Hoy en día, se ha aceptado otro subtipo del sistema nervioso autónomo caracterizado por sus interacciones con otras especies celulares en las que genera respuestas excitatorias o inhibitorias en el tracto digestivo, este se conoce como sistema nervioso entérico1.
Este sistema se conforma de un gran circuito neural que exhibe control sobre las funciones motoras, flujo sanguíneo, transporte y secreción de la mucosa; puede modular la respuesta inflamatoria y la función endocrina1.
Además, es una estructura que tiene la propiedad de ser casi independiente del sistema nervioso central por lo que se le considera como “segundo cerebro” e incluso de manera cuantitativa se puede decir que tiene mayor número de neuronas que la médula espinal2.
El origen del sistema nervioso entérico son los precursores celulares de la cresta neural vagal a nivel del primer al séptimo somita, estos migran a todo el tejido digestivo a partir de la cuarta semana de gestación. Además, las células de la región troncal anterior de la cresta neural van a migrar de la región rostral a caudal para inervar progresivamente las estructuras del intestino anterior, medio y posterior al final de las siete semanas de vida intrauterina donde deben proliferar y diferenciar en especies neuronales más especializadas y células gliales2.
Disposición histológica del tubo digestivo
Es de suma importancia conocer la disposición histológica del tubo digestivo con el objetivo de identificar la distribución del sistema nervioso entérico y su vasta red de conexiones.
El tubo digestivo es una estructura especializada que comparte similitudes histológicas en su trayecto. Su pared es considerada una organización majestuosa constituida por cuatro capas principales5:
- Mucosa: Es la capa más interna y que a su vez se divide en tres; el epitelio mucoso, lámina propia con función de soporte y la muscularis mucosae que es la más externa; además, se compone de dos grupos de finas fibras musculares lisas intercaladas por tejido conectivo. Esta capa muscular de la mucosa se encarga de facilitar los movimientos locales gracias a que sus fibras están distribuidas de forma circular en la parte interna y longitudinal en la externa.
- Submucosa: Sirve de unión entre la mucosa y capa muscular. Se constituye de tejido conectivo laxo y elástico donde se puede encontrar plexos sanguíneos y fibras nerviosas como en el plexo de Meissner.
- Muscular: Se le atribuye la facultad de la propulsión del bolo alimenticio a lo largo del tubo digestivo. También presenta dos capas de fibras musculares lisas, una circular en la parte interna y otra longitudinal en la externa.
- Serosa: Se une con tejido conectivo de estructuras adyacentes o bien puede estar suspendida por mesenterio. Está formada por tejido mesotelial.
Por lo tanto, el sistema nervioso entérico está más relacionado con las tres primeras capas del tubo digestivo donde genera potenciales excitatorios o inhibitorios según la situación o proceso del tubo digestivo.
Estructura y organización del sistema nervioso entérico
Se considera que el sistema nervioso entérico presenta dos componentes principales6:
- Plexo de Meissner o submucoso: Se encuentra en la cara interna de la capa muscular circular y la submucosa. Tiende una especie de red continua desde el esófago hasta el esfínter anal externo; no obstante, está más desarrollado en el intestino delgado y colon. Regula la digestión y absorción de la mucosa y vasos sanguíneos. Además, se encarga de modular hormonas, enzimas y otras sustancias secretadas por las diferentes glándulas del tubo digestivo.
- Plexo de Auerbach o mientérico: Se encuentra entre las capas musculares circular y longitudinal del intestino. Está menos desarrollado en el esófago y estómago; pero se encuentran abundantemente en el intestino y escasos al final del canal anal. Es el encargado de la coordinación de la actividad de la capa muscular.
Además, estos plexos tienen conexiones con plexos análogos de la vesícula, del páncreas e incluso ganglios de la cadena simpática para-aórtica. Y se conforman por una gran variedad de células neuronales1,6:
- Neuronas aferentes intrínsecas primarias: Se encuentran en ambos plexos nerviosos, son colinérgicas, tienen quimiorreceptores y responden a la deformación mecánica de la mucosa, estrechamiento radial y tensión muscular; además, modulan las funciones del tubo digestivo. Reciben impulsos nerviosos lentos de otras neuronas aferentes primarias para formar una red recíproca inervada. Realizan unión sináptica con las motoneuronas musculares.
- Neuronas motoras: Se encuentran en mayor número en el plexo mientérico. Inervan las capas musculares del tubo digestivo, vasos sanguíneos y glándulas. Ellas pueden ser excitatorias con neurotransmisores como acetilcolina, sustancia P y neuroquininas; o inhibitorias que utilizan óxido nítrico, péptido intestinal vasoactivo, GABA, ATP, monóxido de carbono de la capa muscular circular o longitudinal.
- Interneuronas: Integran el pase del impulso nervioso generado por las neuronas aferentes intrínsecas primarias y las neuronas motoras. De acuerdo a la dirección de señales nerviosas pueden ser ascendentes, colinérgicas con conexiones al plexo mientérico, o descendentes que inervan el plexo de Meissner, estas últimas pueden contener acetilcolina y somatostatina.
- Neuronas secretomotoras y vasomotoras: Se encuentran en los ganglios mientéricos, algunas son colinérgicas y otras contienen péptido intestinal vasoactivo que es inhibidor. Existen neuronas con función similar en la submucosa que también se proyectan al ganglio mientérico, lo que justifica la relación secreción-motilidad1.
- Neuronas intestinofugas: Conducen señales eferentes y detectan cambios en el volumen intestinal a través de sus mecanorreceptores. Ellas se encuentran en el plexo de Auerbach con prolongaciones que se ubican fuera del tubo digestivo y hacen sinapsis con ganglios mesentérico superior e inferior y ganglio celiaco, formando el ganglio prevertebral.
Entonces, se puede decir que el circuito neural entérico se compone de neuronas especializadas y dispuestas en una red de ganglios con comunicación entre ellos. Además, todo esto se logró con la elucidación de los circuitos neuronales entéricos a través del enfoque clásico de estímulos específicos y localizados y el registro de las respuestas reflejas. Esto fue demostrado en 1899 por Bayliss y Starling, a través del descubrimiento de respuestas polarizadas a los estímulos mecánicos. Ellos postularon la existencia de breves caminos excitadores ascendentes y vías inhibitorias descendentes más largas.
Y es así como empieza la noción de la “ley del intestino” donde se explica que existen vías excitatorias ascendentes que implican neuronas aferentes intrínsecas primarias, una cadena de interneuronas ascendentes cortas y neuronas motoras excitatorias finales al músculo circular.
Al igual que vías descendentes inhibitorias que probablemente implican una clase diferente de neuronas aferentes intrínsecas primarias, con proyecciones anales largas conectadas a la neurona inhibitoria final.
Además, hay vías circunferenciales que se activan por estimulación mecánica de las neuronas aferentes intrínsecas primarias, que hacen sinapsis con neuronas motoras locales inhibitorias y excitadoras. En adición, existe una vía excitatoria descendente que involucra neuronas aferentes intrínsecas primarias mecánicamente sensibles y motoneuronas excitatorios finales al músculo circular.
Control nervioso del tubo digestivo
Una de las metas principales del tubo digestivo es la incorporación de macro y micronutrientes a la sangre para posteriormente estos sean utilizados, pero la mayoría de ellos necesitan ser previamente procesados para que puedan ser absorbidos; este proceso requiere la acción de determinadas secreciones y movimientos que posibilitan su mezcla, triturado y transporte3.
No obstante, es de reconocer que la motilidad digestiva es la propiedad que le permitirá llegar a la meta mencionada. Aquí se deben generar movimientos mediante patrones de contracción y relajación de los músculos de la pared del tubo digestivo. Por lo que es necesario la existencia de un sistema autónomo de control que seleccione el patrón motor y coordinador2.
En el control de la motilidad digestiva intervienen el sistema nervioso central, sistema nervioso entérico y algunos péptidos hormonales2. Además se compone de tres niveles:
Control miógeno
Lo ejerce la actividad eléctrica intrínseca de las células musculares lisas de la pared del tubo digestivo debido a que están comunicadas entre sí por uniones gap que si bien las une físicamente, permite el paso de iones y sustancias entre ellas por lo que los impulsos nerviosos viajan de manera rápida comportándose como un sincitio funcional5.
El control miógeno está determino a su vez por el ritmo eléctrico basal. Este se caracteriza por ser un ciclo lento de actividad eléctrica continua donde la membrana se despolariza y repolariza lentamente, genera variación continua de la diferencia de potencial transmembrana, conocido también como ciclo de ondas lentas u ondas marcapaso que se originan en diferentes grupos celulares a lo largo del tubo digestivo5.
Además, la frecuencia de estas ondas lentas no es la misma en todo el tubo digestivo. En el esófago y en el estómago proximal no se registran ondas lentas. La frecuencia en el estómago distal es de tres ondas por minuto. En el intestino delgado la frecuencia es decreciente en sentido distal desde 11 ondas por minuto en el duodeno a ocho en el íleon. En el colon, la frecuencia está comprendida entre tres y seis ondas por minuto1.
Esto no necesariamente produce la contracción del músculo liso porque la despolarización de la membrana no satisface el umbral necesario para desencadenar una contracción muscular. Para que ocurra la contracción es necesario que la despolarización alcance un determinado valor que consiga la apertura de los canales de calcio. Y es por lo cual al ritmo eléctrico basal se le puede considerar como marcapaso, puesto que determina la frecuencia máxima para la inducción de la contracción durante la fase de despolarización máxima. Además, en la fase de hiperpolarización el efecto aditivo no supera el umbral. Por tal motivo, también se conocen como contracciones fásicas porque se sincronizan con el ritmo eléctrico basal5.
En este marco se encuentran las células intersticiales de Cajal, son células mesenquimales, localizadas entre nervios entéricos y células musculares lisas, con cuerpos celulares pequeños y prolongaciones elongadas. Se les atribuye la actividad contráctil espontánea de la musculatura intestinal, participan en la propagación de los potenciales eléctricos en la neurotransmisión y actúan como mecanorreceptores.
Las células intersticiales de Cajal, entonces, causan las ondas lentas que son transmitidas de forma pasiva al músculo liso para controlar el cronotropismo e inotropismo. Estas son influenciadas por neuronas motoras que a la estimulación colinérgica aumentan o disminuyen la frecuencia de estas, pero elevan la duración de esta. Comprobándose la teoría de Cajal, en la que menciona que estas células actúan como intermediarias puesto que los neurotransmisores liberados por la neurona entérica se unirían a receptores específicos en las células intersticiales de Cajal y éstas transmitirían a las células musculares las señales activadoras o inhibidoras a través de las uniones gap1.
En otra instancia, estas células de Cajal también funcionan como mecanorreceptores al traducir fuerzas mecánicas en corriente eléctricas lo que se relaciona con la regulación de la actividad motora en respuesta a la distensión; no obstante, su actividad no resulta indispensable para ello2.
Control neurogénico
Ambos niveles muestran una relación íntima que responde a la necesidad de potenciales de acción que desencadenen contracción muscular a través neurotransmisores liberados por neuronas del plexo mientérico. El control neurógeno se ejerce gracias a la existencia de una amplia gama de conexiones existente en el sistema nervioso entérico que es capaz de producir una actividad motora coordinada denotado como reflejos intrínsecos como el peristáltico. Donde la estimulación química o mecánica produce la liberación de serotonina, que estimula neuronas aferentes cuyo cuerpo celular está en el plexo mientérico y que sinapta con interneuronas tanto ascendentes como descendentes. La interneurona ascendente conecta con neuronas motoras produciendo la contracción muscular gracias a acetilcolina, sustancia P y taquiquininas. Mientras que las descendentes excitan neuronas motoras inhibitorias, cuyos neurotransmisores son el óxido nítrico, péptido intestinal vasoactivo y el polipéptido de la adenilato ciclasa de la pituitaria-PACAP. Esto en resumen se conoce como reflejo peristáltico2.
Además, el control neurogénico también es ejercido por el sistema nervioso central a través del sistema nervioso autónomo, tanto simpático como parasimpático, y a través de arcos reflejo cuyas sinapsis están localizadas en los ganglios prevertebrales, celíaco y mesentéricos superior e inferior2.
En término del sistema parasimpático, el nervio vago constituye es la principal conexión entre el cerebro y tubo digestivo. Modula la actividad motora programada en las neuronas del plexo mientérico a través de reflejos vago-vagales. Sus fibras aferentes, son mucho más numerosas que las eferentes, pueden estar en mecano, quimio y termorreceptores de bajo umbral y recogen información del tubo digestivo al cerebro. Se encuentran en mayor número en esófago, estómago e intestino delgado y menor en colon. Entonces. el número de fibras eferentes no puede inervar todas las neuronas motoras del sistema nervioso entérico, como resultado el vago no tiene control total de la motilidad digestiva2.
La información de las fibras aferentes es llevada hasta el núcleo del tracto solitario, luego al núcleo motor dorsal del vago y una copia de la misma hacia la protuberancia y el diencéfalo. Algunas motoneuronas del núcleo dorsal son colinérgicas, de naturaleza excitatoria, o no adrenérgica no colinérgica, cuyos mediadores son ATP, óxido nítrico y péptido intestinal vasoactivo, que es inhibitoria. De este lugar proceden las eferentes hacia el aparato digestivo2.
En adición, la densidad de inervación eferente vagal decrece en sentido distal, con un 100% de los ganglios mientéricos inervados por el vago, frente a sólo un 16% en el colon descendente2.
En otra instancia, el otro nivel que ejerce control neurogénico son las neuronas aferentes del sistema nervioso simpático que transmiten la información nocioceptiva del tubo digestivo. Tienen su estación de relevo en las astas laterales de la médula, donde convergen con las aferentes somáticas, y se proyectan hacia el sistema nervioso central. En cambio, las neuronas eferentes simpáticas que alcanzan la pared digestiva tienen su cuerpo neuronal en los ganglios simpáticos prevertebrales. Además, las proyecciones axonales eferentes motoras se dirigen a los ganglios mientéricos o a la capa muscular, especialmente en las zonas esfinterianas2.
Se considera que la actividad simpática es inhibitoria sobre la motilidad digestiva puesto que la noradrenalina en el sistema nervioso entérico se une a receptores colinérgicos a-2, donde inhibe la liberación de acetilcolina, acción opuesta a la que ejerce el vago. Incluso actúa directamente en receptores b de las fibras musculares lisas, generando hiperpolarización que hace refractarios a otros estímulos2.
Control endocrino y paracrino
En la mucosa del tubo digestivo podemos encontrar células endocrinas que secretan sustancias con efecto inminente en el sistema nervioso entérico. Los péptidos digestivos desempeñan un papel importante en el control de la motilidad, secreción digestiva, flujo sanguíneo y trofismo2.
Estas sustancias actúan como verdaderas hormonas, siendo secretadas al torrente circulatorio con efecto para y endocrinos sobre un número limitado de células. Incluso algunas de ellas son también neurotransmisores de neuronas eferentes2.
Patrones de motilidad gastrointestinal
El sistema nervioso entérico apoya a la realización de la mayoría de funciones del tubo digestivo. Es de especial importancia la motilidad gastrointestinal como producto de la comunicación nerviosa, muscular y hormonal. Se pueden reconocer diferentes patrones de motilidad en todo el tubo digestivo, como2:
- Peristalsis: Los estímulos químicos y mecánicos generados por el bolo alimenticio intraluminal produce ondas de contracción que se propagan a lo largo del tubo digestivo. Ellas son las causales de la mezcla de ese bolo con otras sustancias y su propulsión hacia la región distal. Entonces, la activación de las neuronas excitatorias produce la contracción del músculo liso intestinal; la activación de las neuronas inhibitorias causa su relajación, de manera que propicia un movimiento progresivo. Es aquí donde las células intersticiales de Cajal confieren la ritmicidad de los movimientos peristálticos. Además, se conoce que este patrón motor no se ve afectado por ausencia de inervación simpática o vagal, lo que confirma la independencia de sistema nervioso entérico2.
- Segmentación: Son contracciones no propulsivas con el objetivo de generar una mezcla adecuada entre quimo y jugos digestivos, para la posterior absorción de nutrientes2.
- Complejo motor migratorio interdigestivo: Es un patrón motor específico en el músculo liso del estómago e intestino, durante los períodos de ayuno con el objetivo de evacuar residuos alimenticios para evitar el sobrecrecimiento bacteriano. Los estímulos extrínsecos pueden modular este complejo, pero no son indispensables para su inicio y propagación.
- Motilidad colónica: Tiene un patrón basal de actividad contráctil irregular. Pero también se encuentran contracciones de gran amplitud que conduce el contenido a lo largo de los segmentos del colon y se asocia con la necesidad de defecar. Pero no están reguladas por ondas lentas2.
- Reflejo gastrocólico: Después de 40 a 60 minutos aproximadamente de ingerir alimentos, aumentan las contracciones haustrales del colon de manera intensas que pueden progresar a contracciones segmentarias2
- Reflejo enterogástrico: Son señales provenientes del intestino delgado y el colon que inhiben motilidad y secreción gástrica2.
- Reflejo ileocólico: Sus señales provienen del colon e inhiben el vaciamiento del contenido ileal2.
En resumen, el sistema nervioso entérico es un estructura organizada que se comunica constantemente con otros sistemas para llevar a cabo todas sus funciones de manera efectiva, es aquí donde toma valor la majestuosa red de conexiones integradas de manera física, metabólica y rítmica. Las neuronas dentro de este sistema son muy especializadas con el objetivo de propagar el impulo nervioso; además, generar adecuados patrones de motilidad y secreción gastrointestinal necesarios para la nutrición del individuo.
Referencias
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- Kabouridis P, Pachnis V. Emerging roles of gut microbiota and the immune system in the development of the enteric nervous system. Journal of Clinical Investigation. 2015;125(3):956-964.
- Uranga Ocio J. Neuropatía entérica asociada a diabetes mellitus. Revista Española de Enfermedades Digestivas. 2015;107(6):366-373.
- Savidge T, Sofroniew M, Neunlist M. Starring roles for astroglia in barrier pathologies of gut and brain. Laboratory Investigation. 2007;87(8):731-736.
Lic. Nut. Brian Mariños Cotrina
Nutricionista Asistente de la Unidad de Soporte Nutricional Especializado
Hospital Guillermo Kaelin de la Fuente – EsSalud Lima, Perú
Miembro Asociado de Asociación Peruana de Terapia Nutricional (ASPETEN)
Información de contacto: what405@gmail.com