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Dr. Fernando D. Saraví La alimentación normal comienza con la ingestión de alimentos. Los alimentos sólidos requieren su trituración por medio de la masticación. Los alimentos sólidos procesados y los alimentos líquidos son deglutidos y transportados por el esófago hacia el estómago, que cumple a la vez funciones de reservorio y de órgano digestivo. El vaciamiento del estómago es gradual. El proceso digestivo continúa en el duodeno y el yeyuno, donde se produce la mayor parte de la absorción. El transporte del contenido del intestino delgado se realiza mediante un tipo de propulsión llamado movimientos peristálticos. En el colon también hay movimientos de tipo peristáltico. Allí se realiza la desecación de las heces, que se almacenan hasta su eliminación por defecación. La presencia de sustancias irritantes en el tracto gastrointestinal (TGI) puede desencadenar el reflejo del vómito, en el cual el contenido del TGI superior se expulsa por la boca. Masticación El procesamiento digestivo de los alimentos sólidos comienza con la masticación, que es el conjunto de movimientos de la mandíbula, la lengua y las mejillas que trituran y mezclan con saliva los alimentos. La masticación aumenta la superficie y la hidratación del bocado y facilita su digestión. El aparato masticatorio comprende los dientes, las mandíbulas, un conjunto de músculos (incluyendo los que abren y cierran las mandíbulas, los de los labios, las mejillas y la lengua) y los nervios y vasos de todas estas estructuras. El humano adulto posee 32 piezas dentarias (Fig. 1): 8 incisivos, 4 caninos, 8 premolares y 12 muelas. Los incisivos tienen la capacidad de cortar trozos de alimento; los caninos (que están poco desarrollados en el ser humano) sirven para desgarrar, y los premolares y molares para triturar el bocado y reducirlo a fragmentos que pueden ser deglutidos. Durante la masticación, el procesamiento mecánico es complementado por la acción disolvente y lubricante de la saliva. La masticación es un proceso cíclico que puede dividirse en tres fases: Preparatoria, reductiva y pre-deglutoria. En la fase preparatoria el bocado es fraccionado y desplazado hacia los premolares y molares. En la fase reductiva, el bocado es triturado, fragmentado y lubricado. En la fase pre- deglutoria, el bocado es desplazado a la región posterior de la lengua (Fig. 2). La duración de la fase reductiva depende de la consistencia del bocado y de la cantidad de saliva disponible. Además hay importantes variaciones individuales en la eficiencia masticatoria. Un ciclo típico con un bocado de dureza media dura ~ 0.6 s (Fig. 3). Además de su función obvia en el procesamiento del alimento, la masticación tiene efectos metabólicos favorables. En sujetos normales, la masticación exhaustiva causa una mayor secreción posprandial de insulina y una disminución más rápida de la hiperglucemia posprandial. En sujetos obesos no diabéticos, la secreción de la incretina GLP1 fue 73 % mayor cuando la masticación se realizaba en 30 ciclos que cuando se realizaba en 5 ciclos. Por otra parte, el uso habitual de goma de mascar tiene un efecto favorable sobre ciertas funciones cognitivas como la atención y reduce la ansiedad y la fatiga mental. La masticación es un acto motor aprendido. El recién nacido puede succionar y deglutir, pero carece de movimientos masticatorios. La masticación se aprende a Movimientos del aparato digestivo 1: Masticación y deglución Posgrado-00 Sello Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 2 partir de la primera dentición y se torna bien coordinada a partir de los 4 ó 5 años de edad. MÚSCULOS DE LA MASTICACIÓN Durante la masticación, en particular en su fase reductiva, la mandíbula se abre y se cierra rítmicamente. Los músculos involucrados se dividen en los que abren la mandíbula (depresores) y los que la cierran (elevadores). Los músculos que abren la mandíbula son los digástricos y milohiodeos. Los músculos pterigoideos laterales estabilizan los cóndilos o contribuyen a desplazar la mandíbula hacia delante (cuando se contraen ambos con igual fuerza) o lateralmente (cuando se contrae uno de ellos). Los músculos que cierran la mandíbula son los maseteros, temporales y pterigoideos mediales (Fig. 4). Los músculos que abren la mandíbula y los que la cierran son inervados por el V par (trigémino), con excepción del vientre posterior del digástrico, que es inervado por el VII par (facial). Para una masticación normal es necesaria además la acción coordinada de los músculos intrínsecos y extrínsecos (genio-, estilo- e hioglosos) de la lengua, inervados por el XII par (hipogástrico), y músculos de los labios y mejillas, como el bucinador y orbicular de los labios, inervados por el VII par. La actividad combinada de los músculos de la lengua, la boca y las mejillas permite un efecto sinérgico para colocar y mantener el bocado en posición para ser triturado durante la fase reductiva y para transportarlo en la fase pre-deglutoria. La fuerza que deben desarrollar los músculos durante la fase reductiva con la dieta occidental estándar no supera 80 N. No obstante, la fuerzas que los oclusores de la mandíbula pueden desarrollar son mucho mayores. Estas fuerzas varían con la edad y con el estado de la dentadura. También varían con la forma del rostro por razones biomecánicas. Los individuos con rostros cuadrados pueden desarrollar fuerzas 50 % mayores que los que poseen otros contornos faciales. La fuerza máxima varía con el sitio de medición y son más grandes en varones que en mujeres (Fig. 5). En adultos jóvenes, diferentes estudios informan fuerzas máximas entre 400 y 900 N medidas en los molares. CONTROL DE LA MASTICACIÓN Las motoneuronas de los músculos de la masticación son activadas o inhibidas por la corteza cerebral, el tallo cerebral y las aferencias propioceptivas. Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 3 Control cortical La iniciación y detención conscientes de la masticación son controladas por la corteza motora. Las áreas cerebrales activas durante la masticación incluyen las cortezas sensoriomotoras primarias, las áreas motoras suplementarias y el lóbulo de la ínsula, además del tálamo y el cerebelo (Fig. 6). Aproximadamente un tercio de las motoneuronas de los oclusores de la mandíbula son controlados por neuronas córtico-bulbares. Además de ser capaz de iniciar o concluir movimientos masticatorios a voluntad, la vía córticobulbar puede regular la sensibilidad de las motoneuronas a otras influencias, reflejas o automáticas. El empleo de la mordida para funciones no masticatorias, como llevar un objeto o manipular un instrumento con la boca también están bajo control cortical. Generador central de ritmo masticatorio En la formación reticular del bulbo, entre la oliva inferior y la raíz motora del trigémino hay grupos de neuronas que controlan las motoneuronas de los músculos masticatorios de manera rítmica. El ritmo es generado en neuronas del núcleo gigantocelular y transmitido a grupos de neuronas parvicelulares. Durante la fase de apertura, el generador inhibe las motoneuronas de los músculos elevadores y excita las motoneuronas de los músculos depresores, mientras que en la fase de cierre tiene efectos opuestos. No obstante, la influencia recíproca excitatoria e inhibitoria del generador puede ser insuficiente para la masticación normal, en ausencia de aferencias periféricas que proporcionen retroalimentación (Fig. 7). Retroalimentación periférica La actividad masticatoria estimula numerosos mecanorreceptores en el ligamento periodontal, la dentina, la pulpa, el hueso alveolar, el periostio y la encía, además de receptores de los husos musculares y la articulación temporomandibular (Fig. 8). Entrelos receptores de la cavidad oral, los de mayor importancia en la masticación son Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 4 los mecanorreceptores periodontales (MRP) que pueden ser de umbral bajo o elevado. Los MRP de bajo umbral son una de las fuentes principales de excitación a las motoneuronas de los músculos elevadores de la mandíbula. Al parecer, en la masticación los MRP reemplazan la función reguladora de la fuerza que en otros músculos cumplen los órganos tendinosos de Golgi, ya que estos últimos faltan o son muy escasos en los músculos masticatorios. Además de la contribución de los MRP, la otra aferencia importante es la procedente de los receptores anulospirales de los husos musculares de los músculos elevadores de la mandíbula (llamativamente, los músculos depresores carecen de husos musculares). La descarga máxima de los elevadores se reduce 35 % en ausencia de las aferencias de los husos musculares. Los aferentes periféricos median dos reflejos importantes que regulan la fuerza de la masticación. El primero es un reflejo de carga, que probablemente es mediado por los MRP. Se produce cuando la resistencia a la deformación del bocado es mayor que la esperada. La latencia es la de un reflejo monosináptico y, dado que puede producirse en ausencia de cambio en la longitud de los músculos elevadores, su vía eferente al parecer involucra una coactivación de motoneuronas alfa y gamma. El otro reflejo se denomina de descarga y el estímulo apropiado es la súbita disminución de la resistencia a la mordida, como ocurre cuando se quiebra entre las muelas un objeto duro, como una nuez. En este caso, el súbito Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 5 acortamiento de los husos musculares inhibe la descarga de las motoneuronas y se produce una inmediata disminución de la fuerza elevadora. Este reflejo es fundamental para evitar fuerzas excesivas de un molar contra otro, que de lo contrario podrían dañar las piezas dentarias. Deglución La deglución es la propulsión del contenido oral hacia la faringe y el esófago. Cumple funciones alimentarias y protectoras de la vía aérea superior. MECÁNICA DE LA DEGLUCIÓN La deglución es un acto motor estereotipado pero complejo en el que participan 25 pares de músculos, los cuales deben contraerse y relajarse en una secuencia precisa. Por esta razón, las dificultades en la deglución, llamadas colectivamente disfagia, son un problema médico frecuente. La región anatómica involucrada en la deglución comprende la cavidad oral, la faringe, la laringe y el esófago. La faringe es un órgano hueco que cumple funciones tanto en la ventilación como en la deglución; en el ser humano, es además parte del aparato de la fonación. La faringe se divide en tres segmentos, que son continuos entre sí: la nasofaringe (epifaringe), la orofaringe y la laringofaringe (hipofaringe). Aparte de la fonación, la nasofaringe solamente cumple funciones respiratorias, mientras que los otros dos segmentos cumplen funciones tanto en la ventilación como en la deglución. La deglución y la ventilación son funciones mutuamente excluyentes. El inicio de un acto deglutorio interrumpe inmediatamente la ventilación en cualquier fase del ciclo respiratorio. En los sujetos normales, la deglución normalmente se inicia durante la espiración, que se interrumpe en forma refleja y se reanuda una vez concluido el acto deglutorio. Por el contrario, los pacientes con disfagia tienden a deglutir durante la inspiración, lo cual aumenta el riesgo de aspiración (es decir, el paso de parte del bolo a la vía aérea). Fases de la deglución Durante la masticación, o cuando ingresa líquido a la boca pero no se deglute, la faringe y la laringe están relajadas, la vía aérea está abierta y la ventilación se produce normalmente. Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 6 Se distinguen tres fases de la deglución: oral, faríngea y esofágica (Fig. 9). 1. Fase oral. Es generalmente voluntaria. Se inicia cuando el bolo es propulsado hacia atrás por la lengua. Es iniciada por la contracción del milohioideo, seguido por otros músculos de la lengua (como el suprahioideo) y las fauces. Es importante qu simultáneamente se contraigan los músculos orbiculares de los labios y bucinadores para impedir el escape de líquido o sólido por la boca. La duración de esta fase oral es más prolongada para bolos mayores o más viscosos. Por el contrario, cuando se degluten pequeños volúmenes de líquido (como al tragar saliva), no es necesaria la preparación y la fase oral y faríngea ocurren en rápida sucesión. 2. Fase faríngea. Es refleja, y se inicia cuando el bolo llega al nivel donde la mandíbula cruza la base de la lengua. El paladar blando se eleva y ocluye el acceso a las fosas nasales. El hueso hioides y la laringe se desplazan hacia arriba y adelante, traccionando el piso de la boca. Este movimiento contribuye al cierre de la vía aérea y la apertura del esfínter esofágico superior. La laringe se ocluye totalmente por la aproximación de las cuerdas vocales verdaderas y falsas y el descenso de la epiglotis. El esfínter cricofaríngeo se abre para permitir el paso del bolo de la faringe al esófago. La base de la lengua se inclina para permitir el deslizamiento del bolo. Posteriormente la base de la lengua se retrae hacia la pared faríngea posterior (motoneuronas del XII par). Finalmente, los constrictores medio y superior de la faringe –controlados por los nervios vagos) se contraen secuencialmente desde arriba hacia abajo, generando presiones de 100 a 200 mmHg en una onda que se desplaza con una velocidad de 10 a 20 cm/s. En esta fase participan además los músculos suprahioideos y de la lengua. Las fases orofaríngea y faríngea duran en conjunto entre 0.5 y 1.5 s. Se relaja el músculo cricofaríngeo y se abre el esfínter esofágico superior. 3. Fase esofágica. Una vez que el bolo ha atravesado el esfínter esofágico superior, éste se cierra. Las estructuras faringolaríngeas desplazadas vuelven a su posición de reposo y puede reanudarse la respiración mientras el bolo desciende por el esófago, demorando hasta 10 s en llegar al estómago. CONTROL DE LA DEGLUCIÓN En el control neurofisiológico de la deglución participan aferencias sensoriales e influencias superiores, un generador central con neuronas que comandan la secuencia de activación de los músculos deglutorios e inhiben la ventilación, y las motoneuronas de los pares craneales que Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 7 controlan los músculos de la deglución (Fig. 10). Aferencias sensoriales Las fibras aferentes relacionadas con la deglución llevan información de mecanorreceptores y quimiorreceptores proveniente del dorso de la lengua, los pilares de las fauces y las paredes de la faringe. La información es llevada por la rama maxilar del trigémino, el nervio glosofaríngeo y la rana laríngea superior del vago. Estos aferentes no solamente pueden iniciar la deglución en forma refleja, sino también facilitar la deglución iniciada voluntariamente y modular un movimiento deglutorio en ejecución. Estas fibras terminan en el núcleo del tracto solitario. Los mecanorreceptores de la cavidad oral (pero no los de la faringe) permiten distinguir ciertas propiedades del bolo – como volumen y consistencia – que requieren modificación del programa motor coordinado por el generador central. Generador central de la deglución Se encarga de originar la secuencia de contracciones necesarias para la deglución e inhibir los movimientos respiratorios. El generador central está formado por el núcleo del tracto solitario, que forma el grupo deglutorio dorsal, y regiones adyacentes de la formación reticular en la región ventrolateral del bulbo, que forman el grupo deglutorio ventral. El núcleo del tracto solitario contienelas neuronas que inician, moldean y sincronizan la deglución mediante sus proyecciones al grupo deglutorio ventral. En este último están la neuronas llamadas interruptoras, que distribuyen los estímulos excitatorios e inhibtorios a las motoneuronas de los pares craneales y espinales involucrados en el control de los músculos que participan en la deglución (Fig. 11). Control superior Aunque puede ser iniciada en forma refleja, la deglución es habitualmente una función voluntaria y, como tal, es controlada por la corteza cerebral. Diversos investigadores han Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 8 estudiado las áreas cerebrales involucradas en el control de la deglución, con resultados no siempre consistentes. En la Fig. 12 se muestran las áreas cerebrales más intensamente activadas según lo indica un meta-análisis de los diferentes estudios mencionados. Un hallazgo notable es que algunas de las áreas cerebrales relacionadas con la deglución están lateralizadas. Por ejemplo, durante la deglución hay mayor activación en la región anterior de la circunvolución del cíngulo del lado izquierdo y mayor activación de la región anterior del lóbulo de la ínsula derecho. Cuando el movimiento deglutorio se realiza con un volumen menor (por ej., al tragar saliva en lugar de un trago de agua) hay mayor activación del área motora suplementaria; la menor estimulación aferente en el caso de la saliva exigiría mayor control voluntario. El músculo liso del aparato digestivo Antes de analizar los movimientos del esófago, estómago e intestino, conviene reseñar las propiedades del músculo liso del TGI. Tipos de músculo liso El músculo liso puede clasificarse en unitario y multiunitario. En ambos tipos, las células musculares (miocitos) están unidas entre sí por uniones intercelulares que permiten la transmisión de fuerzas. En el músculo liso unitario, las células musculares (miocitos) están acopladas por uniones eléctricas de baja resistencia (uniones comunicantes o nexos) que establecen continuidad entre los citoplasmas y por tanto permiten que la excitación iniciada en una célula se propague a otras. Por esta razón se comporta como un sincitio funcional. El músculo liso unitario del TGI se caracteriza por generar espontáneamente ondas de despolarización lenta mediante células marcapasos llamadas células intersticiales de Cajal. Estas células comparten el origen mesenquimal del músculo liso, pero tienen propiedades funcionales diferentes, como se explicará luego. Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 9 Los músculos del estómago y del intestino son unitarios y en ellos existe actividad contráctil espontánea que no requiere la presencia de neurotransmisores ni hormonas. No obstante, el estado contráctil puede ser regulado por diversos agentes neurohumorales. El músculo liso unitario también se contrae en respuesta a la distensión. Por su parte, en el músculo liso multiunitario los miocitos no están acoplados eléctricamente y carecen de actividad espontánea. Normalmente están relajados y solamente se contraen por efecto de un neurotransmisor o una hormona. El músculo liso del esófago y de la vesícula biliar tiene comportamiento multiunitario. Músculo liso circular y longitudinal La pared del TGI posee dos capas de músculo liso, llamadas circular y longitudinal. Las células del músculo liso circular se disponen con su eje mayor aproximadamente perpendicular al eje del intestino, mientras que en el músculo longitudinal son paralelas a dicho eje. El músculo longitudinal está menos desarrollado que el circular. La capa de músculo longitudinal es de menor espesor que la circular, y en el colon es discontinua, ya que no envuelve toda la pared. Los efectos de la contracción del músculo circular y longitudinal son diferentes. La contracción del músculo circular reduce la luz intestinal y tiende a alongar el segmento en el que se produce, mientras que la contracción del músculo longitudinal acorta el segmento en el que se produce y tiende a aumentar el diámetro de su luz. Si ambos músculos se contraen simultáneamente, predomina el efecto del músculo circular, más desarrollado. Si el volumen es constante, la contracción muscular, en particular del músculo circular, aumenta la presión luminal. Células intersticiales de Cajal Al igual que las células de músculo liso, estas células descritas inicialmente por Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) son de origen mesenquimal, pero se caracterizan por expresar kit, un receptor tipo tirosina kinasa, cuyo ligando es el factor de células troncales (SCF). Las células intersticiales de Cajal (ICC) se disponen de manera distintiva en la pared del tubo digestivo en diferentes niveles (Fig. 13). Existen dos tipos principales de ICC, unas multipolares, asociadas al plexo de Auerbach y otras fusiformes, que se encuentran principalmente en las capas musculares (ICC- Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 10 IM). Las ICC no cumplen función contráctil pero están eléctricamente acopladas a las células musculares lisas. Las ICC-IM están densamente inervadas y parecen funcionar como intermediarias entre la acción estimulante o inhibitoria de los nervios y la respuesta del músculo liso. La respuesta del músculo liso a diferentes neurotransmisores – como la acetilcolina – es mucho menos intensa en ausencia de ICC. Las ICC también poseen la capacidad de despolarizarse espontáneamente de manera cíclica y son responsables de la generación de cambios de la excitabilidad del músculo liso que establecen sus patrones de actividad cíclica en los diferentes niveles del tracto digestivo a partir del estómago. Motilidad del esófago El esófago es un conducto de ~ 25 cm de largo que carece de funciones digestivas propiamente dichas (Fig. 14). Es la zona más estrecha de todo el tubo digestivo. Su interior está recubierto por un epitelio escamoso no queratinizado, con glándulas submucosas de presunta función lubricante. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN La principal función del esófago es la permitir el paso de los alimentos ingeridos de la faringe al estómago. También impide el ingreso de aire al tubo digestivo y el reflujo de contenido gástrico. Durante el vómito, el esófago se relaja para permitir la salida del contenido gástrico. Desde el punto de vista funcional, el esófago se divide en el esfínter esofágico superior, el cuerpo y el esfínter esofágico inferior. El esófago difiere del resto del tubo digestivo en que en su mitad superior el músculo liso coexiste con fibras musculares esqueléticas tanto en la capa longitudinal como en la circular. Otra característica singular del esófago es que, donde hay fibras de músculo estriado, el espesor de la capa longitudinal es dos a cuatro veces mayor que el de la capa circular. Ambas clases de fibras (lisas y estriadas) siguen en cada capa la misma disposición general. En el ser humano, el músculo esquelético constituye 50 a 60 % del total de músculo presente en la primera mitad del esófago. La mitad distal del esófago posee solamente músculo liso. En ausencia de actividad deglutoria, los esfínteres están tónicamente contraídos (cerrados) y el cuerpo esofágico está relajado. Debido a que el músculo liso del cuerpo del esófago está normalmente relajado, la presión en su luz sigue las variaciones de la presión intratorácica (pleural). A diferencia de lo que ocurre en el estómago y el intestino, donde la relajación del músculo liso es un fenómeno activo (ver más adelante), el estado de relajación normal del músculo del cuerpo esofágico se debe a que carece de actividad espontánea y por tanto no requiere ningún agente neurohumoral para relajarse; no obstante, existen motoneuronas inhibitorias, como se verá a continuación. Por otra parte, el músculo liso de la parte distal del esófago, que formaparte del esfínter esofágico inferior, se encuentra tónicamente contraído y es responsable de la existencia de una zona de alta presión que impide el reflujo de contenido gástrico hacia la luz esofágica. INERVACIÓN DEL ESÓFAGO El esófago posee inervación intrínseca, motora somática, parasimpática y simpática e inervación eferente. Inervación intrínseca El plexo mientérico del esófago contiene los somas de motoneuronas excitatorias e inhibitorias, que son inervadas por fibras vagales preganglionares, por fibras simpáticas posganglionares y por aferentes intrínsecos. Los somas de los aferentes intrínsecos se localizan en los plexos submucoso y mientérico. Estas neuronas sensitivas son principalmente mecano y quimiorreceptores. Establecen sinapsis con interneuronas. Las interneuronas que envían sus axones en sentido oral (proximal) estimulan las motoneuronas intrínsecas excitatorias, mientras que las Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 11 interneuronas que se proyectan en sentido aboral (distal) estimulan las motoneuronas intrínsecas inhibitorias. Inervación somática La fibras musculares esqueléticas de la mitad superior del esófago son inervadas por motoneuronas colinérgicas del núcleo ambiguo que viajan por el vago y llegan al esófago por el nervio recurrente laríngeo. Las sinapsis son placas motoras generalmente pequeñas, con receptores nicotínicos en la membrana muscular (postsináptica). Cerca de 20 % de las fibras musculares esqueléticas del esófago también reciben inervación de neuronas intrínsecas (co- inervación) que utilizan óxido nítrico como neurotransmisor y hacen contacto con la terminal nerviosa (presináptica) y muscular (postsináptica). Estas neuronas nitrérgicas son inhibitorias y pueden modular la respuesta a las motoneuronas. Se sabe que son activadas por aferentes que liberan sustancia P (Fig. 15). Su función normal aún se desconoce, aunque es posible que tengan un papel en ciertos trastornos de la motilidad esofágica. Inervación parasimpática El esófago recibe inervación de eferentes vagales (fibras preganglionares) colinérgicas, que actúan sobre receptores nicotínicos de las motoneuronas del plexo mientérico (Fig. 16). Las neuronas vagales que inervan las motoneuronas excitatorias provienen de la región rostral del nucleo motor dorsal del vago, mientras que las que inervan motoneuronas inhibitorias provienen de la región caudal del mismo núcleo. Las motoneuronas excitatorias emplean acetilcolina (receptores muscarínicos) y sustancia P como neurotransmisores, mientras que las inhibitorias liberan NO, VIP y ATP. Inervación simpática Los eferentes simpáticos preganglionares provienen de los segmentos torácicos 1 a 10, que hacen sinapsis principalmente en los ganglios cervicales y, torácicos. De allí salen las fibras posganglionares adrenérgicos. Estas fibras inervan los vasos y también las neuronas de los plexos intrínsecos. No obstante, la activación simpática tiene escaso efecto sobre Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 12 las neuronas intrínsecas y su importancia fisiológica se desconoce. Inervación aferente Además de las neuronas intrínsecas aferentes primarias, el esófago posee inervación sensitiva que llega al sistema nervioso central por medio de los nervios vagos y por los nervios espinales torácicos. Las fibras aferentes vagales participan en arcos reflejos vago-vagales, mientras que las fibras aferentes espinales median sensaciones conscientes frente a estímulos mecánicos, químicos y térmicos, incluyendo en particular dolor (sensaciones nociceptivas). MOVIMIENTOS DEL ESÓFAGO El esfínter esofágico superior está formado por fibras musculares esqueléticas horizontales de los músculos cricofaríngeos y fibras oblicuas del constrictor inferior de la faringe, de modo que estructuralmente es la parte distal de la faringe. Por estas razones se ha propuesto llamarlo esfínter faríngeo inferior, aunque es dudoso que la nomenclatura clásica se modifique. Ondas peristálticas primarias Como se indicó antes, durante la deglución el esfínter esofágico superior se relaja, dejando pasar el bolo, y luego se contrae generando transitoriamente una presión mayor que la de reposo. Las motoneuronas que inervan el músculo estriado de la mitad superior del esófago se activan secuencialmente, de modo que el músculo comienza a contraerse desde el extremo proximal por un mecanismo central, dependiente del generador central de la deglución. En el músculo liso circular y longitudinal, se produce una onda peristáltica que avanza a 2 a 4 cm/s y por tanto recorre todo el esófago en 6 a 12 s (Fig. 17). También es iniciada por la descarga vagal pero mediada por motoneuronas excitatorias e inhibitorias intrínsecas, de modo que una onda de inhibición del músculo liso es seguida de una onda de contracción que genera en su fase excitatoria presiones de 35 a 70 mmHg. Dado que el músculo liso del esófago está normalmente relajado, la onda de inhibición no causa cambios en la presión intraesofágica (y por tanto no se registra manométricamente) hasta que llega al esfínter esofágico inferior. Cuando la onda llega al esfínter esofágico inferior, que está tónicamente contraído, inicialmente lo relaja, permitiendo el paso del bolo hacia el estómago (Fig. 18). Esta relajación se evidencia por una reducción de la presión de la ZAP. Luego del paso del bolo, el esfínter se contrae la presión de la ZAP aumenta transitoriamente por encima de su nivel basal. A diferencia de la onda contráctil en el músculo estriado, la secuencia ordenada de inhibición y contracción del músculo liso esofágico depende de las propiedades de los circuitos locales formados por las neuronas intrínsecas, y probablemente también en las propiedades funcionales diferentes del músculo liso a lo largo del esófago. La duración de ambas fases de la onda peristáltica (inhibitoria y excitatoria) tiende a prolongarse en las regiones distales. Ondas peristálticas secundarias Una vez que se ha producido un movimiento deglutorio, con la consiguiente onda peristáltica primaria, en caso de no haberse evacuado por completo el esófago, puede iniciarse – sin un nuevo movimiento deglutorio – una onda Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 13 peristáltica llamada secundaria, que tiene por objeto impulsar cualquier material remanente en la luz esofágica. La onda secundaria es iniciada por la activación de mecanorreceptores de la pared esofágica. Cuando los mecanorreceptores activados se encuentran en la parte proximal (alta) del esófago, la onda secundaria se debe a un reflejo vago-vagal. Por el contrario, la activación de mecanorreceptores de la parte baja del esófago genera una onda secundaria mediada por un reflejo intrínseco. Contracciones terciarias Este término está en desuso. Se aplicaba a contracciones que no se observan normalmente. Son contracciones segmentarias no peristálticas debidas a estimulación local, que no causan progresión del contenido esofágico. UNIÓN ESÓFAGO-GÁSTRICA En el esófago relajado la presión es subatmosférica y por tanto inferior a la presión intragástrica. En consecuencia, de no existir algún mecanismo que lo impidiera, sería inevitable el reflujo gastroesofágico. Sin embargo, normalmente no hay reflujo ni siquiera cuando un sujeto con el estómago lleno se coloca cabeza abajo. La anatomía de la unión esófago- gástrica se diagrama en la Fig. 19. Existen tres estructuras que impiden la continuidad entre la luz esofágica y el contenido gástrico excepto por breves períodos durante la deglución y al eructar (y excepcionalmente durante el vómito). Esas estructuras son: 1. El esfínter esofágico inferior 2. El esfínter diafragmático 3. El ángulo de His Esfínter esofágico inferior El esfínter esofágico inferior está formado por el músculo liso circulardel extremo distal del esófago, con una contribución, del lado izquierdo, de fibras oblicuas del músculo liso gástrico. Su existencia es demostrada por la existencia de una región de 2.4 a 4.5 cm de extensión donde la presión intraesofágica es normalmente de 20 a 30 mmHg (zona de alta presión = ZAP). La parte proximal (superior) del esfínter esofágico inferior se encuentra en el hiato esofágico, mientras que la parte distal es intraabdominal. Este esfínter es una estructura funcional que no puede reconocerse anatómicamente como tal en el cadáver, donde obviamente no existe tono muscular. Sin embargo, el músculo liso del esfínter presenta algunas características microscópicas, electrofisiológicas y ultraestructurales que lo distinguen del músculo circular del cuerpo esofágico. En primer lugar, en su región más distal las fibras del esfínter no forman una capa circular continua (en “O”), sino que se disponen en dos “C”del lado derecho e izquierdo, que se interdigitan. En segundo lugar, los miocitos son de mayor tamaño y poseen invaginaciones. En tercer lugar, su potencial transmembrana es menos negativo que en el cuerpo del esófago (por mayor conductancia al Cl-). Además de oscilaciones periódicas en el potencial de membrana, el tono es mantenido por potenciales de acción que aparecen durante la despolarización cíclica. Finalmente, estos miocitos poseen más mitocondrias y retículo endoplásmico que los miocitos del músculo liso circular del cuerpo del esófago. Además del músculo liso circular, del lado izquierdo la zona es reforzada por fibras musculares oblicuas del estómago (llamadas “en cabestrillo”) que aportan poco al tono basal pero son excitadas por acetilcolina. La contracción tónica del músculo liso del esfínter en el ser humano es en parte de origen miogénico y en parte de origen nervioso, ya que el bloqueo de los receptores colinérgicos muscarínicos con atropina reduce la presión de la ZAP. Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 14 Por otra parte, otros neurotransmisores y hormonas también son capaces de aumentar o disminuir el tono del músculo liso del esfínter, aunque su importancia no es clara en todos los casos. El mecanismo de acción de la somatostatina y del GIP se desconoce, pero las demás sustancias actúan directamente sobre el músculo liso. Algunas de ellas, como la bombesina, la motilina, el polipéptido pancreático y la sustancia P (estimulantes) también actúan sobre neuronas intrínsecas excitatorias y otras, como el péptido relacionado con el gen de calcitonina (CGRP) y la colecistokinina, activan neuronas intrínsecas inhibitorias. Algunos compuestos tienen acciones mixtas. Por ejemplo, la dopamina aumenta el tono actuando sobre receptores D1 pero lo reduce actuando sobre receptores D2. La colecistokinina tiene una acción bifásica: Aumenta el tono cuando es inicialmente bajo, pero lo reduce si es inicialmente alto. Esfínter diafragmático El diafragma es el principal músculo respiratorio, pero además cumple funciones de esfínter extrinseco del esófago. El diafragma se inserta en las costillas y el esternón (porción costal o costoesternal) pero consta también de dos gruesos haces llamados pilares (derecho e izquierdo) que se insertan en las primeras vértebras lumbares, formando la porción crural (Fig. 20). El hiato esofágico está formado principalmente por el pilar derecho. Cuando el pilar se contrae, comprime el esófago y tiende a traccionarlo hacia atrás y hacia abajo. El movimiento descendente es limitado por el ligamento frenoesofágico. La debilidad del músculo diafragmático en torno al hiato puede causar una hernia de hiato (por deslizamiento o paraesofágica), en la cual parte del estómago pasa al tórax. El diafragma está inervado por los nervios frénicos, cuyas ramas motoras provienen de los segmentos cervicales C5 a C7. El nervio frénico también lleva fibras aferentes de los propioceptores musculares del diafragma. El estado contráctil del diafragma varía cíclicamente con la ventilación: se relaja durante la espiración y se contrae durante la inspiración. Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 15 No obstante, las fibras que forman el hiato esofágico conservan una contracción tónica que explica 20 a 30 % (6 mmHg) de la presión de la ZAP durante la espiración. No obstante, la contribución del esfínter diafragmático es mucho mayor durante la inspiración, como lo demuestra un registro simultáneo de las presiones esofágicas y gástricas y del electromiograma del diafragma (Fig. 21 A). Esto es importante porque durante la inspiración, la presión del cuerpo del esófago desciende con la presión pleural y la presión intraabdominal tiende a aumentar por el descenso del diafragma. Esto aumenta la diferencia de presión entre el estómago y el esófago y por tanto facilitaría el reflujo gastroesofágico. No obstante, al mismo tiempo las fibras del hiato se contraen y comprimen el extremo distal del esófago. Las fibras del pilar derecho no solamente aumentan la continencia del esfínter durante la inspiración, sino también ante cualquier acontecimiento que aumente la presión intraabdominal, como compresión externa, esfuerzo defecatorio, maniobra de Valsalva o elevación del miembro inferior (Fig. 21 B). Nótese que en este caso, el aumento de la presión en la ZAP no se acompaña de una disminución de la presión del cuerpo del esófago. El aumento de la presión intragástrica también causa, por un reflejo vago-vagal, un aumento del tono del esfínter esofágico. En resumen, el esfínter diafragmático contribuye tónicamente a la ZAP y también, en forma eficaz y rápida (por tratarse de músculo esquelético) frente a cambios fásicos de las presiones esofágica y abdominal. Angulo de His Es el ángulo formado por las fibras oblicuas de músculo liso del estómago a nivel del cardias y el extremo distal del esófago en la unión esófago-gástrica (Fig. 22). Forma una solapa o abrazadera que sirve como mecanismo antirreflujo. Este ángulo es normalmente de ~ 75º y contribuye a evitar el reflujo gastroesofágico. En pacientes con reflujo, el ángulo es a menudo mayor (~ 95º a 110º). La función de ángulo de His se pierde en la hernia de hiato. Relajación de los esfínteres durante la deglución Ambos esfínteres, esofágico y diafragmático, deben relajarse para permitir el paso del contenido esofágico hacia el estómago. La relajación es desencadenada en forma refleja por la deglución y también por la distensión del esófago incluso en ausencia de movimiento deglutorio. El inicio de un movimiento deglutorio causa la relajación refleja del esfínter esofágico inferior y del esfínter diafragmático. Como se indicó antes, normalmente la deglución se inicia durante la espiración, y como consecuencia se reduce la descarga tónica del nervio frénico (si se inicia una inspiración antes que el bolo llegue al esfínter inferior, se cancela la inhibición y el esfínter demora más en relajarse). El esfínter diafragmático es relajado por la ausencia de descarga de las motoneuronas frénicas, mientras que el esfínter esofágico es relajado activamente por la estimulación de motoneuronas inhibidoras. El principal neurotransmisor inhibidor es aquí el óxido nítrico, aunque el VIP y otros neurotransmisores pueden contribuir. El óxido nítrico activa la guanilato ciclasa soluble, con lo cual aumenta la síntesis de cGMP, el cual activa la proteína kinasa G. Desde el punto de vista electrofisiológico, la inhibición se acompaña de una reducción en la conductancia al Cl- y un aumento de la conductancia al K+, que causan hiperpolarización del músculo liso. Se reduce la liberación de Ca2+ hacia el citosol y el músculo se relaja. El VIP actúa de manera similar, pero por aumento del cAMP (Fig. 23). Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 16 La relajación muscular lisa y estriadareduce la presión luminal, lo cual es una condición necesaria pero no suficiente para la apertura del esfínter. La apertura, necesaria para permitir el paso del bolo, es posible por el efecto mecánico de éste sobre la zona relajada y depende de las propiedades viscoelásticas pasivas del esófago y tejido circundante. En un sujeto en posición erecta, la presión hidrostática ejercida sobre el esfínter relajado es suficiente para abrirlo en el caso de un bolo líquido. Para un bolo sólido (y para un bolo líquido ingerido en decúbito) es necesaria la presión impulsora activa del movimiento peristáltico del cuerpo del esófago. Inhibición deglutoria El transporte de un bolo sólido a lo largo del esófago requiere ondas peristálticas. Por el contrario, los líquidos ingeridos pueden llegar al estómago por la mera fuerza de gravedad. Cuando se ingieren líquidos mediante movimientos deglutorios repetidos – por ej., al beber rápidamente un vaso de agua – cada trago exige un movimiento deglutorio de la faringe y el esfínter esofágico inferior, pero en el esófago Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 17 no se genera una onda peristáltica por cada trago. Por el contrario, el cuerpo del esófago y el esfínter esofágico inferior permanecen relajados hasta el último trago. Este fenómeno se denomina inhibición deglutoria y evidencia la puesta en marcha de un programa motor especial. Una vez concluida la secuencia de degluciones repetidas, se produce una onda peristáltica que recorre el esófago y cierra el esfínter esofágico inferior (Fig. 24). Relajación no deglutoria Los esfínteres esofágico y diafragmático pueden relajarse en forma refleja en ausencia de un movimiento deglutorio. El estímulo más eficaz es la distensión gástrica, y en menor medida los estímulos mecánicos en la faringe de intensidad insuficiente para desencadenar la deglución. Como puede verse en la Fig. 25, la relajación de ambos esfínteres ocurre sin cambios en la presión de la faringe, el cuerpo del esófago o el estómago. Otra diferencia entre la relajación deglutoria y no deglutoria es que en esta última el músculo longitudinal del esfínter comienza a contraerse incluso antes que el músculo circular comience a relajarse, y se mantiene contraído durante toda la duración del fenómeno. La apertura del extremo distal del esófago se evidencia por la disminución del pH esofágico causada por el jugo gástrico. Luego de la relajación, que dura 10 a 30 s, el tono muscular liso circular y estriado vuelve a aumentar, incluso por encima del valor inicial. Los estímulos periféricos gástricos o faríngeos alcanzan el sistema nervioso por vía vagal, se integran en el bulbo y sus vías eferentes son el vago y el nervio frénico . La relajación no deglutoria es un fenómeno fisiológico que se produce en personas normales y permite eructar, es decir eliminar gas proveniente de la cámara gástrica. También se produce relajación no deglutoria durante el vómito. A pesar de que es un fenómeno normal, la exacerbación de la relajación no deglutoria es importante en el trastorno por reflujo gastroesofágico. MOTILIDAD ESOFÁGICA ALTERADA Existen diversos trastornos de la motilidad esofágica, que pueden ser secundarios a otra enfermedad (por ej., escleroderma o mal de Chagas) o Masticación y deglución Dr. Fernando D. Saraví 18 primarios. Los trastornos primarios pueden clasificarse en aquellos caracterizados por escasa contracción (motilidad ineficaz) o por contracción excesiva, como el esófago “en cascanueces” (contracciones peristálticas excesivamente intensas, a veces dolorosas) y el espasmo esofágico difuso. La falta de relajación del esfínter esofágico inferior causada por degeneración de las neuronas inhibitorias intrínsecas se denomina acalasia (del griego a, prefijo negativo, y jalasis, relajación); Fig. 26. En la acalasia el esfínter esofágico no se relaja adecuadamente con la deglución ni muestra relajación no deglutoria. En la Fig. 27 se muestran ejemplos de las variaciones de presión en la acalasia y el espasmo esofágico difuso comparadas con la condición normal. Nótese en la acalasia la elevada presión de reposo y la falta de relajación en el esfínter esofágico inferior. En cambio, en el espasmo esofágico difuso la contracción prolongada e incoordinada se produce en el cuerpo esofágico, mientras que el esfínter se relaja normalmente.
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