los receptores
ginalmente se aisló en el hipotálamo, es secretada como una sustan- en la hipófisis (cap. 18).
cia paracrina por las células D de los islotes pancreáticos (cap. 24)
y por las células D similares en la mucosa del tubo digestivo. Se
encuentra en los tejidos de dos formas, como somatostatina 14 y
como somatostatina 28, y las dos son secretadas. La somatostatina
inhibe la secreción de gastrina, péptido intestinal vasoactivo, pépti-
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 473
La sustancia P (cuadro 25-5) se encuentra en las células endo- convirtiéndose en hormonas. No es de sorprender que la mayoría de
crinas y nerviosas del tubo digestivo y puede entrar en la circulación ellos también se encuentren en el cerebro.
sanguínea. Aumenta la motilidad del intestino delgado. El neuro-
transmisor péptido liberador de gastrina contiene 27 residuos de INERVACIÓN EXTRÍNSECA
aminoácido y los 10 residuos de aminoácido en su carboxilo-termi-
nal son casi idénticos a los de la bombesina de anfibio. Se presenta El intestino recibe una inervación extrínseca doble del sistema nervio-
en las terminaciones del nervio vago que terminan en las células G y so autónomo con acción colinérgica parasimpática, la cual por lo
es el neurotransmisor generador de los incrementos de la secreción general aumenta la actividad del músculo liso intestinal y reduce la
de gastrina mediados por el vago. El glucagon proveniente del tubo actividad noradrenérgica simpática a la vez que produce la contrac-
digestivo puede intervenir (por lo menos en parte) en la hipergluce- ción de los esfínteres. Las fibras parasimpáticas preganglionares cons-
mia observada después de una pancreatectomía. tan de unas 2 000 eferentes vagales y otras eferentes en los nervios
sacros. Casi siempre terminan en células nerviosas colinérgicas de los
La guanilina es un polipéptido digestivo que se une a la guanilil plexos mientérico y submucoso. Las fibras simpáticas son posganglio-
ciclasa. Está constituido por 15 residuos de aminoácidos (cuadro nares, pero muchas de ellas concluyen su trayecto en neuronas coli-
25-5) y es secretado por las células de la mucosa intestinal. La esti- nérgicas posganglionares, donde la noradrenalina que secretan inhibe
mulación de dicha ciclasa aumenta la concentración de 3′,5′-mono- la secreción de ACh al activar los receptores presinápticos α2. En apa-
fosfato de guanosina cíclico (cGMP) intracelular y éste, a su vez, riencia, otras fibras simpáticas terminan directamente en las células de
produce mayor secreción de cloruros hacia la luz intestinal. La gua- músculo liso intestinal. El capítulo 5 describe las propiedades eléctri-
nilina al parecer posee acción paracrina predominante y es elabora- cas del músculo liso intestinal. Se conocen otras fibras que inervan los
da en las células que se encuentran desde el píloro hasta el recto. En vasos sanguíneos, con producción de vasoconstricción. Al parecer los
un ejemplo interesante de mimetismo molecular, la enterotoxina vasos sanguíneos intestinales están provistos de una inervación doble:
termoestable de algunas cepas de E. coli productoras de diarrea, tie- tienen una inervación noradrenérgica extrínseca y otra intrínseca de
ne una estructura muy similar a la guanilina y activa los receptores las fibras del sistema nervioso entérico.
de guanilina en el intestino. Tales receptores también se hallan en
riñones, hígado y sistema reproductor de la mujer; la guanilina quizá El péptido intestinal vasoactivo y el óxido nítrico son algunos
posea un efecto endocrino en la regulación del desplazamiento de de los mediadores en la inervación intrínseca que al parecer, entre
líquido en estos tejidos y, sobre todo, para integrar las acciones del otras funciones, son los encargados del incremento del flujo sanguí-
intestino y los riñones. neo local (hiperemia) que acompaña a la digestión de alimentos. No
se ha dilucidado si los vasos sanguíneos poseen inervación colinér-
SISTEMA NERVIOSO gica adicional.
ENTÉRICO
SISTEMA INMUNITARIO
Dos redes principales de fibras nerviosas son intrínsecas al tubo GASTROINTESTINAL
digestivo: el plexo mioentérico (plexo de Auerbach), situado entre MUCOSO
la capa externa de músculo longitudinal y la media de músculo cir-
cular, y el plexo submucoso (plexo de Meissner), ubicado entre la El sistema inmunitario de la mucosa fue mencionado en el capítulo
capa circular media y la mucosa (fig. 25-1). En conjunto, estas neu- 3, pero lo señalaremos de nuevo en este apartado, porque la conti-
ronas constituyen el sistema nervioso entérico. El sistema contiene nuidad del interior del intestino con el entorno externo, hace que el
unas 100 millones de neuronas sensoriales, interneuronas y moto- sistema gastrointestinal constituya una puerta importante para la
neuronas en el ser humano, dado que muchas se encuentran en toda penetración de infecciones. De forma similar, el intestino se benefi-
la médula espinal, y el sistema probablemente se visualiza mejor cia de las interacciones en un conjunto complejo de bacterias comen-
como una parte desplazada del sistema nervioso central (SNC) que sales (no patógenas) que desempeñan funciones metabólicas
se ocupa de la regulación de la función digestiva. A veces aquél se beneficiosas y también incrementan la resistencia a los patógenos.
designa con el término “pequeño cerebro” por este motivo. Está Ante esta estimulación microbiana constante no cabe la sorpresa de
conectado con el sistema nervioso central mediante fibras parasim- que el intestino de los mamíferos haya terminado por ser un conjun-
páticas y simpáticas, pero puede funcionar de manera autónoma sin to especializado de mecanismos inmunitarios innatos y adaptativos
estas conexiones (véase adelante). El plexo mientérico inerva las para diferenciar elementos útiles, de los inútiles. Por tal razón, la
capas de músculo liso longitudinal y circular, y se ocupa principal- mucosa intestinal contiene más linfocitos que los que están en la cir-
mente del control motor, en tanto el plexo submucoso inerva el epi- culación sanguínea y también un gran número de células de infla-
telio glandular, las células endocrinas intestinales y los vasos mación que están situadas para defender inmediatamente a la muco-
sanguíneos de la submucosa e interviene principalmente en el con- sa en caso de transgresión de las defensas epiteliales. Es posible que
trol de la secreción intestinal. Los neurotransmisores en el sistema las células inmunitarias y sus productos también intervengan decisi-
son la acetilcolina, las aminas noradrenalina y serotonina, el ácido vamente en la función fisiológica del epitelio, las células endocrinas,
aminobutírico γ (GABA), la purina trifosfato de adenosina (ATP), nervios y músculos de fibra lisa, particularmente en tiempos de
los gases óxido nítrico (NO) y monóxido de carbono (CO) y muchos infección y si se perpetúan las respuestas inmunitarias apropiadas
diferentes péptidos y polipéptidos. Algunos de tales péptidos gene- como las enteropatías inflamatorias (véase el capítulo 3).
ran una acción paracrina y algunos ingresan al torrente circulatorio,
474 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
CIRCULACIÓN RESUMEN DEL CAPÍTULO
GASTROINTESTINAL
ESPLÁCNICA ■ El sistema digestivo se desarrolló como una vía de acceso para
permitir la absorción controlada de nutrientes en los organismos
Un comentario final y general que debe hacerse sobre el sistema multicelulares. Tiene una continuidad funcional con el medio
digestivo, tiene que ver con las características circulatorias singula- externo.
res de éste.
■ Las secreciones digestivas sirven para modificar clínicamente los
El flujo sanguíneo a estómago, intestinos, páncreas e hígado componentes de las comidas (en particular, las macromoléculas)
está dispuesto en una serie de circuitos paralelos y toda la sangre de de manera que sus componentes puedan absorberse a través del
los intestinos y el páncreas drena a través de la vena porta hacia el epitelio. Los elementos constitutivos de los alimentos están sujetos
hígado (fig. 25-22). a la acción sucesiva de la saliva, el jugo gástrico, el jugo
pancreático y la bilis, los cuales contienen enzimas, iones, agua y
La sangre de intestinos, páncreas y bazo drena a través de la otros compuestos especializados.
vena porta hepática hacia el hígado y desde este órgano, mediante
las venas hepáticas, hasta la vena cava inferior. Vísceras e hígado ■ El intestino y los órganos que drenan hacia éste generan unos 8 L
reciben alrededor de 30% del gasto cardiaco a través del tronco celia- de líquido al día, que se añaden al agua consumida con los
co y las arterias mesentéricas superior e inferior. El órgano hepático alimentos y las bebidas. La mayor parte de este líquido se
recibe alrededor de 1 300 ml/min de la vena porta y 500 ml/min de reabsorbe, dejando sólo alrededor de 200 ml que se pierden en las
la arteria hepática durante el ayuno, en tanto el riego portal aumenta heces. La secreción y la absorción de líquido dependen del
todavía más después de las comidas. transporte epitelial activo de iones o nutrientes o ambos.
Corazón Vena Venas hepáticas ■ Las funciones del sistema digestivo son reguladas de manera
cava 1 300 ml/min integrada por mecanismos endocrinos, paracrinos y neurocrinos.
500 ml/min Las hormonas y los factores paracrinos son liberados por células
Arteria Hígado enteroendocrinas en respuesta a señales que coinciden con la
hepática* ingestión de las comidas.
Bazo
700 ml/min ■ El sistema nervioso entérico transmite la información desde el
. Tronco celiaco sistema nervioso central hasta el tubo digestivo, pero también a
menudo puede activar las respuestas programadas de la secreción
Estómago Vena porta y la motilidad de una manera autónoma.
Aorta 700 ml/min Páncreas ■ El intestino alberga un extenso sistema inmunitario de la mucosa
que regula respuestas a microbiotas complejos que normalmente
Arteria mesen- Intestino viven en su interior, y que también defiende al organismo de la
térica superior delgado invasión de patógenos.
400 ml/min
Colon ■ El intestino tiene una circulación singular, por lo cual la mayor
parte de su flujo venoso de salida no regresa directamente al
Arteria corazón, sino más bien es dirigido al principio al hígado a través
mesentérica inferior de la vena porta.
Resto PREGUNTAS DE OPCIÓN MÚLTIPLE
del
Para todas las preguntas seleccione la mejor respuesta, a menos que se
cuerpo especifique otra indicación.
* Las ramas de la arteria hepática también riegan al estómago,
el páncreas y el intestino delgado 1. El agua se absorbe en yeyuno, íleon y colon y se excreta en las
heces. Señale en orden descendente la cantidad de agua absorbida
FIGURA 2522 Esquema de la circulación esplácnica en estado o excretada en los siguientes elementos.
de ayuno. Obsérvese que incluso durante este último, el hígado recibe A) Colon, yeyuno, íleon, heces.
la mayor parte de su riego a través de la vena porta. B) Heces, colon, íleon, yeyuno.
C) Yeyuno, íleon, colon, heces.
D) Colon, íleon, yeyuno, heces.
E) Heces, yeyuno, íleon, colon.
2. Después de un desastre natural en Haití, surgió un brote de cólera
en personas desplazadas que vivían en tiendas de campamentos.
Los sujetos afectados presentaron graves síntomas diarreicos:
¿por cuál de los siguientes cambios del transporte intestinal
aparecieron?
A) Aumentan el cotransporte de sodio-potasio en el intestino
delgado.
B) Incrementan la secreción de potasio en el colon.
C) Inhiben la absorción de potasio en las criptas de Lieberkühn.
D) Aumentan la absorción de sodio en el intestino delgado.
E) Incrementan la secreción de cloruro hacia la luz intestinal.
CAPÍTULO 25 Generalidades de la función y regulación del tubo digestivo 475
3. Un varón de 50 años acudió a su médico y le señaló que tenía Hofmann AF: Bile acids: The good, the bad, and the ugly. News Physiol
dolor epigástrico intenso, pirosis frecuentes y pérdida identificada Sci 1999;14:24.
de 9.5 kg en un lapso de 6 meses. Según él, no tuvo alivio alguno
con productos que se adquirían sin receta como antihistamínicos Hunt RH, Tytgat GN (editors): Helicobacter pylori: Basic Mechanisms to
contra el receptor H2. Fue referido a un gastroenterólogo y en la Clinical Cure. Kluwer Academic, 2000.
endoscopia gastroduodenal se identificaron erosiones y úlceras en
la porción proximal del duodeno y una mayor producción de Itoh Z: Motilin and clinical application. Peptides 1997;18:593.
ácido gástrico con el sujeto en ayunas. El paciente muy Johnston DE, Kaplan MM: Pathogenesis and treatment of gallstones. N
probablemente tiene un tumor que secreta: ¿cuáles de las
hormonas siguientes? Engl J Med 1993;328:412.
Kunzelmann K, Mall M: Electrolyte transport in the mammalian colon:
A) Secretina.
B) Somatostatina. Mechanisms and implications for disease. Physiol Rev 2002;82:245.
C) Motilina. Lamberts SWJ, et al: Octreotide. N Engl J Med 1996;334:246.
D) Gastrina. Lewis JH (editor): A Pharmacological Approach to Gastrointestinal
E) Colecistocinina.
Disorders. Williams & Wilkins, 1994.
4. ¿Cuál de los siguientes tiene el pH más alto? Meier PJ, Stieger B: Molecular mechanisms of bile formation. News
A) Jugo gástrico. Physiol Sci 2000;15:89.
B) Contenido de la luz colónica. Montecucco C, Rappuoli R: Living dangerously: How Helicobacter
C) Jugo pancreático.
D) Saliva. pylori survives in the human stomach. Nat Rev Mol Cell Biol
E) Contenido de las glándulas intestinales. 2001;2:457.
Nakazato M: Guanylin family: New intestinal peptides regulating
5. Una mujer de 60 años es sometida a pancreatectomía total, por la electrolyte and water homeostasis. J Gastroenterol 2001;
presencia de una neoplasia. De los resultados siguiente: ¿cuál no se 36:219.
esperaría después de que se recuperara de la operación? Rabon EC, Reuben MA: The mechanism and structure of the gastric
H+, K+–ATPase. Annu Rev Physiol 1990;52:321.
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B) Hiperglucemia. endocrine cells. Annu Rev Physiol 1997;59:234.
C) Acidosis metabólica. Sellin JH: SCFAs: The enigma of weak electrolyte transport in the
D) Incremento de peso. colon. News Physiol Sci 1999;14:58.
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gastrointestinal microbiota: A review. J Nutr 2004;134:46
Digestión, absorción CAPÍTULO
y principios nutricionales
26
OBJETIVOS ■ Comprender de qué manera los nutrientes llegan al organismo y los procesos
químicos necesarios para convertirlos en compuestos apropiados para su
Después de revisar este absorción.
capítulo, el lector será
capaz de: ■ Enumerar los principales carbohidratos alimentarios y definir los procesos que
tienen lugar en la luz y en el borde en cepillo del intestino para producir
monosacáridos absorbibles lo mismo que los mecanismos de transporte que
permiten la absorción de estas moléculas hidrófilas.
■ Comprender el proceso de asimilación de las proteínas y los aspectos en los cuales
es equiparable, y converge, con el de los carbohidratos.
■ Definir los procesos graduales de la ingestión y la absorción de los lípidos, la
función de los ácidos biliares para solubilizar los productos de la lipólisis y las
consecuencias de la absorción deficiente de las grasas.
■ Identificar la fuente y las funciones de los ácidos grasos de cadena corta en el colon.
■ Delimitar los mecanismos de la absorción de las vitaminas y los minerales.
■ Comprender los principios básicos del metabolismo energético y la nutrición.
INTRODUCCIÓN gástricas atacan a las proteínas y a las grasas; las enzimas de la
porción exocrina del páncreas atacan a los carbohidratos, proteínas,
El sistema digestivo es la vía de entrada a través de la cual las lípidos, DNA y RNA. Otras enzimas que completan el proceso
sustancias nutritivas, las vitaminas, los minerales y los líquidos digestivo se encuentran en las membranas luminales y en el
entran en el organismo. Las proteínas, las grasas y los carbohidratos citoplasma de las células que revisten el intestino delgado. La acción
complejos son degradados hasta generar unidades absorbibles de las enzimas es facilitada por el ácido clorhídrico que secreta el
(digeridos) principalmente (aunque no de manera exclusiva) en el estómago y por la bilis que secreta el hígado.
yeyunoíleon. Los productos de la digestión y las vitaminas, los
minerales y el agua cruzan la mucosa y entran en la linfa o en la La mayor parte de las sustancias pasan desde la luz intestinal
sangre (absorción). Los procesos de digestión y absorción son el hasta los enterocitos y luego salen de ellos hacia el líquido intersti-
tema de este capítulo. cial. Los procesos que se ocupan del desplazamiento a través de la
membrana de la célula luminal suelen ser muy diferentes de los que
La digestión de las principales partículas alimenticias es un intervienen en el movimiento a través de las membranas de las
proceso ordenado que implica la acción de un gran número de células basales y laterales hacia el líquido intersticial.
enzimas digestivas. Las enzimas de las glándulas salivales atacan a
los carbohidratos (y los lípidos en algunas especies); las enzimas
477
478 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN: 1:6α y los enlaces terminales 1:4α. En consecuencia, los productos
CARBOHIDRATOS terminales de la digestión de la amilasa α son los oligosacáridos: el
disacárido maltosa; el trisacárido maltotriosa, y las dextrinas lími-
DIGESTIÓN te α, polímeros de glucosa que contienen un promedio de ocho
moléculas de glucosa con enlaces 1:6α (fig. 26-1).
Los principales carbohidratos de la alimentación son polisacáridos,
disacáridos y monosacáridos. Los almidones (polímeros de glucosa) Los oligosacáridos que intervienen en la digestión adicional de
y sus derivados son los únicos polisacáridos que son digeridos en derivados de almidón están situados en el borde en cepillo de las
cierta medida en el tubo digestivo humano. La amilopectina que de células epiteliales del intestino delgado (fig. 26-1). Algunas de estas
forma característica constituye, en promedio 75% de los almidones enzimas tienen más de un sustrato. La isomaltasa interviene princi-
de la alimentación, es una molécula ramificada, en tanto que la ami- palmente en la hidrólisis de los enlaces 1:6α. Junto con la maltasa y
losa es una cadena recta que tiene sólo enlaces 1:4α (fig. 26-1). Tam- la sacarasa, también desdobla maltotriosa y maltosa. La sacarasa y la
bién se ingieren, junto con los monosacáridos fructosa y glucosa los isomaltasa al principio son sintetizadas como una sola cadena de
disacáridos lactosa (azúcar de leche) y sacarosa (azúcar de mesa). glucoproteína que es insertada en la membrana del borde en cepillo,
la cual después es hidrolizada por las proteasas pancreáticas en
En la boca los almidones son atacados por la amilasa α de la subunidades de sacarasa e isomaltasa.
saliva. El pH óptimo para que actúe dicha enzima es 6.7; sin embar-
go, permanece parcialmente activa incluso una vez que pasa al estó- La sacarasa hidroliza la sacarosa en una molécula de glucosa y
mago, a pesar de ser ácido el jugo estomacal, porque el sitio activo una de fructosa. Además, la lactasa hidroliza la lactosa hasta formar
está protegido en cierto grado, en presencia del sustrato. En el intes- glucosa y galactosa.
tino delgado, tanto la amilasa α salival como la pancreática también
actúan sobre los polisacáridos ingeridos. La amilasa α salival y la La deficiencia de una o más de las oligosacaridasas del borde en
pancreática hidrolizan los enlaces 1:4α pero respetan los enlaces cepillo puede ser causa de diarrea, meteorismo y flatulencia tras la
ingestión de carbohidratos (Recuadro clínico 26-1). La diarrea se
debe a un aumento en el número de moléculas de oligosacárido
osmóticamente activas que permanecen en la luz intestinal, lo que
Glucosa 1 Maltosa
Enlace 1:4α Maltotriosa
Amilosa Glucoamilasa
Amilasa Sacarasa
Enlace 1:6α Amilopectina 2 Isomaltasa
Dextrina límite α
Maltosa Glucoamilasa
Maltotriosa
Oligómeros de glucosa +
Dextrina límite α Isomaltasa
+
Glucoamilasa
Sacarasa
Isomaltasa
FIGURA 261 Izquierda: estructura de la amilosa y la amilopectina, del borde en cepillo que intervienen en la digestión sucesiva de los
productos de la digestión luminal de los almidones (1, oligómeros
que son polímeros de glucosa (señalada con círculos). Estas moléculas lineales; 2, dextrinas de límite alfa).
son parcialmente digeridas por la enzima amilasa, generando los
productos que se muestran en la base de la figura. Derecha: hidrolasas
CAPÍTULO 26 Digestión, absorción y principios nutricionales 479
RECUADRO CLÍNICO 26-1
Intolerancia a la lactosa diarrea por los osmoles no absorbidos que son digeridos ulterior-
mente por las bacterias colónicas.
En la mayoría de los mamíferos y en muchas razas humanas, la
actividad de la lactasa intestinal es considerable al nacer, luego AVANCES TERAPÉUTICOS
declina a bajos niveles durante la infancia y la edad adulta. Las
bajas concentraciones de lactasa se relacionan con intolerancia a El tratamiento más sencillo de la intolerancia a la lactosa es
la leche (intolerancia a la lactosa). La mayoría de los europeos y eliminar los productos lácteos en la alimentación, aunque
sus descendientes estadounidenses retienen suficiente actividad a veces es una medida difícil de cumplir (o indeseable si la
de la lactasa intestinal en la vida adulta. La frecuencia de la defi- persona gusta de los helados de crema). Los síntomas dis-
ciencia de lactasa en Europa del norte y occidental es de sólo 15%, minuyen con la administración de preparados comerciales
aproximadamente. Sin embargo, la frecuencia en sujetos de raza de lactasa, aunque es una medida cara. El yogur es mejor
negra, indios americanos, asiáticos y poblaciones mediterráneas tolerado que la leche en el caso de personas intolerantes,
es de 70 a 100%. Cuando estas personas ingieren productos lác- porque contiene su propia lactasa bacteriana.
teos, no pueden digerir la lactosa de manera suficiente de modo
que se producen síntomas como meteorismo, dolor, flatulencia y
hace que aumente el volumen del contenido intestinal. En el colon, ABSORCIÓN
las bacterias desdoblan algunos de los oligosacáridos, incrementan- Las hexosas son absorbidas rápidamente a través de la pared del
intestino delgado (cuadro 26-1). Prácticamente todas las hexosas
do más el número de partículas osmóticamente activas. El meteoris- son eliminadas antes de que los residuos de una comida lleguen a la
porción terminal del íleon. Las moléculas de carbohidratos pasan
mo y la flatulencia se deben a la producción de gas (CO2 y H2) por
los residuos de disacáridos en la porción distal del intestino delgado
y en el colon.
CUADRO 261 Transporte normal de sustancias por el intestino y ubicación de la absorción o secreción máximaa
Intestino delgado
Absorción de: Altob Medio Bajo Colon
Carbohidratos (glucosa, galactosa, etc.) ++ +++ ++ 0
Aminoácidos ++ ++ ++ 0
Vitaminas hidrosolubles y liposolubles con excepción de la vitamina B12 +++ ++ 0 0
Betaína, dimetilglicina y sarcosina + ++ ++ ?
Anticuerpos en recién nacidos + ++ +++ ?
Pirimidinas (timidina y uracilo) + +? ?
Absorción de ácidos grasos de cadena larga y conversión en triglicéridos +++ ++ + 0
Ácidos biliares + + +++
Vitamina B12 0 + +++ 0
Na+ +++
K+ +++ ++ +++ Sec
Ca2+ ?
Fe2+ + ++ ?
Cl− +
+++ ++ +
+++ + +
+++ ++ +
SO42− ++ + 0 ?
a La cantidad de absorción se expresa en grados de + a +++. Sec, secretado cuando el K+ luminal está bajo.
b El intestino delgado alto se refiere principalmente al yeyuno, aunque el duodeno es similar en la mayoría de los casos estudiados (con la notable excepción de que el
duodeno secreta HCO3− y muestra escasa absorción neta o secreción de NaCl).
480 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo Sacarosa
1 Na+ GLUT5
SGLT-1
Sacarasa
Isomaltasa Citosol
Membrana del
borde en cepillo Lactosa
Glucosa Na+
Fructosa
SGLT-1
2
Lactasa
Citosol
Glucosa
Galactosa
FIGURA 262 Digestión en el borde en cepillo y asimilación de los disacáridos sacarosa (esquema 1) y lactosa (esquema 2). La captación
de glucosa y galactosa es impulsada en forma secundaria por la baja concentración de sodio intracelular, establecida por la ATPasa de sodio y potasio
en la zona basolateral de la membrana (no se muestra en el esquema). SGLT-1, cotransportador-1 de sodio-glucosa.
desde las células de la mucosa hasta la sangre de los capilares para favor de su gradiente de concentración. La glucosa se mueve con el
verterse luego en la vena porta. Na+ y es liberada en la célula (fig. 26-2). El Na+ se transporta hacia
los espacios intercelulares laterales y la glucosa es transportada por
El transporte de glucosa y de galactosa depende del sodio en la GLUT2 hacia el intersticio y desde ahí hasta los capilares. Por consi-
luz intestinal; la concentración alta de sodio en la superficie mucosa guiente, el transporte de glucosa constituye un ejemplo de transpor-
de las células facilita la penetración de azúcar en las células epitelia- te activo secundario (cap. 2), la energía para el transporte de glucosa
les, en tanto que la concentración pequeña inhibe dicho fenómeno. se obtiene de manera indirecta, por el transporte activo del Na+ fue-
Esto se debe a que la glucosa y el Na+ comparten el mismo cotrans- ra de la célula. Esto mantiene el gradiente de concentración a través
portador o transportador paralelo (simporte), el transportador de del borde luminal de la célula, de manera que entra una mayor can-
glucosa dependiente de sodio (SGLT, cotransportador de Na+ y tidad de Na+ y en consecuencia más glucosa. Cuando existen defec-
glucosa) (fig. 26-2). Los miembros de esta familia de transportado- tos congénitos en el cotransportador de Na+/glucosa, la absorción
res, SGLT1 y SGLT2, son parecidos a los transportadores de glucosa deficiente de glucosa/galactosa produce diarrea grave que a menu-
que intervienen en la difusión facilitada (cap. 24) porque cruzan la do es mortal si estos carbohidratos no se eliminan pronto de la dieta.
membrana celular 12 veces y tienen sus grupos terminales –COOH La glucosa junto con sus polímeros también se pueden usar para
y –NH2 en la superficie citoplásmica de la membrana. Sin embargo, retener Na+ en las enfermedades diarreicas, como se revisa en el
no existe ninguna homología con la serie de transportadores del capítulo 25.
transportador de glucosa (GLUT). El sistema SGLT1 interviene en la
absorción de la glucosa alimentaria en el intestino. El transportador También cuando conviene, SGLT-1 transporta galactosa, pero
relacionado, SGLT2 interviene en el transporte de glucosa fuera de la fructosa utiliza un mecanismo diferente. Su absorción es indepen-
los túbulos renales (cap. 37). diente del Na+ o del transporte de glucosa y galactosa; es transporta-
da más bien mediante difusión facilitada desde la luz intestinal hasta
Dado que la concentración intracelular de Na+ es baja en las los enterocitos por el GLUT5 y fuera de los enterocitos hacia el
células intestinales igual que en otras células, el Na+ se desplaza a
CAPÍTULO 26 Digestión, absorción y principios nutricionales 481
intersticio por el GLUT2. Parte de la fructosa es convertida en gluco- II también se encuentra en la región pilórica. La secreción máxima
sa en las células de la mucosa. de ácido se correlaciona con las concentraciones de pepsinógeno I.
La insulina tiene escaso efecto sobre el transporte intestinal de Las pepsinas hidrolizan los enlaces presentes entre los amino-
los carbohidratos. En este sentido, la absorción intestinal se parece a ácidos aromáticos como la fenilalanina o la tirosina y un segundo
la reabsorción de glucosa en los túbulos contorneados proximales de aminoácido, de manera que los productos de la digestión péptica
los riñones (cap. 37). En ninguno de los dos procesos es necesaria la son polipéptidos de muy diversos tamaños. Puesto que las pepsinas
fosforilación y los dos básicamente son normales en los diabéticos tienen un pH óptimo de 1.6 a 3.2, su acción se termina cuando el
pero son deprimidos por el fármaco florizina. La tasa máxima contenido gástrico se mezcla con el jugo pancreático alcalino pre-
de absorción de la glucosa en el intestino es de aproximadamente sente en el duodeno y el yeyuno. El pH del contenido intestinal en el
120 g/h. bulbo duodenal es de 3.0 a 4.0, aunque aumenta de manera rápida;
en el resto del duodeno se acerca a 6.5.
PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS
En el intestino delgado, los polipéptidos formados por la diges-
DIGESTIÓN DE LAS PROTEÍNAS tión gástrica se digieren más por las poderosas enzimas proteolíticas
del páncreas y la mucosa intestinal. La tripsina, las quimotripsinas y
La digestión de las proteínas comienza en el estómago, donde las la elastasa actúan sobre los enlaces peptídicos interiores de las molé-
pepsinas fraccionan algunos de los enlaces peptídicos. Al igual que culas peptídicas y se denominan endopeptidasas. La formación de
muchas de las demás enzimas que se ocupan de la digestión, las pep- las endopeptidasas activas a partir de sus precursores inactivos sólo
sinas se secretan como precursores inactivos (proenzimas) y se acti- ocurre cuando han llegado a su sitio de acción, a consecuencia de la
van en el tubo digestivo. Los precursores de la pepsina se denominan acción de la hidrolasa del borde en cepillo, la enterocinasa (fig.
pepsinógenos y son activados por el ácido gástrico. La mucosa gás- 26-3). Las potentes enzimas desdobladoras de proteína presentes en
trica humana contiene diversos pepsinógenos relacionados, que el jugo pancreático son secretadas como proenzimas inactivas. El
pueden dividirse en dos grupos inmunohistoquímicamente diferen- tripsinógeno es convertido en la enzima activa tripsina por la ente-
tes, pepsinógeno I y pepsinógeno II. El pepsinógeno I se encuentra rocinasa cuando el jugo pancreático entra en el duodeno. La entero-
sólo en las regiones secretoras de ácido, en tanto que el pepsinógeno cinasa contiene 41% de polisacárido y este elevado contenido de
polisacárido al parecer evita que se digiera a sí misma antes de ejer-
cer su efecto. La tripsina convierte los quimotripsinógenos en qui-
Jugo pancreático
Enterocinasa
Tripsina Tripsinógeno
Tripsina
Tripsinógeno
Quimotripsinógeno Quimotripsina
Proelastasa Elastasa
Procarboxipeptidasa A
Procarboxipeptidasa B Carboxipepti-
dasa A
Carboxi-
peptidasa B
Luz intestinal Epitelio
FIGURA 263 Mecanismo para evitar la activación de las tripsinógeno establece contacto con la enterocinasa expresada en la
superficie apical de los enterocitos. En tal sitio el tripsinógeno es
proteasas pancreáticas hasta que llegan a la luz duodenal. El jugo desdoblado a tripsina la cual a su vez activa más moléculas de tripsina y
pancreático contiene enzimas proteolíticas, en sus formas inactivas también las enzimas proteolíticas restantes.
precursoras. Cuando dicho jugo llega al interior del duodeno, el
482 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
Quimotripsina Ser Carboxipeptidasa A
Elastasa
Péptido con AA
neutral en el
extremo C-terminal
Péptidos Arg
grandes Ser
Tripsina Péptidos cortos
AA neutrales
y básicos libres
Carboxipeptidasa B
Arg
Péptido con
AA básico
en el extremo C
terminal
FIGURA 264 Digestión luminal de los péptidos por las endopeptidasas y las exopeptidasas pancreáticas. Se muestran en cuadros los
aminoácidos individuales.
motripsinas y otras proenzimas en enzimas activas (fig. 26-3). La bordes basolaterales al menos por cinco sistemas de transporte. Des-
tripsina también puede activar al tripsinógeno, por tanto, una vez de allí, entran a la sangre portal hepática.
que se forma algo de tripsina, ocurre una reacción en cadena autoca-
talítica. La absorción de aminoácidos es rápida en el duodeno y el yeyu-
no. En sujetos sanos se absorben en poca cantidad en el íleon, dado
La deficiencia de enterocinasa se presenta como una anomalía que la mayor parte de los aminoácidos libres se asimilaron mucho
congénita y desencadena una desnutrición proteínica. antes de llegar a esa zona. Alrededor de 50% de la proteína digerida
proviene de los alimentos que se ingieren, 25% de las proteínas pre-
Las carboxipeptidasas del páncreas son exopeptidasas que sentes en los jugos digestivos y 25% de las células de la mucosa des-
hidrolizan los aminoácidos en los extremos carboxilo de los polipép- camadas.
tidos (fig. 26-4). Algunos aminoácidos libres son liberados en la luz
intestinal, pero otros se liberan en la superficie celular por las amino- Solamente 2 a 5% de la proteína presente en el intestino delgado
peptidasas, las carboxipeptidasas, las endopeptidasas y las dipepti- escapa de la digestión y de la absorción. Parte de ésta es digerida
dasas presentes en el borde en cepillo de las células de la mucosa. tarde o temprano por la acción de las bacterias del colon. Casi toda
Algunos dipéptidos y tripéptidos son transportados activamente la proteína que se encuentra en las heces no es de origen alimentario,
hacia las células intestinales y son hidrolizados por las peptidasas más bien se deriva de bacterias y de residuos celulares. Hay datos
intracelulares de manera que los aminoácidos entran en la circula-
ción sanguínea. En consecuencia, la digestión final para formar ami- Na+ 3Na+
noácidos ocurre en tres lugares: la luz intestinal, el borde en cepillo y
el citoplasma de las células de la mucosa. NHE 2K+
H+
ABSORCIÓN Transportadores
Digestión basolaterales
Por lo menos siete sistemas de transporte diferente llevan aminoáci- H+ citosólica de
dos hacia los enterocitos. Cinco de estos sistemas necesitan Na+ y aminoácidos
aminoácidos de cotransporte así como Na+ de una manera similar al PepT1
cotransporte de Na+ y glucosa (fig. 26-3). Dos de estos cinco siste-
mas también necesitan Cl−. En los dos sistemas el transporte es inde- Dipéptidos,
pendiente del Na+. tripéptidos
Los dipéptidos y los tripéptidos son transportados hacia los FIGURA 265 Procesamiento de los péptidos cortos en las células
enterocitos por un sistema conocido como PepT1 (o transportador
del péptido 1) que depende de H+ en vez de Na+ (fig. 26-5). Hay muy epiteliales del intestino. Los péptidos son absorbidos junto con el
poca absorción de péptidos más grandes. En los enterocitos, los ami- protón suministrado por un intercambiador apical de sodio/hidrógeno
noácidos liberados de los péptidos por la hidrólisis intracelular más (NHE) por el transportador de péptido 1 (PepT1). Los péptidos
los aminoácidos que se absorben de la luz intestinal y del borde en absorbidos son digeridos por las proteasas citosólicas y los aminoácidos
cepillo son transportados fuera de los enterocitos a lo largo de sus que sobrepasan las necesidades de la célula epitelial son transportados
hacia la circulación sanguínea por una serie de proteínas basolaterales
de transporte.
CAPÍTULO 26 Digestión, absorción y principios nutricionales 483
indicativos de que las actividades de las peptidasas del borde en cepi- LÍPIDOS
llo y del citoplasma de las células de la mucosa aumentan cuando se
reseca parte del íleo y que se alteran de manera independiente DIGESTIÓN DE LAS GRASAS
durante el ayuno. Por consiguiente, estas enzimas al parecer son
objeto de una regulación homeostática. En el ser humano, un defec- En algunas especies, la lipasa lingual es secretada por las glándulas
to congénito del mecanismo que transporta los aminoácidos neutra- de Ebner en la cara dorsal de la lengua; el estómago también secreta
les en el intestino y los túbulos renales produce la enfermedad de lipasa (cuadro 26-1). La digestión de lípidos tiene escasa importan-
Hartnup. Un defecto congénito del transporte de los aminoácidos cia cuantitativa, salvo en el marco de la insuficiencia pancreática,
básicos produce cistinuria. Sin embargo, la mayoría de los pacientes pero pueden generar ácidos grasos libres los cuales envían señales a
no experimenta deficiencias nutricionales de estos aminoácidos en muchas de las zonas distales del tubo digestivo (p. ej., origina la libe-
virtud de que el transporte de péptidos lo compensa. ración de colecistocinina; consúltese el capítulo 25).
En los lactantes, también se absorben cantidades moderadas de Por lo tanto, la mayor parte de la digestión de las grasas comien-
proteínas no digeridas. Los anticuerpos proteínicos presentes en el za en el duodeno y la lipasa pancreática es una de las enzimas más
calostro materno en su mayor parte son inmunoglobulinas secreto- importantes que interviene en este proceso. Dicha enzima hidroliza
ras (IgA), cuya producción aumenta en la mama en las etapas finales los enlaces 1 y 3 de los triglicéridos (triacilgliceroles) con relativa
del embarazo. Éstas cruzan el epitelio mamario mediante transcito- facilidad pero actúa sobre los enlaces 2 a una velocidad muy lenta, de
sis y entran en la circulación del lactante desde el intestino, confi- manera que los principales productos de su acción son los ácidos
riendo una inmunidad pasiva contra las infecciones. La absorción es grasos libres y los 2-monoglicéridos (2-monoacilgliceroles). Su
mediante endocitosis y exocitosis subsiguiente. acción es sobre las grasas que se han emulsificado (véase más adelan-
te). Su actividad es facilitada cuando una hélice anfipática que cubre
La absorción de las proteínas intactas disminuye netamente el sitio activo como una tapa se dobla hacia atrás. La colipasa es una
después del destete, pero los adultos aún absorben cantidades peque- proteína que tiene un peso molecular de aproximadamente 11 000,
ñas de ellas. Las proteínas extrañas que entran en la circulación pro- también es secretada en el jugo pancreático y cuando esta molécula
vocan la formación de anticuerpos y la reacción antígeno-anticuerpo se une al dominio terminal –COOH de la lipasa pancreática, se faci-
que ocurre durante la entrada subsiguiente de una mayor cantidad lita la abertura de la tapa. La colipasa es secretada en una proforma
de la misma proteína puede causar síntomas de alergia. Por consi- inactiva (cuadro 26-1) y es activada en la luz intestinal por la tripsi-
guiente, la absorción de proteínas desde el intestino puede explicar la na. La colipasa también es de importancia decisiva para que la lipasa
presentación de síntomas alérgicos después de consumir determina- actúe, porque permite que esta última permanezca dentro de gotitas
dos alimentos. Se considera que la frecuencia de alergia a los ali- de lípidos de alimentos incluso en presencia de ácidos biliares.
mentos en los niños es de hasta 8%. Algunos alimentos son más
alergénicos que otros. Los crustáceos, los moluscos y el pescado son Se ha identificado otra lipasa pancreática que es activada por los
los alergenos frecuentes y también son relativamente frecuentes las ácidos biliares y es la colesterol esterasa de 100 000 kDa que repre-
reacciones alérgicas a legumbres, leche de vaca y clara de huevo. Sin senta, en promedio 4% de la proteína total en el jugo pancreático. En
embargo, en la mayoría de las personas no ocurre alergia a alimen- los adultos, la lipasa pancreática es 10 a 60 veces más activa, pero a
tos, y hay datos de que la susceptibilidad posee un componente diferencia de esta última, la colesterol esterasa cataliza la hidrólisis
genético. de los ésteres de colesterol, los ésteres de vitaminas liposolubles y
fosfolípidos y también triglicéridos. En la leche humana se identifica
La absorción de antígenos proteínicos, sobre todo proteínas una enzima muy similar.
bacterianas y virales, ocurre en las células del micropliegue grandes
o células M, que son células especializadas del epitelio intestinal Las grasas son relativamente insolubles, lo cual limita su capaci-
superpuestas a agregados de tejido linfoide (placas de Peyer). Estas dad de cruzar la capa inmóvil y llegar a la superficie de las células
células transmiten los antígenos a las células linfoides y se activan los mucosas. Sin embargo, en el intestino delgado experimentan emul-
linfocitos. Los linfoblastos activados entran a la circulación, pero sificación en partículas finas por la acción detergente de los ácidos
después regresan a la mucosa intestinal y a otros epitelios donde biliares, la fosfatidilcolina y los monoglicéridos. Cuando es grande la
secretan IgA en respuesta a la exposición subsiguiente al mismo concentración de los ácidos biliares en el intestino, como ocurre des-
antígeno. Esta inmunidad secretora es un mecanismo de defensa pués de contracción de la vesícula biliar, los lípidos y las sales biliares
importante (cap. 3). interactúan de manera espontánea para formar micelas (fig. 26-6).
Estos cúmulos cilíndricos captan lípidos y a pesar de que es variable
ÁCIDOS NUCLEICOS la concentración de estos últimos, por lo común contienen ácidos
grasos, monoglicéridos y colesterol en sus centros hidrófobos. La
Los ácidos nucleicos son desdoblados a nucleótidos en el intestino formación micelar solubiliza más los lípidos y proporciona un meca-
por las nucleasas pancreáticas y los nucleótidos son desdoblados a nismo para su transporte hacia los enterocitos. Por consiguiente, las
nucleósidos y ácido fosfórico por enzimas que al parecer están loca- micelas se desplazan a través de su gradiente de concentración tras-
lizadas en las superficies luminales de las células de la mucosa. Los pasando la capa inerte hacia el borde en cepillo de las células de la
nucleósidos son desdoblados después en sus carbohidratos compo- mucosa. Los lípidos se difunden fuera de las micelas y se mantiene
nentes y bases purina y pirimidina. Las bases se absorben mediante una solución acuosa saturada de los lípidos en contacto con el borde
transporte activo. En fecha reciente fueron identificadas las familias en cepillo de las células de la mucosa (fig. 26-6).
con transportadores de nucleósidos equilibrativos (pasivos) y con-
centrativos (con actividad secundaria), y se expresan en la membra- Los lípidos se acumulan en las micelas y el colesterol está en el
na apical de los enterocitos. centro hidrófobo, y los fosfolípidos y monoglicéridos anfipáticos
están dispuestos de manera ordenada con sus cabezas hidrófilas
484 SECCIÓN IV Fisiología del tubo digestivo
SOLUCIÓN GLOBAL RE liso TG FA/MG Síntesis de
DEL CONTENIDO TG y fosfolípidos
INTESTINAL
Triglicéridos en AabussoeAerncnbcisóipaonrredcdseieóeBnnFScAdiae dFeABS RE rugoso Síntesis de
de los Golgi apolipoproteínas
CAPA
alimentos INMÓVIL Glucosilación
de apolipoproteína
Lipasa
pancreática Exocitosis
Mucosa Quilomicrones
FIGURA 266 Digestión de lípidos y paso a la mucosa FIGURA 267 Procesamiento intracelular de los productos de la
intestinal. Los ácidos grasos (FA) son liberados por acción de la lipasa digestión de los lípidos. Los ácidos grasos (FA) absorbidos y los
pancreática que está en los triglicéridos de alimentos y en presencia de monoglicéridos (MG) son reesterificados para formar triglicéridos (TG)
ácidos biliares (BS), forma micelas (estructuras circulares) que difunden a en el retículo endoplásmico liso. Las apoproteínas sintetizadas en el
través de la capa inmóvil de la superficie mucosa. En el esquema no se retículo endoplásmico rugoso son recubiertas alrededor de centros
muestra que la colipasa se une a los ácidos biliares en la superficie de la lipídicos, y los quilomicrones resultantes son secretados desde el polo
gotita de triglicéridos para fijar la lipasa a la superficie y permitir que basolateral de las células epiteliales mediante exocitosis.
ejerza así su actividad lipolítica. (Con autorización de Westergaard H. Diestchy JM:
pruebas indican que en tal proceso intervienen sustancias transpor-
Normal mechanisms of fat absorption and derangements induced by various tadoras. En el interior de las células, los lípidos son esterificados con
gastrointestinal diseases. Med Clin North Am 1974 Nov;58(16):1413-1427.) rapidez, manteniendo un gradiente de concentración favorable de la
luz intestinal hacia las células (fig. 26-7). También existen transpor-
hacia afuera y las colas hidrófobas hacia el centro. Las micelas tienen tadores que exportan determinados lípidos de regreso hacia la luz,
una función importante en cuanto a que conservan los lípidos en limitando así su disponibilidad cuando se administran por vía oral.
solución y los transportan hasta el borde en cepillo de las células del Este es el caso de los esteroles vegetales y también del colesterol.
epitelio intestinal, sitio en el cual son absorbidas.
El procesamiento de los ácidos grasos en los enterocitos depen-
ESTEATORREA de de su tamaño. Los ácidos grasos que contienen menos de 10 a 12
átomos de carbono son lo suficientemente hidrosolubles para pasar
Los animales sometidos a pancreatectomía y los pacientes con enfer- a través del enterocito sin modificarse y son transportados activa-
medades que destruyen la porción exocrina del páncreas tienen mente hacia la sangre de la vena porta. Circulan como ácidos grasos
deposiciones grasosas, voluminosas y de color paja (esteatorrea) a libres (no esterificados). Los ácidos grasos que contienen más de 10
consecuencia de las alteraciones de la digestión y la absorción de los a 12 átomos de carbono son demasiado insolubles para esto. Son
lípidos. La esteatorrea se debe principalmente a la deficiencia de lipa- reesterificados a triglicéridos en los enterocitos. Asimismo, parte del
sa. Sin embargo, el ácido inhibe a la lipasa y la falta de secreción alca- colesterol absorbido es esterificado. Los triglicéridos y también los
lina por el páncreas también contribuye al disminuir el pH del ésteres de colesterol son luego recubiertos con una capa de proteína,
contenido intestinal. En algunos casos, la hipersecreción de ácido colesterol y fosfolípido para formar quilomicrones. Salen de la célula
gástrico puede causar esteatorrea. Otra causa de ésta es la reabsorción y entran en los linfáticos en virtud de que son demasiado grandes
defectuosa de las sales biliares en la porción distal del íleon (cap. 29). para pasar a través de las uniones entre las células endoteliales de los
capilares (fig. 26-7).
Cuando se excluyó la bilis del intestino, incluso la mitad de las
grasas ingeridas aparecieron en las heces. También surge una malab- En las células de la mucosa, la mayor parte de los triglicéridos se
sorción intensa de vitaminas liposolubles. Cuando se impide la resor- forma por la activación de los 2-monoglicéridos absorbidos, princi-
ción de las sales biliares al extirpar el íleon terminal o por enfermedad palmente en el retículo endoplásmico liso. Sin embargo, parte del
en esta zona del intestino delgado, también aumenta la cantidad de triglicérido se forma a partir de glicerofosfato, el cual, a su vez, es un
grasas en las heces, porque cuando se interrumpe la circulación ente- producto del catabolismo de la glucosa. El glicerofosfato también es
rohepática el hígado no incrementa la rapidez de producción de sales convertido en glicerofosfolípidos que participan en la formación de
biliares en grado suficiente para compensar la pérdida. quilomicrones. La acilación de glicerofosfato y la formación de lipo-
proteínas ocurren en el retículo endoplásmico rugoso. Las fraccio-
ABSORCIÓN DE LÍPIDOS nes de carbohidratos se agregan a las proteínas en el aparato de
Golgi y los quilomicrones “acabados” son extruidos por exocitosis
Tradicionalmente se consideraba que los lípidos entraban en los desde la cara basolateral de la célula.
enterocitos mediante difusión pasiva, pero en la actualidad algunas
La mayor absorción de los ácidos grasos de cadena larga sucede
en las porciones superiores del intestino delgado, pero también se
absorben algunas cantidades apreciables en el íleon. Con un consu-
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