Carrera de Medicina – Facultad de Ciencias Químicas y de la Salud (UTMACH)
Autores: Nayerli M. Miranda R.; María M. Hurel R.; Lesly M. Orellana L.
Tutor: Dr. Roberto Eduardo Aguirre Fernandez, PhD.
El estómago es un órgano encargado de almacenar, mezclar y descomponer los alimentos, además de secretar HCl y enzimas digestivas que facilitan la digestión y eliminación de microorganismos [1]. Su actividad está regulada por el SNC mediante mecanismos neuroendocrinos y autonómicos, especialmente a través del nervio vago, que libera acetilcolina y estimula la secreción gástrica [2].
La célula parietal es el principal responsable de la producción de HCl mediante la acción de la bomba de protones que se encuentra ubicada en su membrana apical [3]. La secreción ácida está modulada por receptores estimuladores e inhibidores; por tanto, si existen alteraciones en este equilibrio, pueden generarse trastornos ácidos–pépticos [4].
El ácido clorhídrico (HCl) desempeña un papel crucial en la digestión de los alimentos, permitiendo la descomposición de nutrientes y actuando como una barrera protectora frente a patógenos ingeridos [5]. Este proceso es mediado por un grupo especializado de células gástricas, principalmente las células parietales, que secretan ácido en respuesta a diversos estímulos [6]. La secreción de ácido está regulada por una compleja red de vías neuronales, hormonales y paracrinas, que actúan en un sistema altamente coordinado [7]. Trastornos como la enfermedad por reflujo gastroesofágico (ERGE) y las úlceras gástricas han impulsado el uso de fármacos como los inhibidores de la bomba de protones (IBP), los cuales modulan esta secreción para tratar enfermedades relacionadas con la hiperacidez [8].
La mucosa gástrica tiene varias células especializadas que desempeñan funciones clave en la producción de ácido y en la protección del estómago. Entre las principales células involucradas en la secreción de ácido se encuentran las células parietales, las células principales, las células enterocromafines-like (ECL) y las células G [9].
Las células parietales, también conocidas como células oxínticas, son responsables de la secreción de HCl. Estas células se localizan en el cuerpo y el fundus del estómago, y su principal función es acidificar el contenido gástrico para facilitar la digestión de los alimentos y destruir patógenos ingeridos [10]. La secreción de HCl se lleva a cabo a través de la H⁺/K⁺-ATPasa, que intercambia protones por iones potasio, a expensas de ATP; esta bomba se encuentra en la membrana apical de las células parietales y su actividad está regulada por diversos factores [11].
Vías de regulación:
Las células principales, localizadas en las glándulas gástricas del cuerpo y el fundus del estómago, se encargan de la secreción de pepsinógeno, un precursor inactivo de la pepsina, que es esencial para la digestión de proteínas [15]. Aunque no están directamente involucradas en la producción de ácido, su función se ve complementada por la acidez del estómago, que activa el pepsinógeno en pepsina [16].
Las células ECL se encuentran en la mucosa gástrica y son responsables de la liberación de histamina. La histamina actúa como un potente secretor para las células parietales al activar los receptores H₂ y aumentar la secreción de ácido [17].
Las células G, localizadas principalmente en el antro gástrico, producen gastrina en respuesta a la distensión del estómago o la presencia de proteínas; esta es la principal hormona que regula la secreción de ácido gástrico y actúa sobre los receptores CCK₂ de las células parietales y las células ECL; la gastrina estimula la liberación de histamina y la secreción de HCl [18].
La secreción gástrica se controla por mecanismos nerviosos, hormonales y paracrinos, que actúan tanto para estimular como para inhibir la producción de ácido clorhídrico y otros componentes del jugo gástrico [19].
La retroalimentación negativa regula la secreción de ácido según el pH intragástrico. Cuando el pH desciende por debajo de 3, se estimula la liberación de somatostatina desde las células D, que inhibe las células G (gastrina), ECL (histamina) y parietales, reduciendo así la secreción de ácido. Por el contrario, durante la ingesta de alimentos, los péptidos y aminoácidos amortiguan el pH, reducen la actividad de las células D, e inducen la secreción de gastrina, reactivando el circuito secretor [27].
Las células parietales gástricas, como ya se mencionó anteriormente, se encuentran en las glándulas oxínticas del cuerpo y fundus del estómago, en las cuales son las encargadas de secretar ácido clorhídrico [28]. Su actividad está regulada por la interacción entre receptores estimuladores e inhibidores que responden a señales nerviosas, endocrinas y paracrinas [29]. Este equilibrio entre ambos tipos de receptores garantiza una adecuada digestión y la protección de la mucosa gástrica de la autolesión por exceso de ácido [30].
La estimulación de la célula parietal depende de 3 vías que son: nerviosa, hormonal y paracrina, las cuales actúan de forma sinérgica sobre receptores específicos [31]. Estos receptores activan mecanismos intracelulares distintos, pero todos convergen en activar la bomba de protones, que se encarga de secretar iones hidrógeno al lumen gástrico [32].
Los receptores estimuladores que encontramos en la célula parietal son: receptores muscarínicos M3, receptores histamínicos H₂ y receptores de gastrina (CCK₂) [33].
1. Receptores muscarínicos M3
El sistema nervioso central regula la secreción gástrica por medio del nervio vago, que libera acetilcolina cuando inicia la digestión [34]. Esta acetilcolina se une a los receptores muscarínicos M3 que se encuentran ubicados en la membrana basolateral de la célula parietal [35]. Al unirse la ACh al receptor M3 se activa la proteína G del tipo Gq que estimula la fosfolipasa C; esta enzima transforma un fosfolípido de la membrana en dos segundos mensajeros: inositol trifosfato (IP₃) y diacilglicerol (DAG) [36].
El IP₃ provoca la liberación de calcio desde los depósitos intracelulares, y el DAG, junto con el aumento del Ca²⁺, activa a la proteína quinasa C (PKC) [37].
Ambas moléculas, es decir, Ca²⁺ y PKC, inducen la fusión de las vesículas intracelulares que contienen las bombas de protones con la membrana apical de la célula parietal, lo que provoca que la bomba se active y comience a expulsar protones hacia el lumen gástrico, intercambiándolos por iones de potasio [38].
2. Receptor histamínico H₂
La histamina es liberada por las células enterochromafines que se encuentran cerca de las células parietales; su función es actuar de manera paracrina, es decir, local, sobre las células vecinas [39].
Cuando la histamina se une al receptor H₂ en la célula parietal, este activa una proteína Gs que estimula la enzima adenilato ciclasa, la cual convierte ATP en AMP cíclico (AMPc) [40].
El aumento del AMPc activa la proteína quinasa A, la cual fosforila proteínas específicas dentro de la célula, desencadenando la movilización de las vesículas con bombas H⁺/K⁺-ATPasa hacia la superficie celular y, por tanto, aumentando la actividad de la bomba; el resultado es incrementar sostenidamente la secreción de ácido clorhídrico [41].
3. Receptor de gastrina (CCK₂)
La gastrina es una hormona secretada por las células G del antro gástrico en respuesta a la distensión del estómago o la presencia de alimento; esta gastrina viaja por la sangre hasta las células parietales, donde se une a receptores CCK₂ [42].
Su mecanismo de acción es similar al de la acetilcolina, ya que también utiliza una proteína G del tipo Gq, activando la fosfolipasa C que genera IP₃ y DAG, elevando el Ca²⁺ intracelular y activando PKC, lo que provoca la activación de la bomba de protones y, por tanto, el aumento de la secreción de HCl [43].
Además, la gastrina estimula de manera indirecta la secreción ácida al unirse también a receptores CCK₂ de las células enterochromafines, promoviendo la liberación de histamina que potencia aún más la acción sobre la célula parietal [44].
La secreción ácida del estómago no solo depende de señales estimuladoras, sino también de mecanismos inhibitorios que evitan la producción excesiva de HCl y protegen la mucosa gástrica [45]. Estos receptores inhibidores actúan directamente sobre la célula parietal o de forma indirecta sobre otras células que participan en la secreción ácida, como las células G y las células enterochromafines [46].
1. Receptores de somatostatina
La somatostatina es una hormona producida por las células D, localizadas en el antro y cuerpo gástrico; actúa como un potente inhibidor paracrino y endocrino de la secreción ácida [47]. Cuando la concentración de ácido en el estómago aumenta, las células D liberan somatostatina, la cual se une a los receptores de somatostatina tipo 2 presentes en las células parietales [48].
Su efecto es inhibir el adenilato ciclasa, generando disminución de los niveles intracelulares de AMPc; dado a eso, sin AMPc, la proteína quinasa A no puede fosforilar las proteínas necesarias para movilizar la bomba de protones hacia la membrana, por lo que la secreción de ácido disminuye [49].
Cabe mencionar que la somatostatina tiene efectos indirectos sobre las células G al inhibir su acción y, por tanto, reducir la liberación de gastrina, y también sobre las células enterochromafines al reducir la liberación de histamina [50].
2. Receptores de prostaglandinas
Las prostaglandinas, sobre todo las PGE₂, son compuestos lipídicos sintetizados en la mucosa gástrica a partir del ácido araquidónico mediante la enzima ciclooxigenasa [51]. Estas sustancias se unen a los receptores de prostaglandinas tipo EP3 de la célula parietal, los cuales están acoplados a una proteína Gi; al activarse, inhiben el adenilato ciclasa, reduciendo los niveles de AMPc y, en consecuencia, la actividad de la bomba de protones [52].
Adicionalmente, el papel de las prostaglandinas no solo se limita a lo anterior, sino que también estimulan las células epiteliales del moco gástrico para producir moco y bicarbonato, creando una barrera protectora frente al ácido [53].
3. Receptor del péptido inhibidor gástrico (GIP)
El GIP es una hormona dependiente de la glucosa, producida por las células K del intestino delgado; su función es inhibir la secreción ácida y reducir la motilidad gástrica cuando el quimo pasa al intestino [54].
El GIP se une a receptores específicos en las células G y parietales, generando un bloqueo indirecto sobre la secreción de gastrina y reduciendo la actividad de la bomba de protones [55].
Los inhibidores de la bomba de protones (IBP), como omeprazol, pantoprazol, esomeprazol, lansoprazol, dexlansoprazol y rabeprazol, son profármacos que se activan en el medio ácido del canalículo secretor de la célula parietal [56].
Tras su absorción intestinal, se concentran en los canalículos donde el pH bajo induce su doble protonación, convirtiéndolos en formas activas (sulfenamidas o sulfenatos) que reaccionan con la H⁺/K⁺-ATPasa, enzima responsable del paso final de la secreción ácida gástrica [57].
Una vez activados, los IBP forman enlaces covalentes tipo disulfuro con residuos de cisteína del dominio luminal de la bomba de protones, principalmente en Cys813, aunque diferentes IBP se unen también a Cys822, Cys892 o Cys321, generando una inhibición funcionalmente irreversible hasta que se sintetizan nuevas bombas [58].
Aunque su vida media plasmática es corta, los efectos duran de 24 a 48 horas, ya que dependen de la velocidad de recambio enzimático y no de la concentración plasmática. Por ello, los IBP deben administrarse antes de las comidas, momento en que se activa el mayor número de bombas de protones [59].
Las diferencias estructurales entre IBP determinan variaciones en la estabilidad del enlace covalente y en la duración de la inhibición:
Como consecuencia, la inhibición de la H⁺/K⁺-ATPasa disminuye la secreción de HCl, aumenta el pH intragástrico y favorece la cicatrización de lesiones ácido-relacionadas, como úlcera péptica o reflujo gastroesofágico [63].
La producción de ácido clorhídrico en el estómago depende de la interacción coordinada entre mecanismos nerviosos, hormonales y paracrinos que garantizan una digestión eficiente y la protección contra microorganismos ingeridos.
Las vías estimuladoras, mediadas por la acetilcolina, la gastrina y la histamina, activan de forma conjunta la bomba H⁺/K⁺-ATPasa de las células parietales, mientras que distintos mediadores inhibitorios, como la somatostatina, las prostaglandinas y la secretina, limitan la secreción para evitar daños en la mucosa. Este equilibrio se ajusta de manera continua mediante la retroalimentación basada en los cambios de pH intragástrico.
Cuando este sistema regulador se altera, pueden desarrollarse enfermedades como la ERGE y las úlceras pépticas, lo que ha impulsado el uso clínico de los inhibidores de la bomba de protones (IBP). Estos fármacos reducen de manera sostenida la secreción ácida al bloquear la actividad de la H⁺/K⁺-ATPasa, facilitando la recuperación de la mucosa y el control de los síntomas. Comprender la fisiología de la secreción gástrica y la acción de los IBP es fundamental para optimizar el tratamiento de los trastornos relacionados con la hiperacidez y mejorar los resultados clínicos.