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Hola a todos. En esta ocasión, vamos a ver la fase colónica de la respuesta integrada ante una comida. Para ello, vamos a tratar de cumplir los siguientes objetivos:
Comprender la forma en que la función de motilidad del colon contribuye a activar la respuesta integrada a una comida.
Describir las capas musculares y las conexiones con el sistema nervioso entérico que posibilitan la motilidad intestinal.
Definir los patrones de motilidad que caracterizan a los movimientos del colon después de una comida y en ayuno, así como sus mecanismos de control.
Distinguir entre los patrones de mezcla y los que impulsan el contenido a lo largo del colon.
Describir los reflejos que coordinan la función de motilidad en esta zona.
Entender el proceso por el cual los residuos no digeribles de una comida se eliminan del cuerpo.
Comprender la fisiopatología de las enfermedades en las que se altera la motilidad intestinal.
Identificar la fuente y las funciones de los ácidos grasos de cadena corta en el colon.
A modo de recuerdo anatómico, el colon se diferencia del intestino delgado por ser justamente una estructura tubular mucho más gruesa y más corta. A su vez, mide entre 1,5 a 1,8 metros. Se divide en la porción del ciego, unos centímetros cercano a la válvula ileocecal, que es la que conecta entre el íleon y el colon; el colon ascendente, que se relaciona con el hígado; el colon transverso, que pasa hacia el otro lado, hacia el lado izquierdo, donde va a tener una relación con el vaso; el colon descendente, el colon sigmoideo, el recto y el conducto anal.
El recto y el ano constituyen estructuras que permiten la evacuación de la materia fecal. Consiste en un tubo básicamente entre 17 y 20 centímetros, donde los últimos 2,5 centímetros corresponden al conducto anal. En esta zona podemos encontrar distintas alteraciones. Por ejemplo, la rectorragia es un signo que se debe investigar siempre y suele ser bastante común en la consulta. En la mayoría de los casos, digamos que hay un problema simple, ya que puede ser, por ejemplo, por el esfuerzo que se hace al defecar, por ejemplo, y esto genera algunas fisuras con hemorragia. Ya en otros casos, podemos tener, por ejemplo, las hemorroides, que son las dilataciones de la vena del conducto anal y muchas veces, cuanto más grave, requiere cirugía. Y después tenemos la proctitis, que es una inflamación del recto, justamente debido a diversas causas, dentro de estas que pueden ser justamente por infección sobre la pared.
Respecto a la fase colónica, existen señales que regulan la función tanto de motricidad como de absorción. El colon, en general, sirve como un reservorio para el almacenamiento de desechos, materiales no digeribles antes de su eliminación mediante la defecación. El colon está regulado principalmente por vías nerviosas, por la aldosterona y por sustancias locales.
La motilidad del colon está influida por los reflejos locales que se generan con el llenado de la luz a través del contenido que pasa, no es cierto, a través del íleon terminal, la válvula ileocecal hacia el ciego y el colon ascendente. Esta distinción va a generar justamente una serie de reflejos que van a modular justamente los procesos contráctiles.
La inervación autónoma del colon incluye tanto al sistema nervioso simpático como parasimpático. El sistema nervioso simpático emite sus proyecciones hacia los ganglios paravertebrales y estos pasan hacia el ganglio celíaco, ganglio mesentérico superior y el mesentérico inferior. Las vías del ganglio celíaco y el mesentérico superior inervan principalmente el colon ascendente y el transverso, además del intestino delgado. El sistema nervioso parasimpático, principalmente proveniente del décimo par, inerva también por esta vía. Mientras que las neuronas posganglionares del ganglio mesentérico inferior inervan principalmente el colon descendente, el sigmoideo y gran parte de el sistema parasimpático viene de la zona sacra de la médula. Además de que llegan nervios somáticos hasta esta zona que van a detectar cambios sensitivos y, por lo tanto, se va a producir un arco reflejo sobre el músculo esquelético, principalmente relacionados con el músculo elevador del ano y el esfínter anal externo.
Con respecto a la motricidad del colon, podemos detectar dos movimientos bien diferenciados del intestino delgado, que son el peristaltismo. Pero acá, el peristaltismo tiene una función más de mezcla y de una propulsión mucho más lenta, mientras que aparece posteriormente los movimientos en masa, que son movimientos propulsivos a grandes distancias, sí, varios centímetros de un punto a otro.
En estos podemos encontrar la regulación por parte de péptido YY, que se sintetiza en células enteroendocrinas del íleon distal y del colon, principalmente acá en el colon ascendente y en la zona del ciego. Y por qué esto, porque estas células enteroendocrinas que secretan péptido YY van a detectar la presencia de lípidos, con lo cual supone que se están perdiendo o puede potencialmente perderse nutrientes de la dieta. Por lo tanto, lo que va a hacer el péptido YY es frenar el vaciamiento gástrico, disminuir la propulsión intestinal, tanto del intestino delgado como del intestino grueso, principalmente, y también disminuye la secreción de cloruro, con lo cual también disminuye la secreción de sodio y agua.
Acá podemos encontrar contracciones que se denominan contracciones de corta duración, que duran entre 6 y 10 segundos, que son los movimientos peristálticos, que tienen que ver, como dijimos, más con la mezcla que con la propulsión. Si la propulsión es mucho más lenta, justamente porque le tiene que dar tiempo a que el agua que pasó acá junto con el resto de los alimentos que ya no fueron digeridos ni absorbidos en el intestino delgado, entonces tiene que mezclarse con la materia fecal para producir ciertos elementos por parte de las bacterias. ¿Por qué? Porque las bacterias lo que hacen es degradar restos del alimento y generan sustancias que son necesarias justamente para los colonocitos.
Las células epiteliales del colon pueden haber contracciones de larga duración, por ejemplo, acá en la porción transversa, sí, donde podemos encontrar estos movimientos o las abstracciones, que son movimientos pendulares que también tienen la función de mezcla y una propulsión mucho más lenta. La propulsión de poder ocurre principalmente en las zonas distales del colon transverso y lo que hace es movilizar el contenido a través del colon descendente hacia el sigmoideo y el recto, que funciona como un reservorio para ser expulsado a la materia fecal.
Ciertos fenómenos fisiológicos, como por ejemplo, la ingesta de alimentos o al levantarse, pueden generar ciertos reflejos. Por ejemplo, al levantarse la persona, la acción de la gravedad hace que, por ejemplo, si había materia fecal en la zona del colon descendente, esta tienda a descender mucho más rápido, genera distensión y entonces puede generar el deseo de defecar. Sí, la ingesta de alimentos provoca el reflejo gastrocólico, que habíamos hablado ya previamente, y el gastroileal. Este reflejo gastrocólico y gastroileal, lo que hace, el gastroileal básicamente favorece la apertura de la válvula ileocecal para favorecer el vaciamiento del intestino hacia el colon. Y por otra parte, el gastrocólico lo que hace es, cuando se ingiere alimento y se distiende el estómago, se producen movimientos en el colon a través de los nervios vagos, justamente por la regulación larga por los reflejos largos, para que la materia fecal se mueva hacia el recto.
El reflejo gastroileal puede estar mediado por vía del vago, pero también por efectos locales. Sí, los nervios esplácnicos pélvicos van a estar implicados justamente en el reflejo gastrocólico. Pueden ser mediados por vía de los nervios esplácnicos pélvicos, por nervios intrínsecos, como continuación del reflejo gástril y Leal, justamente por el movimiento de la materia fecal.
A medida que va pasando la materia fecal y va provocando la distensión, al principio se produce un aumento de la presión de forma pasiva. Luego empieza a generar potenciales de acción para que se produzcan cambios en la presión por la compresión del músculo que se contrae y entonces produce el movimiento de la materia fecal. El esfínter anal interno, a medida que va aumentando la distensión del recto, principalmente, va disminuyendo su tensión. Es decir, que cuando llega a un punto crítico, el esfínter anal interno se abre, se relaja. Pero en ese mismo momento, si la persona, a partir de los dos años, ya todos aprendemos a controlar esfínteres, en principio, si la persona no está en un lugar adecuado, dijimos, entonces va a producir una contracción refleja del esfínter externo, que es músculo esquelético.
Acá, como vemos, el esfínter anal externo sí va aumentando la presión justamente porque se va a mantener cerrado hasta que se pueda evacuar. Cuando ingresa la materia fecal al recto, este va a generar una distensión en la pared, activando a los mecanorreceptores. Estos mecanorreceptores van a enviar información justamente a través de nervios sensitivos hasta el sistema nervioso central, avisando a la persona de que hay necesidad de evacuar. Sí, el recto está lleno.
En este proceso, la persona que percibe esta urgencia y se relaciona con otros fenómenos, no solamente con la memoria y los hábitos adquiridos, sino también con estímulos visuales y auditivos, dependiendo de las personas. Esto va a motivar a que la persona busque el lugar apropiado para llevar a cabo el acto de la defecación.
El reflejo vuelve a la médula espinal y, por un lado, el sistema nervioso parasimpático lo que va a hacer es contraer al músculo rectal y va a relajar el esfínter interno. Mientras que a través de los nervios del nervio pudendo, lo que se controla es el esfínter anal externo y el elevador del ano. Cuando no se encuentra un lugar adecuado, obviamente la persona va a controlar el esfínter externo produciendo constricción, evitando justamente que se produzca la evacuación que no corresponde.
Posteriormente, cuando encuentra el lugar, el aumento en la presión abdominal por los músculos abdominales, justamente por la contracción de los músculos abdominales, va a generar un aumento en la presión abdominal, propulsando la materia fecal hacia el conducto anal, previa relajación del esfínter externo. Entonces, de esta manera se produce el acto de la defecación. También se puede generar el esfuerzo para la defecación, lo cual induce al mismo.
En este caso, si estamos en reposo, hay una angulación entre el recto y el conducto anal, dado que el puborrectal, el músculo puborrectal, se encuentra contraído y el esfínter externo cerrado y el esfínter interno, probablemente también cerrado porque no hay estímulo. Por otra parte, cuando se genera un esfuerzo para defecar, se produce la relajación del puborrectal y se produce el descenso del piso pélvico con la apertura del esfínter anal externo. Sí, de esta manera se produce la defecación.
Comparando entre el intestino delgado y el intestino grueso, podemos ver que la longitud de son obviamente distintas. Como dijimos, es más largo el intestino delgado que el intestino grueso. Esta es otra cuestión. El área de membrana plasmática apical para la absorción es de aproximadamente 200 metros cuadrados. Sin embargo, en el intestino grueso vamos a encontrar aproximadamente 25 metros cuadrados. Esto significa que no es un lugar de gran absorción como lo es el intestino delgado. Por lo tanto, todo el material que llegue a esta zona, probablemente si se encuentra en exceso, no va a ser absorbido.
Por otra parte, acá tenemos pliegues, igual que en el intestino delgado. Acá tenemos vellosidades en el intestino delgado. Acá prácticamente no hay vellosidades. Tenemos criptas, aunque estas son más cortas que en el intestino delgado. Las dos tienen microvellosidades porque tienen funciones de absorción y de secreción, pero no es no es tan importante como lo es si en el intestino delgado. Hay absorción de nutrientes en el intestino delgado, pero no en el intestino grueso. Y esto se refiere principalmente a aquellos nutrientes de la dieta, es decir, triglicéridos, proteínas, aminoácidos y los hidratos de carbono. Si acá llegan hidratos de carbono, aminoácidos y lípidos, no se va a absorber, excepto los lípidos de cadenas cortas y cadenas intermedias. Los de cadena corta son hasta 6-8 carbonos y los intermedios hasta 12-14 carbonos. Hay absorción de sodio y hay secreción de potasio en el intestino grueso, a diferencia de lo que pasaba en el intestino delgado, que no hay secreción de potasio, pero sí hay absorción activa de sodio.
Respecto al epitelio colónico, vemos que se presentan criptas de Lieberkühn, pero no son tan profundas como en el intestino delgado. Vamos a encontrar distintos tipos de células: las células de la superficie son las células absortivas, tenemos células caliciformes que secretan moco, tenemos las células enteroendocrinas que secretan diversas sustancias, como vimos con respecto al intestino delgado, tenemos células madre progenitoras que van a dividirse y diferenciarse para ir recuperando el epitelio que se descama, y después tenemos otros tipos de células poco diferenciadas o indiferenciadas. Lo que tiene que ocurrir acá es que las criptas se encuentren lo más limpias posible, por eso se secretan diversas sustancias para evitar que se acumule material con bacterias que podría traer, obviamente, complicaciones.
La absorción a nivel colónico tiene que ver con la capacidad de los colonocitos, principalmente, para absorber solutos y agua. No va a absorber monosacáridos, dijimos, ni péptidos, ni aminoácidos, ni vitaminas en principio, pero puede participar de manera activa para la captación del sodio, por ejemplo, lo cual va a generar un efecto osmótico y la absorción de agua. Dijimos que acá pasan dos litros en promedio al colon y de esto se va a absorber unos cientos, perdón, 1800 a 1900 mililitros por día de agua, con lo cual se va a excretar unos 100 mililitros con la materia fecal en promedio.
Una vez absorbidas las sustancias, principalmente solutos y agua, dijimos, estos van a pasar hacia las venas mesentéricas para culminar en la vena porta. La vena mesentérica superior irriga al colon ascendente y el transverso, mientras que la vena mesentérica inferior principalmente irriga al colon descendente y al recto.
Los mecanismos de absorción implican justamente la absorción de cloruro de sodio y agua. En este caso, el sodio se absorbe a través de los canales de sodio que se encuentran en la membrana apical, obviamente movilizado por el gradiente creado por la bomba. El cloro, en este caso, puede atravesar la membrana a través de uniones paracelulares siguiendo al sodio. Sí, y de esta manera el agua se absorbe por ósmosis.
Asimismo, existe otro mecanismo que es la absorción electroneutra de sodio. Porque se utiliza este mecanismo, el contratransporte sodio-protón. A la vez de que al entrar un sodio y salir un protón, entra un cloro y sale un bicarbonato, es decir, se absorbe cloruro de sodio y a estos le sigue el agua. Estos mecanismos, tanto la presencia de los ENaC en la membrana luminal y la activación, por ejemplo, de los antiport sodio-protón, están regulados por la aldosterona. Es decir, que cuando se requiere retener agua, la aldosterona facilita la absorción de sodio y, por ende, acá atrae el agua directamente para evitar su pérdida por la materia fecal.
Con respecto a los ácidos grasos de cadena corta, lo que ocurre es que las bacterias generan estos ácidos grasos de cadena corta en su metabolismo y se sabe que son fundamentales para un buen funcionamiento de los colonocitos, ¿por qué? Porque estos utilizan para su metabolismo intracelular y para generar ATP. Y por otro lado, se sabe que estos evitan, por ejemplo, trastornos a nivel celular que podrían llevar a la generación de cáncer de colon. En este caso, tenemos un cotransporte de ácidos grasos de cadena corta con el sodio, aunque algunos pueden pasar directamente la bicapa lipídica cuanto más chicos, digamos.
También encontramos una secreción de cloruro en el colon a través de un mecanismo similar que encontrábamos en el intestino delgado, mediante la apertura de la CFTR. Este canal es regulado por fosforilación y, por ende, está acoplado también a distintos tipos de receptores. En este caso, cuando el cloro se secreta de forma activa, el sodio puede ser extruido hacia la luz siguiendo el gradiente electroquímico, sí, siguiendo el gradiente eléctrico principalmente generado por la presencia de cloro en la luz, y esto obviamente puede arrastrar agua.
Asimismo, existen otros mecanismos de regulación de transporte, por ejemplo, acá mediado por sustancias secretadas por mastocitos, como puede ser el caso de la histamina. Todo el sistema inmunológico, el tracto gastrointestinal, ya sabemos que está implicado en distintos procesos y en este caso, por ejemplo, cuando ingresa un antígeno y este es reconocido como por su unión con su anticuerpo, entonces los mastocitos lo que van a hacer es secretar histamina, interleuquina 1 y otras sustancias. Acá aparecen estas dos fundamentalmente. En estos casos, la histamina puede estimular los receptores que aumentan el AMP cíclico y, por tanto, activan a los canales de cloro para que estos secreten cloro. Sí, mientras que, por ejemplo, si actúa la histamina sobre las neuronas entéricas, estas van a actuar a través de la acetilcolina, tanto en células de los miofibroblastos que se encuentran en esta zona como receptores sobre las propias células epiteliales del colon.
Entonces, de esta manera también activa, a través de la presencia de calcio, principalmente calcio con calmodulina, que lo que va a generar es la fosforilación también del canal para que se secrete activamente cloro. Así mismo, otras sustancias como las prostaglandinas E2, por ejemplo. Sí, como vimos, existen distintos estímulos que van a favorecer a la secreción de electrolitos y con esto secreción de agua también hacia la luz intestinal. Obviamente, en una forma normal va a haber mayor absorción que secreción. Sin embargo, esto es muy importante tenerlo en cuenta porque si hay sustancias en exceso que son secretagogos, que son todas sustancias que favorecen la secreción, entonces pueden generar un cuadro de diarrea secretora, como vimos también en el intestino delgado.
Acá, el secretagogo que ya vimos, el VIP, es uno de los secretagogos que participan en los procesos. Pueden haber toxinas termolábiles de ciertas bacterias que se encuentran en el colon de forma anormal y entonces pueden estimular toda la vía de la AMP cíclico y a través de la proteína quinasa fosforilar los canales de cloro y favorecer su secreción. Por otra parte, podemos tener otros secretagogos, como por ejemplo, la serotonina, y este está acoplado a Gq, entonces el calcio que se libera del retículo endoplásmico se une a la calmodulina y este activa la quinasa para fosforilar también las proteínas de los canales de cloro.
De esta manera se produce la secreción de cloro de forma activa. En principio, como dijimos, en el colon vamos a encontrar millones de bacterias. Estas bacterias son bacterias comensales, es decir, son bacterias beneficiosas para nosotros. Además, no son parásitos, sino que nos beneficiamos entre las bacterias y nosotros, ¿por qué? Porque las bacterias producen sustancias beneficiosas para nuestro cuerpo y nosotros le aportamos, digamos, un nicho en el cual pueden sobrevivir. De hecho, también la presencia de estas bacterias evitan que vengan otros tipos de bacterias patógenas, las que van a generar enfermedad y se instalen en el colon. Sí, o sea, que también tienen una función de defensa, digamos.
Pueden metabolizar componentes de la comida que no fueron digeridos: proteínas, hidratos de carbono, lípidos, sí, que no fueron absorbidos adecuadamente en el intestino delgado, ponen sus productos a disposición del organismo mediante fermentación. Metabolizan otras sustancias endógenas como los ácidos biliares, la bilirrubina, los xenobióticos, como algunos fármacos, por ejemplo, o sustancias provenientes de los alimentos. Promoción del desarrollo del epitelio normal del colon en la estimulación de sus funciones diferenciadas, y esto lo hace principalmente a través de los ácidos grasos de cadena corta que aportan estas bacterias. Sí, entonces una reducción de los niveles de butirato, que es de cadena corta, en la luz puede inducir un trastorno en la función epitelial, por lo cual es muy importante tenerlo en cuenta, porque si la persona tiene un trastorno que requiere tratamiento con antibiótico, existen antibióticos de amplio espectro que barren la flora intestinal, disminuyendo su cantidad y, por lo tanto, pueden provocar diarrea justamente porque se pierde el mecanismo de control generado por las bacterias.
Esto fue todo. Hasta la próxima.