Subido por ximebeatle505

Fisiologia-Animal-Basica-Carlos-Armando-Alvarez-Diaz

Anuncio
Edición y corrección: Lic. Mayra del Águila Muñiz
Diseño de cubierta: Lic. Marcelino Fernández Acosta
Realización: Leonardo Fernández del Río
Diagramación: Lilia Rodríguez Goytizolo
© Colectivo de autores, 2009
© Sobre la presente edición:
Editorial Félix Varela, 2009
ISBN 978-959-07-1027-8
Editorial FÉLIX VARELA
Calle A No. 703, esq. a 29
Vedado, La Habana, Cuba.
ÍNDICE
Prólogo / VII
Capítulo 1. MEDIO INTERNO / 1
Introducción / 1
Las células como unidades vivas del cuerpo / 3
Líquidos corporales / 12
Equilibrio hídrico / 13
Composición de los líquidos corporales / 16
Homeostasis / 17
Regulación de las funciones corporales / 22
Características de los sistemas de control / 27
Capítulo 2. SANGRE, COAGULACIÓN E INMUNIDAD / 29
Introducción / 29
Volemia / 30
Características físico-químicas de la sangre / 31
Composición de la sangre / 33
Elementos formes de la sangre / 41
El mecanismo de la coagulación / 50
Generalidades de inmunidad / 58
Capítulo 3. SISTEMA CARDIOVASCULAR / 61
Introducción / 61
Sistema especial de excitación conducción / 63
Fundamento e importancia del electrocardiograma (ECG) / 67
El corazón como bomba / 73
Ciclo cardíaco / 74
Regulación de la actividad cardiovascular / 77
Circulación sanguínea / 92
Presión sanguínea / 95
Circulación capilar / 97
Sistema linfático / 105
IV
Capítulo 4. SISTEMA RESPIRATORIO / 109
Introducción / 109
Consideraciones anátomo-funcionales / 111
Vías de conducción del aire y pulmones / 112
El tórax y su conjunto estructural motor / 117
Control neuroendocrino de las vías respiratorias / 119
La ventilación pulmonar / 120
Intercambio gaseoso entre los pulmones y la sangre, transporte
de los gases respiratorios por la sangre e intercambio gaseoso
entre la sangre y los tejidos / 127
Regulación de la respiración / 137
Ejercicio y regulación de la respiración / 150
Respiración en el feto / 152
Respiración en el recién nacido / 153
Capítulo 5. SISTEMA DIGESTIVO / 155
Introducción / 155
Factores que intervienen en el proceso digestivo /157
El acto fisiológico de ingestión de los alimentos / 159
Prehensión de los alimentos / 165
Masticación / 169
Insalivación / 173
Deglución / 179
Esfínter esofágico caudal o cardias / 184
La digestión gástrica en el estómago monocavitario, su papel
digestivo y actividad motora / 185
El proceso digestivo y la motilidad del intestino delgado / 207
Tránsito por el esfínter ileocecal / 240
El proceso digestivo y la motilidad del intestino grueso / 241
El mecanismo de la defecación / 254
Gases en el tracto gastrointestinal / 258
Capítulo 6. SISTEMA RENAL / 261
Introducción / 261
Recuerdo anátomo-histológico y particularidades circulatorias / 263
Función glomerular / 270
Función tubular / 276
Papel de los riñones en el equilibrio hídrico / 287
Papel de los riñones en el equilibrio electrolítico / 291
Control de la osmolaridad / 295
V
Papel de los riñones en el equilibrio ácido-básico / 296
Características físico-químicas de la orina / 302
Sistema excretor renal / 306
Mecanismo de la micción / 309
Capítulo 7. FISIOLOGÍA DE LA PIEL / 315
Introducción / 315
Recuerdo histológico / 320
El pelo / 326
Las plumas / 330
La muda / 331
Glándulas sudoríparas / 332
Glándulas sebáceas / 338
Adaptaciones de la piel en función a las condiciones
ambientales / 339
Capítulo 8. SISTEMA NERVIOSO / 341
Introducción / 341
La neurona. Unidad funcional del sistema nervioso / 345
Sinapsis / 349
Receptores / 352
El reflejo, actividad básica funcional del sistema nervioso / 355
Sistema Nervioso Central o Somático (SNC) / 356
Nivel medular / 359
Nivel Encefálico Bajo (NEB) / 372
Nivel Encefálico Alto (NEA) / 386
Los reflejos condicionados / 407
Sistema Nervioso Vegetativo (SNV) / 411
Papeles fisiológicos del sistema nervioso simpático / 415
Papeles fisiológicos del sistema parasimpático / 417
Capítulo 9. SISTEMA ENDOCRINO / 418
Introducción / 418
Características generales de las glándulas endocrinas / 422
Concepto actual de hormona / 424
Regulación de la secreción hormonal / 427
Naturaleza química de las hormonas / 435
Principales glándulas endocrinas / 437
Órganos endocrinos transitorios / 439
Mecanismo de síntesis hormonal / 439
Transporte de las hormonas / 443
VI
Receptores hormonales / 444
Mecanismo de acción hormonal a nivel celular / 447
Control hipotalámico de la secreción hipofisaria / 452
Lóbulo anterior de la hipófisis / 457
Hormona del crecimiento (GH) / 457
Gonadotropinas / 460
Prolactina (PRL) / 461
Hormona estimulante del tiroides (TSH) / 465
Hormona adrenocorticotropa (ACTH) / 475
Medula adrenal / 479
Lóbulo intermedio de la hipófisis / 479
Lóbulo posterior de la hipófisis / 480
Hormona antidiurética (ADH) / 481
Oxitocina / 482
Regulación de la calcemia / 484
Regulación de la glicemia / 497
Bibliografía / 510
PRÓLOGO
La Fisiología, importante rama de la Biología, tiene como misión estudiar el desarrollo, de forma secuente y concatenada, de los procesos vitales que garantizan la vida. La Fisiología de los vertebrados
superiores requiere de conocimientos precedentes referentes a la
constitución morfológica del cuerpo (Zoología, Anatomía e Histología),
su composición química (Química Orgánica y Bioquímica) y los procesos
fisicoquímicos que en él se desarrollan (Biofísica y Metabolismo).
Como ciencia en general, la Fisiología presenta un marco en su sistema de conocimientos que la hacen, sobre todo, una ciencia de
observación y experimentación. La Fisiología de los animales domésticos, surgida como ciencia a mediados del siglo XVIII con la creación
de las primeras escuelas de Medicina Veterinaria en Europa, tiene
que ser aplicada y comparada.
El proceso de enseñanza de las Ciencias Fisiológicas, en los nuevos
modelos educacionales que se ejecutan en las universidades, reconoce diversos matices y formas de articulación curricular que varía
de una a otra institución, dependiendo del esquema global de formación del profesional en cada una, lo cual refleja los propósitos
institucionales inscritos en el contexto general de cada país, por lo
que enfoque, contenidos y métodos de enseñanza deben permanecer abiertos a las posibilidades de cambio mediante su confrontación con la realidad práctica profesional y los objetivos que la sociedad
demanda del egresado.
Está bien claro que en las condiciones actuales del desarrollo científico-técnico, las innovaciones en la práctica profesional hacia una
aplicación cada vez mayor a los problemas de la producción de alimentos relacionados con los animales de granja o la atención a los
animales afectivos y sociales, tienen que reflejarse en forma creciente en aquellos aspectos del currículum orientados a fortalecer
la capacitación de los profesionales graduados.
VIII
El enfoque y por lo tanto el objetivo de la Fisiología Humana en los
estudios de medicina, no es, bajo ningún concepto, el mismo de la
Fisiología Veter inaria en los estudios del médico veterinario
zootecnista. Mientras que la primera explica el funcionamiento del
cuerpo humano como objetivo instructivo único, la segunda debe
estudiar al menos ocho especies de animales de granja y afectivos
que la hacen esencialmente una ciencia comparada.
Es un hecho indiscutible que ante esta situación, nuestros estudiantes de pregrado están frente a un sistema de conocimientos
abrumador y prácticamente imposible de alcanzar de prevalecer el
“vicio tradicional” del enfoque mezclado Fisiología Humana-Veterinaria, por lo que en primera instancia, es necesario definir con claridad
y exactitud los objetivos instructivos que deben regir el proceso docente de esta disciplina y que la misma se distinga por un enfoque
comparado y aplicado.
En la carrera del médico veterinario, es tradicional la orientación,
organización y desarrollo del programa de Fisiología Animal en un
sistema de conocimientos estructurado por temas ordenados que
explican el funcionamiento de los sistemas de una forma individual,
muchas veces con un nivel de profundidad innecesario, que unido a
una organización por semestres independientes, no permite que los
estudiantes puedan entender, adecuadamente, la integralidad del
funcionamiento del cuerpo animal como una unidad monolítica. Esta
situación determina que los libros de textos clásicos estén elaborados también con este criterio, lo que en cierta forma, limita el nivel de
integración y aplicación de los conceptos fisiológicos en el campo de
la medicina veterinaria y la zootecnia. Ello, a su vez, dificulta que el
estudiante de pregrado y el futuro profesional puedan tener conciencia de la importancia y aplicación de estos conocimientos en la
interpretación de los complejos fenómenos que acontecen en los
animales de granja insertados en un sistema productivo.
En consecuencia, es necesario que la Fisiología Animal se proyecte
como una herramienta sólida, capaz de garantizar un nivel de conocimientos adecuado, abordando conceptos importantes con un carácter integral.
En la actualidad, la Fisiología Veterinaria, en nuestro sistema
curricular, contempla una Fisiología Básica, que desarrolla la generalidad del funcionamiento de los órganos, sistemas y mecanismos
de control que garantizan la armonía funcional del cuerpo animal
IX
como un todo en su relación con el medio ambiente y una Fisiología
Aplicada que basa su sistema de conocimientos y habilidades en
aspectos fisiológicos relativos a la producción y la salud, las cuales
son de extraordinario interés para el futuro profesional.
El presente libro ha sido concebido con el objetivo de satisfacer los
requerimientos del sistema de conocimientos del programa de
pregrado de la asignatura Fisiología Básica en nuestra carrera, en
su proyección actual en el Plan de Estudios, por lo que desarrolla la
generalidad del funcionamiento de los sistemas corporales, a partir
del concepto de medio interno como forma de comprender la armonía funcional del cuerpo animal. La proyección de una forma comparada, al abordar aspectos morfofuncionales específicos de las
diferentes especies de animales domésticos, permite estudiar tópicos de interés para el futuro profesional. Los aspectos aquí abordados se complementan, como una unidad, con los tratados en el
libro Fisiología Animal Aplicada, por lo que ambos conforman el sistema de conocimientos de la disciplina.
El propósito de los autores es brindar un material de lectura clara
con un ordenamiento lógico y una información científica directa y
actualizada en función del cumplimiento de los objetivos del programa. No es un libro definitivo, es simplemente, un primer paso hacia
el futuro en el enfoque transdisciplinario a la Fisiología Animal. Esperamos que sea todo lo útil que nos propusimos y les permita “aprehender” esta ciencia que garantiza conocer cómo funciona el cuerpo
animal.
Capítulo
1
MEDIO INTERNO
INTRO DUCCIÓ N
Los organismos unicelulares se originaron en el agua mucho tiempo antes
que se desarrollaran los animales pluricelulares. La aparición de las formas de la vida animal y su movimiento hacia la tierra fueron acompañadas de un desarrollo de los fluidos corporales que reproducían las condiciones
acuáticas primordiales, de manera que todas las células del organismo animal están bañadas por agua, y por lo tanto, los animales superiores mantienen en su cuerpo el ambiente original de las células primitivas. Las funciones
normales de los tejidos dependen en primera instancia de la composición
de este fluido. Los animales, desde la forma más simple hasta la más
compleja, toman del medio circundante la materia y la energía y devuelven los productos finales del catabolismo.
El sabio francés Claude Bernard, en 1856, describió un concepto fundamental para comprender el funcionamiento del organismo animal en su
unidad como un todo, al expresar que el medio ambiente donde viven los
animales, con sus diferentes indicadores tales como aire, radiación solar,
temperatura, viento, lluvia, etc., no es en ningún momento el medio externo de las células, al considerarlas individualmente, definiendo de manera
acertada como medio interno o milieu interieur al líquido intersticial que
las baña y al plasma de la sangre con el que este intercambia, así como
con el plasma de la linfa que coopera en la estabilidad del líquido intersticial,
por lo que estos líquidos se corresponden realmente con el medio externo
de las células. Mientras que el animal intercambia directamente con el
medio ambiente, sus células lo hacen con el medio interno, por lo que se
establece una relación funcional entre células, líquido intersticial y plasma
sangre-linfa de forma tal que se garantiza a todas y cada una de ellas, en
la economía animal, la posibilidad de recibir los nutrientes necesarios para
su actividad metabólica, al tiempo que se asegura la eliminación de los
productos de excreción resultantes de esta actividad. El establecimiento
2
del medio interno garantiza la vida, el desarrollo y el cumplimiento óptimo
de las funciones celulares. Mediante el plasma de la sangre las células
reciben los nutrientes y eliminan los productos de excreción, a través de
la linfa se mantiene la constancia del volumen, presión y concentración
de proteínas del líquido intersticial, al tiempo que participa en procesos
de absorción y defensa. (Ver Fig. 1.1.).
F i gu r a 1.1. El medio interno.
El medio interno surge como producto de la necesidad para desarrollar la
vida en los animales pluricelulares. En la escala filogenética de desarrollo
evolutivo de los metazoos, hasta el nivel de organismos diblastos, como
esponjas y celentéreos, que a pesar de poseer dos capas de células
estas intercambian directamente con el medio, debido a su amplia superficie, no es necesaria la presencia del medio interno, pero a partir de los
triblastos, animales con tres capas blastodérmicas, fue necesaria la aparición y evolución del medio interno que evolucionó conjunta y simultáneamente con la evolución del continente o cavidades, el contenido o líquido
biológico y las funciones que estos efectúan.
El espacio intersticial representa la cavidad más primitiva del organismo,
al tiempo que el líquido aquí presente, el intersticial, es también el más
3
primitivo. Es solo a partir de la aparición de los vasos sanguíneos del mesodermo que se constituye la cavidad típica (cavidad vascular) del medio
interno circulante, al establecerse un circuito cerrado de circulación formado por el corazón (bomba) y el sistema vascular (circulación), por lo que de
esta forma la sangre se constituye en el líquido especializado de los vertebrados
con el desarrollo de múltiples y complejas funciones, al igual que la linfa que
en su sistema vascular abierto, intersticios celulares-circulación sanguínea, es un fundamental sistema controlador del medio interno.
LAS CÉ LULAS CO M O UNIDAD E S VIVAS D E L CUE RP O
En los organismos unicelulares, todos los procesos que garantizan la vida
ocurren en una célula simple. A medida que se produce el desarrollo evolutivo de los organismos pluricelulares, las células se van agrupando para
formar los tejidos, con funciones específicas, y así dar lugar a la conformación de los órganos y sistemas que, cumpliendo con su actividad particular, ga rantizan e n su rela ción funci onal la integridad del cuerpo como
una unidad. La célula es la unidad básica de la vida. En esta unidad se
desarrollan los caracteres comunes propios de lo vivo, como son la alimentación, la respiración, la circulación, el metabolismo (uso y transformación de la energía), la excreción, el crecimiento, la reacción a los
estímulos y la capacidad de reproducción. El ciclo de vida de una célula se
extiende desde la mitosis de origen hasta la mitosis de división, por lo que
la individualidad celular de una nueva célula comienza con la mitosis. Según la característica de reproducción, las células se clasifican en no r e p r i mi da s que se caracterizan por una reproducción muy rápida y ciclo de
vida corto como las células de la médula ósea roja, donde se forman
constantemente las células sanguíneas, las células germinativas del epiteli o intestinal que producen lo s enter ocitos, las cé lulas del estra to
ger minativo de la epidermi s y l os espermatoci tos productore s de los
esper matoz oides, r e p r i mi d a s r e l a ti va me n te co mo la s cél ulas del
músculo liso, en donde la represión o control inhibitorio disminuye la reproducción durante años y r e p r imi da s las células nerviosas (neuronas) y
del músculo estriado que tienen la reproducción reprimida, por lo que no
se reproducen en absoluto, extendiéndose su ciclo de vida celular por
toda la vida del animal.
Una célula viva está formada por dos partes principales: núcleo y citoplasma, separados entre sí por la membrana nuclear, los líquidos que la rodean y la membrana celular o citoplasmática. Cualquier célula típica en
los animales pluricelulares o metazoos es de tipo eucariota (eu, verdade-
4
ro; kario, núcleo). El núcleo constituye el centro de control para todas las
actividades celulares, por lo que la a ctivación y repre sión de este centro
de control deter mina la síntesis de todas la s pr oteínas, a par tir del
potenci al ge néti co (DNA) que determina la di fere nciación de la s cé lulas. To das l as célula s po seen cara cter ísticas comune s, a unque exi ste
una absoluta cor respo ndencia e ntre estructura y función, en e l pl ano
cel ular y mo lecul ar. La estructura de la célula, e specialme nte su or ganiz ación molecular y su a sociación con otras cé lulas para constituir los
tej idos, se corre sponde si empr e con la funci ón que re aliza n. El sistema membranoso re sulta de impo rtancia para la re gula ción del ingr eso
y salida de dive rsos comp uesto s (funció n tró fica o de regulaci ón p ara
el inte rcambio nutrie ntes-productos de elimi naci ón o en a lguna s cé lulas corporale s como las nerviosas y musculares para la excita ción, transmi si ón y r espue sta de l os estímul os), l a pre se nci a de receptor es
hor mona les y la capacidad para transfor mar un estímul o en impulso
ner vioso. Además, el impor tante papel que a veces desempeña en la
cap taci ón de macr omol écula s, mi croo rgani smos y pa rtici pació n en el
sistema inmunita rio (función de di gestión y defensa ). El citopla sma
mue stra grandes difer enci as de estr uctura y orde nació n, según la función de las células. El sistema mitocondrial, donde se desarrolla la mayor
par te de la re spiración celular proporcio na a l as cé lulas, por oxidación
del hidr ógeno, gr an ca ntidad de fosfato de al to po tencial e nergé tico , y
el núcl eo cuya funció n es la de actuar como soporte de los facto res
her editarios, a travé s de l áci do de soxi rribo nucl eico (DNA) que tra nspor ta l a información heredada genéticame nte, indi spensable para el
mantenimiento de toda célula.
Todo órgano es un agregado de células diferentes, mantenidas en posición por estructuras intercelulares de sostén. Cada tipo de célula está
especialmente adaptada para llevar a cabo una función especializada.
Por ejemplo, los glóbulos rojos o eritrocitos transportan los gases respiratorios, O2 de los pulmones a los tejidos y CO2 en sentido inverso, mediante
la circulación sanguínea por la actividad del sistema cardiovascular, o las
neuronas, unidad anátomo-funci onal del sistema nervioso, se caracterizan por ser excita bles. Es cierto que morfológica y funcionalmente muchas células del cuerp o difiere n entre sí, pero no es menos cierto que
todas tienen caracterí sticas básicas comunes, como son las sustancias
nutritivas para el mantenimiento de la vida y la forma casi idéntica de
utilización de estas (O2 , glucosa, aminoácidos, lípidos, vitaminas, minerales, agua, etc.), así como los productos de excreción de la actividad de
vida metabólica.
5
El cuerpo animal está formado por múltiples células especializadas que
realizan funciones diferentes, tal como ocurre con los enterocitos y las
neuronas. Lo anterior se debe al proceso evolutivo de adaptación que
garantiza que cada especialización celular esté acorde con la función específica que la misma desarrolla en el cuerpo animal como una unidad
funcional. Un ejemplo de lo planteado es los glóbulos rojos o eritrocitos,
que por su principal función en el transporte de los gases respiratorios
hacia y desde los tejidos se diferencia del resto de las células, en los
mamífero s por que ca rece de núcleo, mientras que en las aves son
nucleados. Otro ejemplo puede verse en relación con las células de los
estratos cutáneos que tienen características más o menos diferentes,
según el lugar y funciones que desempeñen, tal como ocurre con las almohadillas plantares en perros y gatos, los cascos en los solípedos, los
cuernos en los rumiantes, la piel del escroto en el macho y de la vulva y
mamas en la hembra, etc. Las estructuras componentes de las células
son: membrana citoplasmática, citoplasma, organelos citoplamáticos y
núcleo.
La me mbr a na ci to p l a smá ti ca es el límite exterior del cuerpo celular, lo
que separa al líquido intracelular (LIC) del extracelular (LEC). La membrana celular conforma una estructura fina casi líquida y elástica compuesta,
desde el punto de vista químico, en gran parte por proteínas (55 %), lípidos
(42 %) que comprenden fosfolípidos (26 %), colesterol (13 %), otros lípidos (3 %)
y carbohidratos (3 %). Las membranas biológicas están organizadas por
una doble capa de lípidos que las hace permeables y que solo se abre
mediante portadores. Por la disposición de la doble capa de lípidos las
superficies externa e interna son hidrófilas (polar), debido al radical fosfato
de los fosfolípidos y los radicales hidroxi del colesterol que son capaces
de llevar una carga eléctrica, mientras que la zona medial es hidrófoba
(no polar) producto de su constitución por una cadena de hidrocarbonos
de ácidos grasos. Las porciones lipófilas se atraen mutuamente, estabilizando el centro de la membrana. Las proteínas no se distribuyen de forma determinada y difieren mucho en número y masa molecular. En función
de su ubicación en la matriz lipídica se clasifican en integrales, globulares
o intrínsecas que atraviesan ambas capas de lípidos y aparecen en una o
ambas superficies, interna o citoplásmica, externa o intersticial y periféricas
o extrínsecas, en gran parte son enzimas solubles en agua, que se adhieren ya sea a proteínas globulares sobre la superficie citoplasmática o a la
región polar sobre la superficie interna o externa de la membrana. La
diversidad y ubicación de las proteínas determina la variabilidad en los
tipos de membrana y de conexiones.
6
La doble barrera lipídica de la membrana celular hace que la misma sea
impermeable al agua y a los compuestos hidrosolubles como glucosa, urea,
iones y otros. La presencia de proteínas asegura la vía adecuada para el
intercambio de estas sustancias hidrosolubles. Las proteínas globulares
forman poros o conductos de luz no estable, ya que pueden reducirse por
efecto de iones de calcio en las neuronas o aumentarse por efecto de la
hormona antidiurética (ADH) en las células de la rama gruesa de Henle y
el tubo contorneado distal de las nefronas; partículas hidrosolubles de
pequeña talla como agua, urea, sodio y potasio pasan a través de estos
poros con relativa facilidad.
Los carbohidratos presentes en las membranas plasmáticas están unidos a las proteínas (glucoproteínas) o a los lípidos (lipoproteínas) sobre la
superficie externa, formando una capa filamentosa o glucocáliz que protege a las células contra enzimas proteolíticas, facilita la absorción de
moléculas como proteínas, ácidos nucléicos, y virus, al tiempo que contribuye a la agregación de varias membranas plasmáticas para la formación
de un tejido.
La membrana celular, además de ser el límite exterior de la célula, asegura
el transporte de sustancias hacia y desde esta, por procesos de transporte activo y pasivo, participa en la transferencia iónica que permite la diferencia de los potenciales eléctricos entre su superficie externa e interna,
para generar los potenciales de membrana y la actividad metabólica celular por medio de receptores hormonales presentes en su superficie externa. La membrana celular es capaz de propiciar en algunos casos la captura
y absorción de grandes partículas por la célula, mediante el proceso de
endocitosis (fagocitosis) cuando se trata de bacterias, virus o fragmentos
de células y la pinocitosis, con l as macromoléculas. La expul sión de
macromoléculas de la célula se denomina exocitosi; durante este proceso
productos intrace lulares como hormonas, enzimas, proteínas, polisacáridos y gotas lipídicas, son transportados hacia el líquido intersticial.
El ci to pl a sm a , separa do del medi o cir cunda nte por la membr ana
plasmática, está constituido por una base líquida, el hialoplasma, que se
divide en ectoplasma ubicado en la inmediatez con la membrana, generalmente gelificado, y el endoplasma que se corresponde con la parte interna
del citoplasma en contacto con la membrana nuclear, que mantiene la característica fluida. Es en el hialoplasma o cuerpo celular donde se encuentran los componentes celulares obli gatorios (organelos), las distintas
estructuras inconstantes (inclusiones), las partículas dispersas y el núcleo.
Los o r ga ne l o s ci to p l a smá ti co s incluidos en el hialoplasma se clasifican en me mbr a no so s y e x tra me mbr a no so s. Las estructuras membra-
7
nosas, mitocondrias, lisosomas, aparato de Golgi, retículo endoplasmático y
peroxisomas, son compartimientos, individuales o unidos entre sí, por lo que
su contenido es de composición, propiedades y funciones específicas.
Las mi to co ndr i a s, conocidas como centrales energéticas o almacenes
de energía celular, son los organelos responsables de aportar importantes cantidades de energía para el trabajo celular; distribuidas en el citoplasma de todas las células, su número, depende del gasto energético de
la célula y tienen forma y diámetro variables. La función fundamental de
las mitocondrias es la síntesis del adenosintrifosfato (ATP), que se efectúa como resultado de los procesos de oxidación de sustratos orgánicos y
la fosforilización del ADP (ciclo de Krebs); la presencia de una doble membrana (externa e interna) y el plegamiento de la interna en donde se encuentran las enzimas oxidativas de la célula y que permite formar una
cavidad interna llena de una sustancia gelatinosa llamada matriz, la cual
contiene grandes cantidades de enzimas disueltas, determinan un potente trabajo enzimático oxidativo de los nutrientes con la consiguiente producción de CO2 y agua, además, el empleo de la energía producida en la
síntesis del ATP que es utilizado por la célula para cumplimentar sus requerimientos energéticos.
Los l i so so ma s, distribuidos por todo el citoplasma, son diferentes tipos
de vacuolas con contenido muy heterogéneo que conforman el denominado sistema digestivo intracelular. Los lisosomas contienen una poderosa batería enzimática hidrolítica (se describen más de 40 hidrolasas) entre
las que cuentan proteinasas, nucleasas, glucosidasas, fosfatasas y lipasas;
los lisosomas se forman a partir de la actividad del retículo endoplasmático.
La actividad hidrolítica o digestiva de los lisosomas es desarrollada cuando estos se adhieren a las paredes de las vacuolas fagocíticas o pinocíticas
para descargar en estas su contenido, originándose entonces las denominadas vesículas digestivas, al desarrollarse la hidrólisis de las macromoléculas hasta moléculas pequeñas que posteriormente difundirán a través
de la membrana vesicular hacia el citoplasma. Lo que queda de las vesículas digestivas, que co ntienen sustancias no digeribles, sustancias
digeribles pero no digeridas y sustancias digeridas parcialmente, conforman los llamados cuerpos residuales o telolisomas, en donde se efectúa
la condensación del contenido; a menudo en estos cuerpos residuales se
observan estructuras estratificadas complejas de lípidos; la mayoría de
estos cuerpos residuales se excretan por exocitosis. En los lisosomas también se depositan sustancias pigmentarias y en el hombre, durante el
envejecimiento, se deposita el denominado “pigmento de envejecimiento
o lipofuscina” en las células cerebrales y hepáticas.
8
El a p a r a to de Go l gi es un complejo laminar representado por estructuras membranosas que se reúnen en una pequeña zona del citoplasma,
conoci da como di ctiosoma donde se observan multitud de pe queñas
vacuolas localizadas, de preferencia, en las partes periféricas del complejo laminar. Las estructuras membranosas del complejo laminar participan
en la segregación y acúmulos de productos sintetizados en el “retículo
endoplasmático”, así como en sus reconstrucciones químicas y maduración, además posee la capacidad de sintetizar moléculas de carbohidratos
que no pueden formarse en el retículo endoplasmático (ácido salicílico,
fructuosa y gal actosa). Otra capaci dad en este organel o es sinte tizar
polímeros de sacáridos (ácido hialurónico y condroitinsulfato). La síntesis
de polisacáridos y su conjugación con las proteínas permite la formación
de mucoproteinas. Las vacuolas del aparato de Golgi se caracterizan por
su constitución, principalmente, proteica y bajo contenido en carbohidratos
que difunden rápidamente por toda la célula o pueden ser expulsadas de
esta por exocitosis. Las vacuolas del complejo laminar del aparato de Golgi
dan lugar a los lisosomas.
Compo nente del sistema único vacuo lar del citoplasma, el r e tí cu l o
e ndo p l a smá ti co representa un conjunto de vacuolas, sacos membranosos aplanados o formaciones tubulares que originan una malla o retículo membranoso en el citoplasma. Se observan dos tipos de retículos:
granular o rugoso y agranular o liso. El retículo endoplasmático se caracteriza por estar formado por membranas de doble capa lipídica con paredes
con una elevada concentración de enzimas proteolíticas. La función general de este organelo citoplasmático está estrechamente vinculada con la
actividad del aparato de Golgi, ya que ambos se complementan en la síntesis de la mayor parte de las sustancias necesarias para la vida de las
células.
El retículo endoplasmático granular puede presentarse como membranas
aisladas o acúmulos locales de las mismas, denominados ergastoplasma
y son propios de las células que sintetizan activamente proteínas secretoras. Este tipo de retículo se caracteriza por el alto número de ribosomas
que están unidos a la superficie externa de sus membranas (de ahí su
nombre de rugoso), cooperando en la síntesis de proteínas secretadas
por una célula determinada, de manera que las células ricas en ergastoplasma sintetizan proteínas necesarias para la actividad de otras células
o para el desarrollo de funciones importantes como son las células de las
glándulas propias y accesorias del sistema digestivo (enzimas digestivas),
los hepatocitos (proteínas del plasma sanguíneo), las células del sistema
endocrino (hormonas), etc. De lo antes expresado se infiere que el retículo
9
endoplasmático granular se relaciona con actividades de vital importancia para la vida, al participar activamente en los procesos anabólicos
proteicos como son la síntesis de proteínas exportadas de sus ribosomas,
en su separación de la masa total de proteínas celulares en las cavidades
membranosas, en su transporte hacia otras partes del cuerpo celular, en
su modificación química y en su condensación local, al tiempo que desarrolla un papel activo en la síntesis de muchos componentes estructurales de múltiple s membranas celulares gracias a su capacidad para
conjugar rápidamente las moléculas de proteínas con carbohidratos, formando glucoproteínas que se repliegan; gran parte de aquellas que se
originan en los ribosomas del citosol son proteínas libres. Las proteínas
producidas por los cuerpos neuronales son transportadas a lo largo del
eje axónico (transporte axoplásmico) hacia los botones sinápticos (terminaciones axiales).
El retículo endoplasmático agranular o liso no presenta ribosomas adosados
a sus paredes membranosas. Su actividad metabólica se encuentra relacionada con el metabolismo de los lípidos y algunos polisacáridos estructurales. En este organelo se sintetizan triglicéridos y lípidos, el mismo se
encuentra fuertemente desarrollado en las células corticales de las glándulas adrenales que sintetizan hormonas esteroidales. Otras funciones
del retículo agranular son la hidrólisis del glucógeno para la obtención de
energía, el alto poder detoxicante de compuestos dañinos para la célula
como son algunos fármacos que gracias a su alto contenido en enzimas
desarrollan procesos de coagulación, oxidación, hidrólisis, conjugación con
ácido glucorónico, que neutralizan estos productos tóxicos, también en la
musculatura estriada le corresponde al sistema canalicular endoplasmático
agranular rodear cada miofibrilla y cumplir la función especial de depositar los iones de calcio, lo que en presencia del ATP le permite absorber y
acumular activamente este ion, favoreciendo el relajamiento o distensión
de la fibra muscular.
Los p er o x iso mas son pequeños cuerpos ovalados con límite membranoso
que tienen su origen en los extremos ensanchados de la cisterna del retículo endoplasmático, además son constituyentes típicos de las células
hepáticas y renales. Estos organelos desarrollan un importante papel para
el mantenimiento de la vida celular, por cuanto en su fracción se encuentran enzimas oxidativas de aminoácidos que durante su trabajo ge neran
una i mportante cantidad de peróxi do de hidrógeno, sustancia que es
altamente tóx ica para otros sistemas enzimáticos de la cé lula, po r eso
tiene que ser neutraliza do gracias a la elevada conce ntración de la enzima catalasa presente en este organelo. Los pri ncipales organelos no
10
me mbra nosos son los riboso mas y poli somas l ibr es, así co mo l os
microtúbulos y los centríolos.
Los r i bo so ma s constituyen los órganos sintetizadores de proteínas celulares, a estas estructuras llegan tres tipos de RNA procedentes del núcleo, estos son: el RNAm (mensajero) que contiene el código genético
(tiene los codones), el RNAt (transferencia) que transfiere aminoácidos
(aa) y lleva los anticodones y el RNAr (ribosomal) que es la parte más
abundante (60 %), donde se ensamblan y forman las moléculas de proteínas. Estos organelos no membranosos, presentes en todas las células
vivas, se originan en el nucléolo y efectúan la síntesis de las moléculas
proteicas y polipéptidas que se describen a nivel celular. En los polisomas
libres se produce la síntesis de las proteínas indispensables para cubrir
las necesidades propias para el mantenimiento de la vida celular.
El papel principal del si ste ma de mi cr o túbul o s ci to pl a smá ti co es el
de crear un armazón (citoesqueleto) intracelular elástico y estable que
mantiene la forma de la célula. Estos componentes fibrilares son estructuras pro teicas sin constitució n membr ano sa. En e l citoplasma l os
microtúbulos pueden crear formaciones complejas temporales como es
el huso durante la división celular. El sistema de microtúbulos forma parte
de organoides especiales de alta complejidad como son los centriolos y
los corpúsculos basales que también son unidades fundamentales de los
cilios y flagelos, estos últimos son órganos motores de los espermatozoides.
En el sistema de filamentos del citoplasma se encuentran las microfibrillas
y los microfilamentos. Las microfibrillas entran a formar parte del esqueleto de sostén celular, mientras que los microfilamentos son aparatos
contráctiles intracelulares constituidos por proteínas contráctiles como
actina, miosina y tropomiosina que aseguran, tanto la movilidad celular
durante el desplazamiento ameboideo de los leucocitos como la mayoría
de los movimientos intracelulares, por ejemplo: el flujo citoplasmático, el
movimiento de las vacuolas, las mitocondrias y la división celular.
Los ce ntr i o lo s son organelos no membranosos y en las células que se dividen participan en la formación del huso durante la división, al situarse en sus
polos. En las células que no se dividen los centriolos determinan, generalmente, la polaridad de estas, localizándose cerca del complejo laminoso.
Los cilios y flagelos son organelos especiales del movimiento presentes
en células específicas del organismo animal. En su accionar para el movimiento, cilios y flagelos no disminuyen su longitud, por lo que no es correcto hablar de proceso contráctil. En los cilios, la trayectoria del movimiento
es disímil, al describirse variedades como el pendular y en forma de gancho u ondulatorio; generalmente este tipo de movimiento en el organismo
11
animal está asociado a células inmóviles que desplazan líquido y partículas corpusculares, tal como se observa en las células de la mucosa tráqueobronquial, además los cilios se constituyen en importantes estructuras
del sistema receptor para los órganos de los sentidos de la audición y el
equilibrio, el olfato y el gusto. El ejemplo más típico del movimiento flagelar, en las células móviles, es el espermatozoide. Su desplazamiento, por
el sistema genital femenino, tiene el objetivo de acudir al encuentro con el
óvulo para el proceso de la fecundación.
En el citoplasma se describen, además, las inclusiones citoplasmáticas
que son componentes inconstantes que aparecen y desaparecen, según
el grado de actividad metabólica celular, por lo que se clasifican en tróficas,
secretoras, excretoras y pigmentarias. Entre las inclusiones citoplasmáticas
están las gotas de grasas neutras (triglicéridos) que son depósitos para la
obtención de energía cuando hay deficiencia de sustrato, los depósitos
de glucógeno, polímero insoluble de glucosa de rápida utilización como
fuente energética y los gránulos proteicos de reserva.
El núcleo, centro rector de todas las actividades celulares, es el sistema
de regulación de la síntesis proteica, está compuesto por la membrana
nuclear, la cromatina, el nucléolo y el carioplasma. La membrana nuclear
mo rfol ógicame nte no difier e mucho del r esto de las membr anas
intracelulares y se caracteriza por la presencia de poros. La dimensión de
los poros nucleares es relativamente estable y su número depende de la
actividad metabólica celular, por lo que aumenta o disminuye según el
estado celular. La membrana nuclear separa el contenido del núcleo del
citoplasma, así limita el acceso libre de grandes agregados biopoliméricos
al núcleo, regula el transporte de macromoléculas y participa en la creación del orden intranuclear, al fijar el material cromosómico en su espacio
tridimensional.
La cromatina, sustancia densa que se tiñe bien, está compuesta por ácido (DNA) en complejo con proteínas; los cromosomas, que se ven claramente durante la división mitótica, poseen las mismas características. La
cromatina de los núcleos interfásicos se corresponde con cromosomas
que durante este período pierden su forma compacta, se hacen laxos y
se descondensan, pero durante la división mitótica celular estos se condensan, por lo que se definen como altamente estructurados y fáciles de
observar al microscopio. El DNA, presente en grandes cantidades en el
núcleo forma los genes que controlan el destino y función de las proteínas
citoplasmáticas. Durante el proceso de división mitótica celular, los genes
se reproducen a sí mismos, por eso las dos células hijas surgidas durante
este proceso reciben el mismo número de genes.
12
Los nucléolos, estructuras más densas del núcleo, no presentan membrana limitante, por esa razón no constituyen estructuras independientes
u organelos nucleares, son derivados de los cromosomas y uno de sus
locus con la más elevada concentración y actividad de la síntesis de ácido
ribonucleico (RNA) en la interfase.
De manera inmediata a su formación, las células hijas inician un período
de crecimiento rápido que bajo el control genético nuclear se caracteriza
por una formación acelerada de RNA, una gran síntesis de proteínas y
proliferación de nucleoplasma y citoplasma. El tamaño de una célula está
predeterminado por el DNA en el núcleo, ya que este regula el RNA en el
citoplasma y la extensión de la síntesis proteica. El citoplasma de las
células hijas elabora dos tipos de proteínas, estructurales (organelos y
membranas) y funcionales (enzimas, factores y hormonas). Durante la fase
de crecimiento celular ambos tipos de proteínas son necesarias para la
diferenciación, desarrollo y madurez. Posteriormente la producción de proteínas, por lo general, se limita a las funcionales, aunque en ocasiones
producen también estructurales para reparar desgarros y daños estructurales celulares.
LÍQ UIDO S CO RPO RALE S
El agua es uno de los más importantes constituyentes del organismo animal y es a la vez el medio en que viven muchos animales y plantas. La
principal función del agua es servir como disolvente de las sustancias
orgánicas e inorgánicas y actuar como medio de transporte intracelular e
intercelular, ya que los procesos metabólicos ocurren en medio acuoso.
La cantidad total de agua del cuerpo varía con la edad y el peso de los
animales, por lo que representa alrededor del 60 % de la masa corporal
del adulto y hasta el 75 % en el recién nacido; los tejidos de los animales
viejos u obesos pueden contener solo el 45 % de su masa corporal. El
agua es un elemento esencial para la vida, por lo que para sobrevivir los
animales deben mantener el equilibrio hídrico de su organismo de una
forma constante. El contenido de agua en los órganos corporales disminuye con la edad, aunque no todos los tejidos se ven afectados con la
misma intensidad; las mayores pérdidas se observan en los tejidos de
sostén y conectivos (piel). En todas las especies animales, el cuerpo del
recién nacido contiene un porcentaje superior de agua que el del adulto.
La cantidad de agua en relación con el peso del cuerpo también está en
dependencia de la especie animal.
13
Los dos principales compartimientos de los líquidos corporales son: los
líquidos extracelulares (LEC) y los intracelulares (LIC), por tanto le corresponde, en primera instancia a la membrana celular determinar el límite
entre ambos. Cuando nos referimos a los líquidos corporales estamos
hablando del agua más las sustancias disueltas en ella. El mayor volumen
del líquido corporal se localiza dentro de las células. El líquido intracelular
representa alrededor del 50 % del total de agua del cuerpo en el animal
adulto, mientras que del líquido extracelular, el líquido intersticial es el
más abundante (15 %), seguido por el líquido vascular: la sangre y la linfa
(3-4 %) y el líquido transcelular, que son aquellos líquidos separados del
plasma por otro epitelio, además del endotelio capilar, que representa
solo el 1-2 % y que incluye al líquido cefalorraquídeo, los humores acuoso
y vítreo, el líquido seroso de las cavidades potenciales, el líquido sinovial,
las secreciones en el sistema digestivo, la orina en el sistema renal y las
lágrimas. En general, la importancia del agua para los procesos vitales
consiste en el hecho de que la interrupción del aporte hídrico conduce a la
muerte de los animales, en la mayoría de las especies, en un plazo breve.
La carencia de agua se soporta menos que la falta de alimentos. (Ver Fig. 1.2.).
F i gu r a 1.2. Los líquidos corporales.
E Q UILIBRIO H ÍD RICO
El movimiento del agua entre los compartimientos corporales se establece a partir de su puerta de entrada natural, el sistema digestivo, donde se
14
produce la absorción por la pared intestinal y su incorporación al torrente
sanguíneo en constante movimiento, debido a la actividad cardiovascular,
hasta alcanzar los líquidos intersticiales para su intercambio con el líquido intracelular. Las pérdidas de agua se producen por riñones, pulmones,
intestino y piel. La cantidad de agua corporal se mantiene relativamente
constante de un día a otro, gracias al denominado equilibrio hídrico o relación funcional que se establece entre las ganancias y las pérdidas de
agua.
Las fuentes de ga na nci a de a gua para el cuerpo animal son el agua de
bebida contenida en los alimentos y el agua metabólica.
La vía más importante para la ganancia de agua es mediante la ingestión
del agua de bebida, como respuesta voluntaria ante la sensación de sed
causada por un estado temporal de deshidratación (hemoconcentración)
que estimula al centro hipotalámico de la sed, el cual genera, entre sus
respuestas, la percepción consciente de beber agua. Es interesante observar que el deseo de tomar agua o sensación de sed es un proceso
fisiológico más complejo que la simple sensación de resequedad bucofaríngea, se demostró en caballos y perros deshidratados con una fístula
experimental esofágica (caballos) o gástrica (perros), que continúan bebiendo agua hasta quedar exhaustos, aunque su boca y garganta se mojen continuamente mientras beben; cuando se les cerró la fístula, el agua
ingerida pudo ser absorbida y solo entonces se les mitigó la sed. Una
segunda forma es la ingestión del agua contenida en los alimentos, que
en ciertas condiciones adquiere importancia vital, como ocurre en los animales lactantes producto de la ingestión exclusiva de la leche; en el caso
de los herbívoros, la alimentación con forraje verde fresco rico en agua,
determina una importante fuente de agua, primero por la contenida en el
alimento y segundo por la producción de agua en el proceso fermentativo,
lo que determina que sean animales resistentes al ayuno hídrico y se caractericen por ser animales que ingieren relativamente poca agua de bebida; los carnívoros a pesar de su dieta jugosa son muy susceptibles a la
carencia de agua, mientras los omnívoros dependen del tipo de dieta que
consuman. La oxidación de los alimentos a nivel celular es también una
fuente de ganancia de agua, aunque para la mayoría de las especies de
animales domésticos esta no se comporta como fuente importante, por
cuanto solo logra producir del 5 al 10 % del volumen de agua ingresada.
Las p é r di da s de a gua son insensibles y sensibles. Las formas en la que
el cuerpo animal pierde agua de manera insensible se corresponden con
la evaporación cutánea en ambientes de baja humedad ambiental, a través de la respiración, mediante el aire saturado de vapor de agua en la
15
espiración, que contiene más agua que el aire inspirado y por las heces
fecales, aunque el volumen de agua fecal varía entre las distintas especies de animales, por ejemplo: es baja en el carnero, conejo, perro, gato,
caballo, cerdo y relativamente alta en el bovino; en todas las especies los
disturbios gastrointestinales, que se traducen en cuadros diarreicos, pueden provocar pérdidas hídricas importantes y rápidas, que conducen a la
deshidratación. Las pérdidas de agua por la vía respiratoria pueden ser importantes en las especies animales que desarrollan polipnea térmica (jadeo) como
respuesta termorreguladora ante el calor, así ocurre con el perro y el carnero
cuando se someten a temperaturas ambientales elevadas. (Ver Fig. 1.3.).
F i gu r a 1.3. El equilibrio hídrico.
Las pérdidas sensibles de agua se manifiestan mediante el sudor y la
orina. Para las especies animales que tienen alta capacidad de sudar como
el caballo y el hombre, las pérdidas de agua por esta vía alcanzan valores
impor tantes; esta forma de perder calor se corresponde con el co ntrol
de otro importante indicador del medio interno, la temperatura corporal,
por lo que como mecanismo homeostático ter morregulador se suda para
disipar calor en ambie ntes de temperatura elevada, lo que no está bajo
ningún sistema de control para mantener el equil ibrio hídrico, de ahí que
en el verano se tome más agua que en el invierno como forma de compensa r las pérdidas térmi cas. La pr incipal vía de pérdida sensible de
agua es mediante el sistema rena l, a través de la orina, al tiempo que le
corre sponde a e ste siste ma ser la única vía que dispo ne el orga nismo
anima l para controlar las pérdi das de a gua, de forma tal que mediante
el papel de los riñones se puede incrementar la pérdida de agua en caso
de hiperhidratación, al producirse una orina abundante y diluida o reducir
16
la misma en caso de deshidratación, produciendo una orina escasa y
concentrada.
El control de la pérdida de agua por los riñones es el resultado de la
interacción entre estos órganos y el hipotálamo. En los núcleos supraópticos
y paraventriculares del hipotálamo se elabora la hormona antidiurética
(ADH), responsable de producir la denominada reabsorción facultativa del
agua a nivel de la rama gruesa de Henle y de los tubos contorneado distal
y colector de las nefronas ante la tendencia a la hemoconcentración. En
el capítulo del sistema renal se desarrollará este mecanismo de control
hídrico corporal.
COM P O SICIÓ N D E LO S LÍQUID OS CO RPO RALE S
La distribución de los electrolitos en los compartimientos de los líquidos
corporales es diferente según el LEC y el LIC. Al tomar como frontera el
límite creado por la membrana celular, que separa físicamente al líquido
intracelular (LIC) del líquido extracelular (LEC), se constata que las diferencias más significativas están en el bajo contenido de aniones proteicos en
el LEC, al compararse con el LIC y el plasma, además el hecho de que
sodio y cloro son electrolitos de altas concentraciones en el LEC, mientras
que el potasio y los fosfatos predominan en el LIC.
El LEC contiene grandes cantidades de sodio, cloro, bicarbonato, escasa
cantidad de potasio, calcio, magnesio, fosfato, sulfato y aniones orgánicos, además, elementos nutritivos para las células como oxígeno, glucosa, ácidos grasos, aminoácidos y productos de excreción tales como el
CO2 que será transportado hacia los pulmones y los otros conducidos hacia el hígado y los riñones. El plasma contiene cuatro veces más iones no
difusibles (7,3 g de proteínas) que el líquido intersticial (1,8 g).
El LIC es muy similar para todas las células, pero difiere netamente del
LEC, en particular, por tener alta concentración de potasio y fosfatos, así
como cantidades moderadas de magnesio y sulfatos, casi carece de calcio, es rico en proteínas, cuatro veces más que el plasma, es pobre en
sodio y cloro y posee concentraciones iguales en algunas sustancias orgánicas como la urea y la glucosa. A pesar de tener composiciones iónicas
diferentes, la osmolaridad del LEC es sensiblemente igual a la del LIC; la
osmolaridad del LIC y del líquido intersticial es idéntica (280 mOsm/L),
mientras que la del plasma es ligeramente superior en 1,5 mOsm/L. La
osmolaridad del LEC en un 80 % se debe a los iones de sodio y cloro,
mientras que el 50 % de la osmolaridad del LIC depende del potasio.
17
La permeabilidad de la membrana celular, como límite entre el LEC y el
LIC, no puede concebirse como una estructura pasiva, aunque existan
mecanismos de transporte pasivos, sino como una barrera activa capaz
de desarrollar transporte activo y modificar su forma ante el paso selectivo de macromoléculas. Los mecanismos de transporte pasivo, a favor del
gradiente de concentración y sin consumir energía son: difusión simple
para los solutos, difusión facilitada, debido a la presencia de sistemas
transportadores membranarios como ocurre con la glucosa y los aminoácidos, difusión restringida por cargas eléctricas al observarse que los
aniones difunden más fácilmente que los cationes, difusión restringida
por la barrera lipidica, lo que facilita el paso de las sustancias liposolubles
y ósmosis para el agua, mientras que los mecanismos de transporte activo, en contra de la concentración y con consumo de energía, comprenden
la combinación del soluto con un transportador de membrana que determina cambios químicos en la misma y conduce a la sustancia transportada hacia uno u otro lado de la misma, tal como se observa con la bomba
de Na+ /K+ /ATPasa para el mantenimiento de la concentración de estos
electrolitos en los líquidos extra e intracelulares. Además de los mecanismos mencionados, otras formas especiales de transporte de la membrana son: la fagocitosis, la pinocitosi s y la exo citosis para las gr andes
moléculas y microorganismos.
H OM EO STASIS
El medio interno necesita de una constancia estable de los líquidos corporales que se traduce en especial en el líquido con el que intercambian las
células, la sangre, siendo más evidente cuanto más evolucionada sea la
especie. El objetivo primario de lo antes expresado es proporcionar condiciones fijas y estables que garanticen el bienestar celular y a su vez del
organismo como una unidad; esta estabilidad de los indicadores del medio interno es lo que se conoce como “fijeza del medio” que permite a
todas las cé lulas del cuerpo, inde pendientemente de las condiciones
ambientales externas, sus condiciones óptimas de vida, lo cual capacita
al organismo a desplazarse libremente por diferentes ambientes, tal como
acontece en el caso del indicador temperatura corporal de los animales
homeotermos que al gozar de la propiedad de poseer una temperatura
corporal propia e independiente de la temperatura medio ambiente, pueden ocupar territorios con temperaturas ambientales que serían excluyentes
para otros seres. Los numerosos mecanismos compensadores que evitan
las variaciones bruscas del medio interno y que por lo tanto trabajan con la
18
finalidad de mantener su uniformidad y constancia es decir, la homeostasis,
fuer on deter minados por Cannon (1925) como mecani smos homeostáticos. La constancia del medio interno no es absoluta, por lo que sus
indicadores fluctúan en rangos estrechos y al igual que todas las constantes fisiológicas sufren variaciones. Según Claude Bernard, la constancia
de la composición del medio interno “es condición indispensable para la
vida libre de las células”, entendiéndose por vida libre la actividad eficaz y
unitaria del organismo en su conjunto.
La homeostasis es el mantenimiento de la estabilidad y uniformidad de
los líquidos extracelulares, que es el medio en que las funciones celulares
se desarrollan con una óptima actividad. Como ejemplos de constantes
fisiológicas del medio interno se describen:
– B a l a nce hí dr i co : La vida se encuentra íntimamente ligada al agua, ya
que todos los iones y biomoléculas (proteínas, carbohidratos, lípidos)
que componen el organismo vivo mantienen relaciones físicas y químicas con el agua.
– B a l ance e l ectr o l í tico : Los electrolitos desarrollan una gran cantidad
de funciones fisiológicas en el organismo animal entre las que podemos mencionar: el origen y conducción del impulso nervioso, el transporte de los gases respiratorios, el crecimiento, las reacciones enzimáticas, la contracción muscular, la actividad endocrina, las secreciones
digestivas y la coagulación de la sangre.
– B a l a nce á ci do - bá si co : La concentración del ion hidrógeno en los
líquidos extracelulares es uno de los elementos del organismo que se
controlan rigurosamente.
– B a l a nce té r mi co : El mantenimiento de la temperatura corporal, en
un rango estrecho, es de importancia fundamental para los vertebrados
superiores, animales homeotermos, que presentan una temperatura
propia independientemente de la temperatura del ambiente.
– B a l a nce nutr i ti vo - e x cr e to r : La necesidad del suministro constante
de nutrientes para la actividad metabólica de la vida y la necesidad de
disponer de mecanismos que permitan la eliminación de los productos
de deshecho de esta actividad.
Los tejidos y órganos de la economía llevan a cabo funciones propias que
en accionar cooperado mantienen las condiciones constantes del medio
interno, como ocurre con el sistema respiratorio, que permite el proceso
de oxigenación de la sangre y la eliminación del bióxido de carbono, los
riñones, que mantienen constante las concentraciones de electrolitos o
19
el sistema digestivo, que asegura el aporte de elementos nutritivos a través de sus procesos de digestión y absorción. Es indiscutible que cualquier organismo animal superior se caracteriza entre otros, por una serie
de indicadores fisiológicos básicos como son: la temperatura corporal, la
presión arterial, la composición de los líquidos corporales y la composición
celular, por lo que se hace necesario mantener estos índices dentro de
sus rangos de fluctuación fisiológicos, es decir, mantener la estabilidad
del organismo por la acción de los mecanismos homeostáticos, evitando
la desviación de los mismos y con ello la ruptura de las condiciones del
medio interno que desestabilizaría la vida de las células.
El papel de la regulación biológica se reduce al mantenimiento de la estabilidad del organismo vivo. Los mecanismos biológicos de regulación cumplimentan dos importantes funciones: la función externa, al coordinar la
actividad del organismo como un todo en su relación con el medio ambiente y la función interna, al coordinar todas las reacciones bioquímicas
y todas las funciones de las partes integrantes del organismo entre sí. Las
dos funciones se encuentran estrechamente relacionadas, lo cual permite una armonía lógica en la respuesta corporal como una unidad integral.
La relación funcional entre todas las células del organismo animal se establece mediante el denominado sistema transportador de líquidos, el
sistema cardiovascular, conformado por un órgano central que actúa a
manera de bomba, el corazón, y un sistema conductor dado por los vasos
sanguíneos (arterias, capilares y venas), en su interior y en constante movimiento, mientras exista vida, la sangre, tejido fluido cuyo componente líquido es el plasma, el cual desempeña, entre otras funciones, la de
ser el medio vehiculizador y volumétrico de la sangre, que es conducida
hacia toda la economía animal mediante la interacción de dos tipos de
circulación: la circulación rápida o de urgencia, que comprende el movimiento de la sangre desde el corazón hasta las metarteriolas y desde las
vénulas en retorno hacia el corazón, entre ambos sistemas el desarrollo
de la circulación lenta o hística a nivel de los capilares en donde se desarrolla el intercambio filtración-reabsorción que se corresponde con el concepto de medio interno.
La sangre, en función de la actividad de bomba del corazón y de las características morfológicas del sistema vascular, es constantemente suministrada
a las áreas de intercambio capilar, según las necesidades tisulares, para
satisfacer los requerimientos nutritivos-e xcretores de las células ir rigadas por estos. Mientra s que en la circul ación rápida la sangre fluye de
maner a contínua, en la circulación lenta lo hace de forma intermitente,
facil itando con su paso la filtración y con su no paso la reabsorción, tal
20
como se explica en la fisiología del sistema cardiovascular al aborda r las
causa s del intercambio plasma-l íquido i nterstici al de los espacio s que
rodea n a las células. En funció n de la conformación histo lógica de los
capil ares, gr andes vol úmenes de líquido pueden difundi r en sentido
bidirecciona l, entre e l pl asma y los líquidos tisulare s, no obstante el
vol umen de filtra ción es super ior a l vol umen de r eabsorció n, de ahí la
importa ncia del siste ma li nfático e n el control del medio inter no, por
cua nto es a travé s de él que se eli mina el e xceso de líqui do fi ltra do,
manteni endo constante el volumen del l íquido intersticia l, al tie mpo
que se extra en macromoléculas prote icas que solo por la vía li nfática
pue den reincorpor arar se al torr ente sanguíneo . Este pr oceso depende del movimiento cinético y talla de la s mo lécul as e n ambos lí quidos,
de maner a que tanto las moléculas del lí quido como las disueltas en él
están e n constante movimi ento en todas dir eccio nes, atra vesa ndo los
por os, físicos y fisi ológi cos, los espa cios tisulares, etcéter a. Pr ácti camente l as cé lula s que más alej adas están en su capil ar se encuentran
a 40 mi cras prome dio, lo que pe rmite un movimiento rápido de cualqui er sustancia e n uno u o tro senti do. El movimie nto e stabl e de la
sangre y la a mplia posibilidad de intercambio a nivel tisular, con todas
las célul as de la economía animal, aseguran una mezcla consta nte y una
alta homogene idad.
Los e lementos nutritivo s necesar ios para el desar rollo de la vida de todas l as células son suministrados por la función que desempeñan otros
siste mas corp orales y que graci as al si stema tra nsportado r de líquidos
se re lacionan e strechamente con todas y cada una de la s células de la
econo mía animal. El si stema respiratori o garanti za, media nte el i ntercambio del ai re atmosférico inspirado con la sangre a nivel de los pulmones, el aporte de oxígeno (O2 ), mientras que el sistema digesti vo, a través
de lo s procesos de digestión y abso rción de los alimentos, asegura el
aporte adecuado de nutri entes tale s como glúcidos, aminoácidos, ácidos grasos, así como a gua, electrolitos y vitaminas, mientras que algunas susta ncias que no pueden ser empl eadas directamente por las
célul as son absorbidas en el tubo digestivo y tra nsformada s por el hígado pa ra su ulte rior util ización por las cél ulas.
El si stema tra nsportador de líquidos satisface el manteni miento de l medio i nterno al propicia r también la posi bilidad de que todas las cé lulas
eliminen los productos de excreción de su actividad metabólica. El bióxido de carbono (CO2 ) ser á expulsado a tra vés de l os pulmones durante la
21
espira ción, mientras que sustancias finales de l metaboli smo celula r, así
como cualquier exceso de electroli tos o de a gua serán eliminado s por
los r iñones, se gún su me canismo bá sico de tr abajo. La sangre cumplimenta , además, dos funci ones impor tantes controladora s del medi o interno , una rel acionada con la i ntegridad del sistema cardiovascula r, su
conti nente, mediante el mecanismo de la coagulación, capaz de re staurar brechas en el sistema de ca nales con el objetivo de r estañar l a pared a fectada y evitar l a pérdida de este l íquido ex tracelula r y la función
de de fensa fr e nte a l a i nvasi ó n de e l e me ntos e xtr a ño s co mo
microo rganismos (bacterias, virus y hongos), a demás, partícula s, macromoléculas y o tros, gra cias a la presencia de los leucocitos, elementos
forme s de la sangre e inmunoglo bulinas, proteína s plasmáticas defensivas e laboradas por los linfocitos B.
Por su parte l a linfa, es el líquido conte nido en l os vasos linfático s que
se ca racteriza por ser transparente o un po co opalescente, contener
una porción clara, una cantidad variable de leucocitos, linfocitos en mayor
cuantía, al gunos eri tro citos, poseer me nos al búmina , globuli nas y
fibri nógeno que la sangre, pero más agua , electro litos, a zucares y grasas, de estas últimas sobre todo durante el perío do postp randial, donde
la linfa del sistema digestivo presenta un alto contenido en quilomicrones,
alfal ipoproteí nas en ca ninos y felinos y betalipoproteínas en conejo s, al
tiempo que pose e un índice de coagulación má s bajo que la sangre y al
retraerse el coágulo li nfático libera e l suero linfáti co. El volumen de linfa
que r egresa al sistema ci rculatorio es más a bundante e n rumiante s que
en ca rnívoros. La linfa procedente de cualquier parte del cuerpo pa sa al
menos por un ganglio linfático, e l cual le agr ega linfocito s y la filtra , deteniendo sustanci as xenobi óticas y microorgani smos que tuvieron a cceso
al líquido intersticial, donde se origi nó la linfa; especies como la gallina y
la pa loma, que no pose en gangli os linfáticos, tie nen teji do linfoi de en
varios órgano s como la médula ósea, bolsa de Fabricio, el baz o y timo, lo
que l es compensa este déficit.
Un pa pel importante dentro del mecanismo general home ostático l o desarro lla el sistema muscular esquel ético que permite, bajo el co ntrol
consciente de l a corteza cerebral, el movimi ento anima l adecuado para
satisfacer las necesidades de alimentos y agua, la pr otección contra
condiciones adversas ambientales o la defensa ante los depreda dores.
Es un hecho indiscutible que la posibilidad del movimiento, con un propósito protector, asegura la integridad del animal. (Ver Fig. 1.4.).
22
F i gu r a 1.4. El sistema transportador de líquidos.
RE G ULACIÓ N D E LAS FUNCIO NE S CO RP O RALE S
En el organismo animal tres sistemas actúan como reguladores: nervioso,
humoral y reproductor. Los sistemas reguladores nervioso y humoral son
generales, de tipo extracelular, coordinadores de la actividad celular de
todas las células y órganos entre sí, y del cuerpo como un todo en su
relación con el medio. El sistema reproductor es de tipo intracelular, ya
que mediante la regulación genética coordina las reacciones bioquímicas
que transcurren dentro de las células.
Sistema nervioso
Es el sistema de las respuestas rápidas que garantiza la integralidad del
cuerpo animal, tanto ante estímulos externos (ambientales) como internos
(del cuerpo). El sistema nervioso se divide en: sistema nervioso central
(vida de relación) y sistema nervioso vegetativo (vida vegetativa), mientras que el primero asegura la denominada vida de relación, al permitir la
adaptación individual del organismo animal a las condiciones del medio
ambiente, el segundo controla muchas de las funciones de los órganos
internos (digestión, circulación sanguínea, respiración, y secreciones dife-
23
rentes) e interviene en funciones vitales como el crecimiento y la reproducción. En la conformación morfofuncional de ambos sistemas se describen tres partes principales: la parte sensitiva, conductora de los impulsos
nerviosos desde los receptores hacia los centros, la parte integradora,
donde se elaboran las respuestas, que pueden ser reflejas o conscientes
y la parte motora, responsable de conducir los impulsos desde el centro
hacia los órganos efectores, múscul os y glándulas. El sistema ner vioso
es un sistema regulador de funciones extracelulares que basa su funcionamiento en los impulsos de excitación transmitidos por las vías nerviosas del organismo animal. Un ejemplo de la importancia del sistema
nervioso como sistema regulador se observa en la función de la alimentación, a diferencia de las plantas que reciben directamente del medio (suelo) los nutrientes necesarios para la vida, los animales para conservar la
vida tienen la necesidad, ante la sensación de hambre, de ejecutar acciones de búsqueda, selección e ingestión del alimento, por lo que se pone
en marcha el patrón conductual de la especie que los lleva a encontrarse,
inevitablemente con las más variadas condiciones externas o medioambientales, las que determinan la necesidad de un mecanismo regulador
más complejo y perfecto. El sistema nervioso asegura esta complejidad y
perfección. (Ver Fig. 1.5.).
F i gu r a 1.5. Sistemas reguladores.
La parte sensitiva comprende una doble posibilidad informativa, mediante los órganos de los sentidos, la información del medio ambiente y mediante los intrarreceptores, la información propia de diferentes indicadores
24
corporales, por lo que se garantiza el nivel adecuado de información, al
transformarse los estímulos, por la actividad específica de los receptores,
en impulsos nerviosos que son transportados hacia la parte integradora,
de esta forma la información visual, auditiva, olfatoria, gustativa y de las
diferentes formas del tacto (exteroceptores) y diferentes indicadores químicos, físicos y térmicos del cuerpo animal están siempre disponibles
para la toma de decisiones. Los impulsos nerviosos alcanzan la parte
integradora, en primera instancia la médula espinal, centro conductor
sensitivo y motor e importante centro reflejo y el encéfalo también conductor sensitivo y motor, elaborador de respuestas reflejas más complejas, algunas vitales para la vida, controlador del movimiento y el equilibrio,
está el centro de almacenamiento de la información (memoria) y elaborador
de respuestas voluntarias, así como de los reflejos condicionados. Finalmente mediante la parte motora se transmiten los impulsos nerviosos
hacia los órganos efectores que determinan la adecuada respuesta músculo-esquelética ante cada estímulo, ya sea involuntaria (refleja) o voluntaria (aprendida), dependiendo del nivel que interve nga y del tipo de
respuesta.
Los impulsos nerviosos al propagarse con mucha rapidez (superior mil
veces a la velocidad de la sangre) y ser transmitidos desde o hasta puntos
rigurosamente localizados en el organismo animal hacen del sistema nervioso un sistema regulador de gran rapidez y extraordinaria exactitud para
las reacciones del cuerpo.
Sistema humoral
El sistema regulador humoral es también un sistema regulador extracelular
con influencia directa sobre la actividad celular. Filogenéticamente es el
sistema regulador más antiguo y se desarrolla mediante diferentes sustancias químicas que se trasladan en el organismo animal por los líquidos
corporales. En general se distinguen dos tipos de regulación humoral: la
regulación humoral no especializada, que se realiza por medio de sustancias químicas que penetran al organismo, procedentes del medio ambiente, con los alimentos (vitaminas y minerales) y otras que se producen dentro
del organismo como son los cambios que se observan en el calibre de los
vasos sanguíneos bajo la influencia de determinados productos del metabolismo y la regulación humoral especializada que, como tipo de regulación más perfecto, comprende la realizada por medio de determinadas
sustancias químicas que son secretadas por células específicas y sirven
de sistemas de comunicación intercelular.
25
Todo sistema de comunicación humoral especializado, entre células, requiere de un mensaje, medios para transportar el mensaje, medios para
recibir el mensaje, medios para entender el mensaje y medios para responder el mensaje.
– En general los mensajes se producen a través de sustancias químicas
que son liberadas hacia el líquido intersticial por células señales para
ser transportadas hacia las células receptoras. Los mensajes se producen por neur otra nsmi sore s (glicina, glutami na, nora drenalina,
dopamina y acetilcolina) relacionados con la actividad del tejido neural
(polipéptidos como la sustancia P, la colecistocina-pacreocimina, CCK,
y el péptido intesinal vasoactivo, VIP) que pueden relacionarse con tejidos no neurales como el páncreas y el estomago, o factores de crecimiento (péptidos como la eritropo yetina y el factor de crecimiento
epidérmico) que actúan respectivamente sobre la eritropoyesis en la
médula ósea roja y la restauración de heridas cutáneas. Además, las
chalonas o factores de crecimiento negativo que son sustancias que
reducen o suprimen el crecimiento celular, mientras que las hormonas
elaboradas por el sistema endocrino transmiten mensajes químicos
relacionados con el metabolismo, el crecimiento, la respuesta ante el
estrés, la termorregulación, el control del equilibrio hidromineral, la
actividad sexual, el parto y el control de la glicemia y la calcemia. Los
mecanismos humorales solos no pueden asegurar el grado necesario
de adaptación al medio, porque las sustancias químicas son trasladadas por la sangre y tienen una acción generalizada o especializada de
reacción sobre las células y órganos. De acuerdo con su composición
quími ca, la s hormona s se clasifica n e n a minas o deri vadas de
aminoácidos, proteicas o polipéptidas y esteroidales.
– Los medi os para transpo rtar el mensaje se corresponden con dos
mecanismos básicos: un mecanismo emplea el medio líquido, pudiendo ser a través del líquido intersticial en forma autocrina, en donde el
mensaje descargado influye sobre la misma célula que lo elaboró, es
decir, la célula señal es al mismo tiempo la célula receptora, como
ocurre en la hiperpolarización de la membrana presináptica por el GABA
(ácido gamma aminobutírico) en la inhición sináptica de la trasmisión
del impulso nervioso o en forma paracrina, donde el mensaje es transportado hacia células relativamente vecinas, como acontece con la
retroalimentación positiva entre las catecolaminas de la médula adrenal
y los glucocorticoides de la corteza adrenal en la respuesta ante el
estrés y la forma endocrina, donde los mensajes, las hormonas, son
vertidas al líquido intersticial y de este a la sangre, medio de transporte
26
que las conducirá hacia sus células receptoras, es decir, hacia sus
tejidos blancos como son todas las hormonas del sistema endocrino y
un segundo mecanismo está dado por el contacto físico directo, como
es la difusión directa mediada por espacio.
– Los medios para recibir el mensaje son los receptores especializados
ubicados preferentemente a nivel de la membrana citoplasmática, pero
también a nivel del citoplasma e inclusive el núcleo con afinidad exclusiva para su mensaje específico, por lo que al producirse el complejo
mensaje-receptor se activan mecanismos específicos de mensajeros
secundarios intracelulares (nucleótidos, iones de Ca ++ y proteincinasa.)
responsables de conformar los medios para entender el mensaje al
ti empo que se estimulan lo s siste mas intra cel ula res, nucl ear y
citoplasmático, que son los medios para responden el mensaje.
La interacción que se establece entre los sistemas nervioso y endocrino
(humoral especializado) para garantizar una adecuada reacción y adaptación ante los estímulos del medio exterior, conforma un complejo pero
bien organizado si ste ma úni co de r e gul a ci ó n de las funciones fisiológicas denominado sistema neurohormonal.
Los siste ma s co ntro la do re s ne rvi oso y endo cr ino se e ncue ntra n
interconectados y con influencia recíproca. Varios compuestos químicos,
hormonas, formados en el cuerpo animal influyen sobre las células nerviosas (neuronas), produciendo modificaciones en su actividad funcional,
tal como ocurre con las hormonas sexuales que determinan la actividad
nerviosa que decide la conducta sexual. Por otro lado, múltiples actividades endocrinas están sometidas al control nervioso como acontece con
las hor mona s adenohipofisia rias que se elaboran por mecanismos
controladores que responden a hormonas estimulantes producidas por
neuronas hipotalámicas.
Sis tema reproduc tor
La actividad reproductiva garantiza la continuidad del medio interno al
crearse seres vivos que ocupan el lugar de los que van desapareciendo,
es decir, el sistema reproductor garantiza la continuidad de la vida, por lo
que se conceptúa como un sistema de control de especie y no de individuo. La reproducción asegura, mediante el mecanismo de la herencia, la
transmisión de las condiciones constantes del medio Interno de padres a
hijos, permitiendo el mantenimiento de la actividad de cada célula en su
individualización y del organismo animal como una unidad funcional. Es un
sistema regulador de tipo intracelular que coordina las reacciones bioquí-
27
micas que transcurren dentro de las células y con el ambiente de estas
(LEC), al desarrollar dos tipos de regulaciones: la regulación genética, que
comprende las reacciones encaminadas a la síntesis proteica, al estar
basada en un programa específico para cada célula, que cifrado por las
particularidades estructurales de los genes que se encuentran en el núcleo celular, y la regulación enzimática que controla las diferentes reacciones bioquímicas efectuadas por enzimas en las células, que en su conjunto
componen el metabolismo, por lo que desarrolla dos tareas: la estructural, responsable de la síntesis de todas las estructuras celulares y la funcional encargada de asegurar la realización de todas las funciones.
Si tomamos en consideración que todas las enzimas celulares son proteínas, comprendemos entonces que la regulación genética en su sentido
amplio es la regulación de todas las reacciones bioquímicas que se realizan en las células del organismo y por lo tanto es la regulación de todas
las funciones y cambios estructurales.
CARACTE RÍSTICAS D E LOS SISTE M AS DE CO NTRO L
La regulación funcional de los sistemas corporales se establece en forma
automática para garantizar la homeostasis. Los mecanismos reguladores
comprenden diferentes sistemas básicos funcionales que garantizan la
eficiencia de ellos, según el objetivo a cumplimentar, en función de su
forma de desarrollo.
La r e tr o a l i me nta ci ó n ne ga ti va (negative feedback) es el sistema de
control más empleado en la actividad de regulación. Su mecanismo se
explica porque siempre que un indicador homeostático fluctúe, en el sentido de un aumento o una disminución, esta variación será detectada por
su elemento sensor específico, produciendo señales químicas o nerviosas que transmitidas a través de un circuito más o menos complejo operan de forma tal sobre otras estructuras del cuerpo animal que inducen a
un cambio de la constante desplazada en sentido contrario al detectado,
es decir, si estaba aumentando se disminuye y viceversa, por lo que se
recupera el valor normal. Un ejemplo de un circuito de retroalimentación
negativa es la regulación del nivel de glucosa en sangre (glicemia). La insulina
y el glucagón son hormonas producidas por los islotes de Langerhans del
páncreas endocrino con la actividad funcional de controlar los niveles de
glucosa en sangre. Cuando el nivel de glucosa en sangre se incrementa
(hiperglicemia), se descarga insulina que es hipoglicemiante, por lo que se
recupera el valor de la normoglicemia, mientras que de descender la
glicemia, se descarga glucagón que produce con su efecto hiperglicemiante
su aumento hasta recuperar su nivel normal, según la especie.
28
A pesar de ser un circuito operacional poco empleado en la economía
animal, la r e tr o a l i me nta ci ó n p o si ti va o círculo vicioso, es otra forma
de operar de los sistemas de control, que se caracteriza porque cuando
un indicador tiende a aumentar o disminuir desencadena una respuesta
que de estar aumentando, aumenta más o de estar disminuyendo lo hace
más, por lo que se incrementa su efecto, de ahí que se hable de círculo
vicioso. La retroalimentación positiva al crear un círculo vicioso puede ser
causa de muerte como ocurre en una hemorragia, donde el mecanismo
compensador de la pérdida de sangre y del mantenimiento de la presión
sanguínea produce más pérdida de sangre, que de no detenerse, conduce a la muerte, no obstante no todos los círculos viciosos conducen a la
muerte como se describe en el caso de la regulación del ciclo vigilia-sueño, responsabilidad del sistema nervioso, en que intervienen la formación
reticular, la corteza cerebral, la médula espinal y el sistema nervioso simpático, que se activan recíprocamente para la vigilia y se desconectan
mutuamente para el sueño y en el mecanismo del parto, mecanismo
neuroendocrino que relaciona principalmente a la combinación feto-útero, médula espinal, formación reticular, hipotálamo-oxitocina-neurohipófisis,
corteza cerebral y musculatura esquelética (pujos) para la fase expulsiva
del feto.
La a mp l i fi ca ci ó n o ga na nci a de un sistema de control refleja el grado
de eficacia con el cual un sistema de control mantiene las condiciones
constantes del medio interno. El ejemplo típico de un sistema de amplificación es el sistema termorregulador, en donde la temperatura ambiental
puede tener amplias variaciones, mientras que el cuerpo de un animal
homeotermo desencadena un complejo proceso de respuestas que impiden estas grandes variaciones, manteniendo la temperatura corporal en
un rango estrecho de fluctuación. Los sistemas de control del cuerpo animal, en sentido general, están estructurados de forma tal que amplifican
o ganan y a pesar de que algunos o sci l a n siempre serán a mo r tigua do s
hasta alcanzar su objetivo de normalizar cualquier indicador fisiológico.
Una excepción de un sistema de control cuya oscilación no se amortigua
es el ciclo estral en las hembras, donde los niveles de hormonas sexuales
se r epiten cíclicamente de manera que sol o bajo el influjo del pico
estrogénico será cuando la hembra acepte al macho.
Capítulo
2
SANGRE, COAGULACIÓN E INMUNIDAD
INTRO DUCCIÓ N
La sangre es un tejido fluido por no presentar células de sostén, que está
contenido en el sistema cardiovascular y se caracteriza por estar en constante movimiento, durante la vida. Se considera como un tejido conjuntivo
especializado con varias funciones necesarias para mantener los procesos vitales de las células, que necesitan constantemente de sustancias
nutritivas que deben ser llevadas desde su punto de ingreso (sistema
digestivo y pulmones) a los lugares de consumo y al mismo tiempo deben
eliminarse ininterrumpidamente por los órganos de excreción (riñones,
pulmones, intestinos y piel), producto de su metabolismo, si se acumularan llegarían a ser nocivos al organismo, y otros han de actuar en otras
partes tal como ocurre con las hormonas (reguladoras) y los leucocitos
(defe nsa).
Los papeles fisiológicos de la sangre son:
 Pa pe l r e spi r a to r i o : Constituye el sistema de transporte de los gases
respiratorios, a partir de los glóbulos rojos (hemoglobina) y el plasma,
desde los pulmones hacia los tejidos (O2 ) y desde los tejidos hacia los
pulmones (CO2 ).
 Pa pe l nutr i ti vo : Aporte de los nutrientes no gaseosos (biomoléculas,
vitaminas, minerales y agua) desde el tracto gastrointestinal a todas y
cada una de las células del organismo animal.
 Pa pe l e x cr e to r : A través de la cual viajan los productos del metabolismo celular (creatinina, urea y ácido úrico) hacia los órganos de excreción o de eliminación (riñones, hígado y piel).
 Pa pe l te r mo r r e gul a do r : Principal vector distribuidor de l cal or corpor al de l organismo ani mal, desde los órga nos productores (músculos, hí gado, intestino, co razó n y o tras vísce ras) hacia l a superficie
30
corporal, la piel, principal órgano disipador, y factor determinante para
el mantenimiento del gradiente térmico.
 Pape l r e gul a do r
a) Participa en el transporte de hormonas que ejercen sus funciones
en los tejidos blancos respectivos.
b) Interviene en el equilibrio hídrico de forma tal que le corresponde a la
hemoconcentracion ser el factor primario que, representando a los
líquidos extracelulares, determina la producción-secrecion de la hormona antidiurética (ADH) para la producción de una orina diluida o
concentrada, según las necesidades del medio interno
c) Participar en el equilibrio ácido básico, al presentar varios sistemas
tamponantes o buferantes en los glóbulos rojos y en el plasma.
d) Interviene en el equilibrio coloidosmótico, como resultado de la existencia de una determinada concentración de proteínas y sales en la
sangre con efecto “retenedor de agua”.
 Pa pel de de fe nsa
a) Autodefensa por la posibilidad de coagularse (mecanismo de coagulación).
b) Sistema de defensa general del organismo o inmunológico, por constituir el medio de transporte de los leucocitos (glóbulos blancos),
que unidos a los anticuerpos (inmunoglobulinas) participan eficazmente en los procesos defensivos del organismo contra gérmenes,
cuerpos extraños y toxinas.
VO LE M IA
El cumplimiento de las funciones de la sangre está estrechamente ligado
a la existencia de un volumen sanguíneo determinado, que es indispensable, para mantener la hemodinámica en el sistema circulatorio, la presión
sanguínea, la perfusión adecuada a los tejidos, la realización del intercambio metabólico y las funciones orgánicas. La volemia expresa la cantidad de sangre contenida en el sistema cardiovascular. Se debe distinguir
la circulante y la retenida en los órganos de depósito.
Se considera que el volumen total de sangre circulante depende del peso
corporal, tan importante en la dinámica circulatoria que se mantiene dentro de límites estrechamente constantes. Con independencia de la ingestión periódica de agua, su producción endógena, producto del metabolismo
y las pérdidas continuas por la piel, pulmones, riñones, glándula mamaria
(hembra lactante) y el tracto gastrointestinal; incluso en circunstancia de
31
pérdida aguda de sangre, con rapidez, se inicia la restitución del volumen
perdido por el movimiento de líquido intersticial hacia el sistema vascular
y continúa hasta que es restituido el volumen original. La recuperación de
los eritrocitos, por el contrario, toma días e incluso semanas.
Por razones prácticas, en medicina veterinaria, el volumen sanguíneo de
las diferentes especies de animales suele ser estimado sobre la base de
mililitro por kilogramo de peso corporal. El volumen sanguíneo total por
metro cuadrado es de 7,5 % mayor en el macho que en la hembra, pero el
volumen del plasma permanece en ambos sexos semejante, es decir, que
el aumento de volumen en el macho se debe a un mayor número de glóbulos rojos, por efecto de los andrógenos, hormonas sexuales masculinas, representadas principalmente por la testosterona. En el animal joven
en crecimiento, el volumen sanguíneo en relación con su peso es mayor
que en los adultos, pero es más pequeño si lo consideramos en función
de la superficie corporal; en los animales jóvenes el aumento del volumen
total de sangre se debe principalmente al mayor número de glóbulos rojos, aunque el volumen del plasma es también mayor.
El volumen de la sangre y sus variaciones no pueden considerarse independientes del contenido líquido de todo el organismo; el mantenimiento
del volumen de la sangre es producto del balance equilibrado entre los
líquidos circulantes en los vasos, el líquido intersticial y el líquido intracelular.
Cuando se originan estados durante los cuales el volumen sanguíneo tiende
a aumentar o disminuir, se ponen en juego fuerzas antagónicas que tratan de restablecer este nivel, como se verá en el capítulo del sistema
cardiovascular.
Es indiscutible que las variaciones producidas en el volumen plasmático
modifican los valores relativos de los glóbulos rojos y por lo tanto se explican dos conceptos que traducen estas variaciones: he moco nce ntra ci ó n
(cuando se pierde agua, se limita su ingestión o ambos) que se acompaña
de sed y producción de orina concentrada y he mo di l uci ó n cuando por
ingestión o administración parenteral de agua se provoca en el animal
una hipervolemia simple transitoria que rápidamente es compensada por
los riñones que elaboran una orina diluida, eliminando el exceso de líquido.
CARACTE RÍSTICAS FÍSICO -Q UÍM ICAS DE LA SANG RE
La sangre está compuesta por los elementos formes: eritrocitos, leucocitos,
plaquetas y la parte líquida denominada plasma. La composición química
del plasma, como promedio para todas las especies, es aproximadamente
32
del 77 al 82 % de agua, del 17 al 22 % de sutancias orgánicas y el 1 % de
sustancias inorgánicas.
La disminución de la concentración de un determinado componente provoca la puesta en marcha de procesos encargados de subsanar el déficit.
Normalmente el organismo dispone de reservas de todos los componentes
de la sangre y puede, mediante su movilización, restablecer el equilibrio.
El color rojo de la sangre se debe a la hemoglobina contenida en los glóbulos rojos, hematíes o eritrocitos. Los eritrocitos de la sangre arterial (circulación mayor) o de la sangre venosa (circulación menor) que contienen
oxihemoglobina Hb (O2 )4 le dan a la misma un color rojo claro rutilante, en
cambio, la sangre venosa (circulación mayor) o la sangre arterial (circulación menor) contiene, sobre todo, carbamino hemoglobina (HbCO2 ), dándole a esta un color rojo oscuro, que a la luz incidente aparece verdosa, a
esto se denomina dicroísmo.
La viscosidad de la sangre está influenciada fundamentalmente por la
densidad y esta a su vez, entre otros factores, por el número de glóbulos
rojos, la cantidad de proteínas y el volumen de agua. De este modo, cuando se presentan pérdidas de agua, la densidad se eleva y cuando aumenta el número de glóbulos rojos también lo hace. El reposo y el trabajo, la
ingestión de alimentos y de líquidos, el ayuno, entre otras causas, son
ejemplos de modificaciones en uno u otro sentido. El peso específico de
los eritrocitos es mayor que el resto de los componentes formes, por lo
que como consecuencia de esto, los glóbulos rojos sedimentan fuera del
cuerpo animal cuando se impide que la sangre coagule. El peso específico
de los leucocitos es inferior al de los eritrocitos, por lo cuál los primeros se
acumulan, al centrifugar en una capa por encima de los glóbulos rojos y
por encima de ellos las plaquetas y el plasma sanguíneo, denominándose
a esta disposición hematocrito.
La presión osmótica de la sangre se debe a la presencia de las proteínas
plasmáticas y las sales minerales, denominada, en conjunto, presión
coloidosmótica del plasma, que se opone siempre a la salida de este de
los vasos y debe encontrarse entre 280-320 mlosmoles/litro. Se considera isotónica toda solución de cloruro de sodio al 0,95 % para animales
homeotermos (de sangre caliente) y de 0,6 % para animales poiquilotermos
(de sangre fría). El sabor de la sangre es salado, por contener diversas
sales, mientras que su olor no es muy específico y obedece, sobre todo, a
la presencia de escasas cantidades de ácidos grasos volátiles, procedente del metabolismo; en el perro el olor es muy fuerte.
La reacción del pH de la sangre, ligeramente básica, fluctúa dentro de
muy estrechos límites en los vertebrados superiores (7,20-7,40); valores
33
que sobrepasen variaciones ± 0,2 presentan síntomas clínicos graves de
trastornos ácido-básico, al tiempo que fluctuaciones mayores ± 0,4 pueden ser fatales. La escasa zona de fluctuación del pH de la sangre hay que
atribuirla a los sistemas amortiguadores o buferantes de que se dispone
que son: proteína-proteinato, hemoglobina-oxihemoglobina, ácido carbónico-bicarbonato y fosfato monosódico-fosfato disódico. (Ver Tabla 2.1.).
Ta bl a 2. 1. Valor de pH sanguíneo en diferentes especies de animales
domésticos
Es pec ie
pH
Caballo
Vaca
Perro
7,30-7,55
Gallina
7,50-7,62
7,35-7,50
7,32-7,48
CO MP O SICIÓ N D E LA SANG RE
En la sangre están representados los tres estados físicos de la materia:
gaseoso, líquido y sólido; desde el punto de vista físico se compone de
plasma sanguíneo y elementos formes. La composición general de la sangre se puede apreciar en la Figura 2.1.
El plasma sanguíneo está constituido por componentes inorgánicos y orgánicos, estando suspendidos los elementos formes (glóbulos rojos, blancos y plaquetas), el plasma es por lo tanto la parte líquida de la sangre
que privado del fibrinógeno se denomina suero. El plasma está constituido por un 90 % de agua, la cuál junto con el agua intersticial constituyen
la mayor parte de la llamada agua extracelular del organismo animal.
El a gua debido a su abundancia pudiera tener menos importancia fisiológica, pero no existe ninguna célula viva desprovista de ella y todas requieren de un aporte continuo para poder funcionar. La gravedad del fallo en
el reemplazamiento de las pérdidas de agua en el funcionamiento normal
del cuerpo, solamente es superada por la gravedad de la privación de
oxígeno. El agua tiene variadas funciones fisiológicas como son: ser el
medio de dispersión para los coloides; servir de transporte de los productos nutritivos (glucidos, lípidos, aminoácidos, vitaminas, minerales y otras
sustancias que las células requieren para su metabolismo y nutrición), del
oxígeno y de las sustancias de desechos; además, da consistencia a la
materia, permite el movimiento celular, interviene en el equilibrio ácidobásico y en la distribución del calor, al tiempo que constituye el medio en
34
el cual se secretan todos los productos de secreción del organismo (leche, secreciones del tracto gastrointestinal, entre otras). Por su importancia el sistema nervioso central dispone de un centro, a nivel hipotalámico,
para regular su ingreso o pérdida del organismo que es desarrollado en
otro acápite de este libro.
F i gu r a 2.1. Composición general de la sangre.
Los ga se s presentes en la sangre son: oxígeno (O2 ), necesario en la cadena respiratoria para oxidar los productos resultantes de las biomoléculas,
con la consiguiente formación de agua, reacció n que es fuer temente
exergónica, por lo que la energía liberada es empleada en la fosforilación
oxidativa para la síntesis del ATP, que en esencia, es la única forma posi-
35
ble de utilización de la energía por los animales para el trabajo celular,
dióxido de carbo no (CO2 ), ya que la tendencia general de la s di ferentes
vía s ca taból icas de l as biomol écul as e s la formación de CO 2 y H2 O, de
esta manera se asegura, por combustión quími ca, l a ener gía r equer ida
par a to dos l os procesos celul ares. El CO2 me diante su rea cción con el
agua, e n pre sencia de la enzima anidra sa ca rbónica, es vital para el
mantenimiento del equilibrio ácido-básico en el organismo animal y otros
gases (H+ , N y CO); los hidrogeniones (H+ ) libres son los que dete rminan el
nivel de pH en el organismo en gene ral y su concentración a nive l del
bul bo (en l as ne ur onas quimio se nsible s) esti mula n l a acti vi da d
cardi orrespiratoria, mientras los niveles de N (nitrógeno) y CO (monóxido
de ca rbono) en el plasma son muy bajos, ambos se consideran tó xicos
para el organismo.
En sentido general, los minerales o electrolitos mantienen el equilibrio
ácido-básico, regulan la presión osmótica, son parte integral del mecanismo de almacenamiento de energía y contribuyen a la polarización de las
membranas. Se hallan disociados en partículas cargadas de electricidad,
bien positiva o negativamente y determinan las diferenciaciones celulares
y la función a que ellas están destinadas.
Entre los macroelementos, el ca l ci o (Ca2+ ) se halla en diversas formas,
entre ellas: no dializable en un 31 a un 40 %, el resto se encuentra en
forma difusible, estando en un aproximado de unos 4 a 5 mg en estado
io ni za do y fisio ló gi ca me nte activo. Pre se nta funció n pl ásti ca , es
activado r de ferme ntos y estabili zador de e stado s col oidal es. Participa
en el mecani smo de la coagulaci ón sanguí nea e n aspecto s tal es como
la conversió n de protrombina e n tro mbina, la for mació n de fibr ina, al
estimula r la acti vidad de la tr ombina, conjuntamente con el factor X III
intervi ene e n la formació n de fibr ina, espe cial mente al actua r so bre
los polí meros de fibri na e inter viene en l a activaci ón de los factores IX,
XI y VI II; e ntre otro s importa ntes papel es participa en la contracción
muscula r, en la gener ación y co nducción de lo s impulso s ner viosos,
intervi ene e n la per meabi lida d sel ecti va de la membrana celular, es
activador de algunas enzimas, en pa rticular lipasas, fosfo lipasas y la
alfa-ami lasa, ade más e n la esti mulación de la libe ració n de algunas
hor monas como por e jempl o: insulina, la epinefrina y la TSH (Hormona
Estimuladora del Tiroides). Por últi mo, el cal cio es un componente esencia l de los hue sos y dientes, participa en los procesos de exocitosis celulares y en las aves participa en la reproducción al constituir el principal
componente de la cáscara. (Ver Tabla 2.2.).
36
Ta bl a 2. 2. Concentración de los principales macroelementos de la sangre en diferentes especies de animales domésticos (mmol/L)
Es pec ie
Vaca
Ca
P
K
2,69
1,38
4,8
(2,34-3,04) (0,74-2,26) (3,8-9,4)
Caballo
2,44
1,4
3,3
(2,24-3,24) (1,0-1,80) (2,7-3,5)
Oveja
2,29
1,38
4,8
(0,80-2,40) (4,4-5,0)
Cerdo
2,81
2,4
4,4
(2,74-2,84) (1,71-3,09) (3,7-5,8)
Perro
2,64
1,80
4,4
(2,34-3,04) (1,29-2,90) (3,7-5,8)
Na
C loruros
Mg
140
(132-150)
149
(146-152)
153,6
(151-160)
142
(137-145)
143
(137-149)
104
(97-111)
102
(98-106)
116
(101-112)
103
(100-105)
106
(99-110)
0,94
(0,41-1,31)
0,73
(0,61-0,86)
0,78
0,54
(0,78-1,39)
0,78
(0,57-0,98)
El fó sfo r o (P2- ) se halla igualmente tanto dentro de los glóbulos rojos como
en el plasma en forma inorgánica y en combinaciones orgánicas; participa
en procesos oxidativos y energéticos. Calcio y fósforo tienen íntima relación con la vitamina D para el crecimiento somático y en la prevención del
raquitismo y la osteomalacia.
Aunque existe tanto dentro del eritrocito como en el plasma, el p o ta si o
(K+ ), en el plasma, tiene una menor concentración, ya que se constituye
en el principal catión de los líquidos intracelulares. Participante activo en
el equilibrio ácido-básico y la permeabilidad celular y además, en la regulación de la presión osmótica del líquido intracelular, en la formación del
potencial de membrana, en la transmisión del estímulo nervioso, en la
ritmicidad cardíaca y en la contracción muscular como coenzima de la ATP
creatinotransfosforilaza. El so di o (Na+ ), elemento plástico, mantiene la
isotonía junto al cloro, participa en el equilibrio hídrico y ácido-básico, en la
formación del potencial de membrana y es activador enzimático. Su forma más común es el cloruro de sodio (NaCl) (75 %), mientras que el 25 %
restante se encuentra en forma de bicarbonato de sodio (Co3 HNa) y fosfato
mono y disódico (PO4 H2 Na y PO4 HNa2 ).
El cl o r o (Cl - ), presente en todas las células animales, interviene en el
mantenimiento de la presión osmótica de la sangre, en el equilibrio iónico
del organismo, en la creación de los potenciales de membranas, como
ClNa desempeña un papel osmótico al retener agua, es además integrante del jugo gástrico (en forma de HCl), participando en la digestión gástrica y
también en el equilibrio ácido-básico, mediante el fenómeno conocido como
desviación de los cloruros en el glóbulo rojo en su papel respiratorio.
37
El ma gne si o (Mg2+ ) es un elemento plástico regulador de la excitabilidad
celular, activador de múltiples enzimas e inhibidor de la liberación de
insulina, mientras que el a z ufr e (S2- ) tiene función de oxirreducción,
partcicipa en la forma ción de sustancias orgánicas, es decir, de las
biomoléculas, en el mantenimiento del potencial de membrana y la presión osmótica en el líquido intracelular como anión sulfato (SO4 2- ).
Como microelementos está el hi e r r o (Fe2+ ) que forma parte de la hemoglobina, la cual interviene en la transportación de oxígeno y dióxido de
carbono, así como en los mecanismo de oxirreducción a nivel de los
citocromos en las mitocondrias (respiración celular); además está unido a
las enzimas catalasa y peroxidasa. El co br e (Cu2+ ) es también parte de la
hemoglobina, ya que al ser catalizador de oxidaciones, es necesario para
la fijación del hierro por la hemoglobina, e influye en la formación de la
mielina, proteína protectora de las fibras nerviosas, así como en la formación ósea y de numerosos pigmentos (Ver Tabla 2.3.). El z i nc (Zn2+ ) interviene en el transporte del dióxido de carbono, por su acción estimulante
sobre la anidrasa carbónica y sobre la liberación de insulina, activador de
la fosfatasa alcalina; además interviene en el metabolismo del cobre y el
hierro, en los procesos de osificación y la queratinización. Por su parte el
co ba l to (Co2++ ) contribuye indirectamente a la eritropoyesis, por su participación en la formación de la vitamina B 12 y es además activador de
varias enzimas. El y o do (Y - ) es esencial para la normal función de la glándula tiroidea y es el unico mineral componente de una hormona, la hormona tiroidea, tiroxina o tetrayodotironina, que controla numerosos procesos
biológicos por su papel central estimulante del metabolismo basal.
Ta bl a 2. 3. Contenido de hierro y cobre en el suero sanguíneo de diferentes especies de animales domésticos (g/100 mL)
Espec ie
Hierro
C obre
Caballo
Vaca
110-130
100-125
Cerdo
Perro
Oveja
160-200
90-110
100-110
110-140
85-105
130-190
70-95
50-80
Entre los componentes orgánicos de la sangre se encuentran las biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas) y otros componentes orgánicos.
Los gl úci do s en el plasma están representados principalmente por la
glucosa. La glicemia, nivel de glucosa en sangre, experimenta oscilaciones
o fluctuaciones a lo largo de las horas del día; estas ligeras fluctuaciones
38
están en dependencia de la ingestión de alimentos, influencias neurovegetativas, influencias hormonales tales como: cortisol, tiroxina, insulina,
factor hiperglicemiante glucogenolítico (Glucagon) y hormona del crecimiento (GH), entre otros, así como la actividad del momento circadiano (sueño-vigilia), la actividad muscular y la especie animal (monogástricos y
poligástricos), además el tipo de alimentación. La glicemia reconoce dos
orígenes: uno representado por la ingestión de carbohidratos contenidos
en los alimentos (exógeno), lo que explica que la glicemia se eleve después de la ingestión de una dieta rica en glúcidos (hiperglicemia prandial),
siendo amortiguada al principio por el hígado y otro propiamente hepático
(endógeno) que en los estados de penuria alimenticia o en ayuno prolongado moviliza el glucógeno hepático (sistema amortiguador hepático ante
la hipoglicemia), de modo tal, que la ausencia de esta glándula provocaría
graves alteraciones en la glicemia, al instaurarse en el animal severa
hiperglicemia prandial e intensa hipoglicemia en el ayuno. (Ver Tabla 2.4.).
Ta bl a 2. 4. Concentración de glucosa sanguínea en diferentes especies
de animales domésticos (nmol/L)
Es pec ie
Gluc os a
Caballo
3,30 - 5,2
Vaca
Oveja
Cerdo
1,92 - 3,02
1,92 - 3,30
3,57 - 5,22
3,02 - 4,95
3,30 - 5,5
Perro
Gato
Los l í p i do s se corresponden en mayor cuantía con gr asas neutras y
colesterol, en parte libre y en parte esterificado, con los ácidos esteáricos,
oleico y palmítico y, en menor cuantía, fosfolípidos. Los valores de la lipemia
están en relación con el tipo de alimentación, así como con los estados
postdigestión-absorción de los alimentos o el ayuno.
El colesterol reconoce también un origen endógeno, al ser sintetizado en
varios órganos; es el compuesto precursor de las hormonas esteroidales,
los ácidos y sales biliares, además forma parte de las lipoproteínas y de
las estructuras y membranas celulares. Como las grasas son insolubles
en agua, su transporte a través de la sangre (plasma) requiere de la formación de macromoléculas solubles de lípidos y proteínas. El término
hiperlipoproteinemia es, por tanto, sinónimo de hiperlipemia. A pesar de
que los ácidos grasos libres tienen un alto grado de intercambio, grandes
39
cantidades de triglicéridos son transportadas a través del plasma por las
lipoproteínas. Se consideran el colesterol y los fosfolípidos como los componentes principales de la estructura de las lipoproteínas.
Los quilomicrones tienen un origen intestinal, al formarse en los enterocitos
del epitelio del intestino delgado. Es la forma en que son absorbidas las
grasas por la circulación linfática intestinal para ser transportadas lentamente a la circulación sanguínea.
Las lipoproteínas del plasma se clasifican según su densidad. Los ácidos
gra sos libr es son e l ma yor sustrato par a la pro ducción de l a VLDL
(lipoproteínas de muy baja densidad); la tasa de intercambio de la VLDL es
un mecanismo muy importante, por el cual el hígado puede remover el
exceso de ácidos grasos. Ha podido apreciarse que los defectos de este
mecanismo producen acumulación de grasa en hígado. El aclaramiento
de VLDL está en dependencia de la presencia de una enzima denominada
lipoproteína-lipasa. La LDL (lipoproteínas de baja densidad) es la proteína
que muestra la mayor capacidad para transportar el colesterol en el humano (no así en el perro) y se considera que se origina por acción de la
lipoproteína-lipasa. La HDL (lipoproteína de alta densidad) se considera
or igi nada e n l os pr oce sos de re moción de lo s trigli cér ido s de l os
quilomicrones y del metabolismo de la VLDL; se precisa de la enzima
lecitina-colesterol-aciltransferasa, la cual cataliza la transesterificación
responsable de la mayor formación de ésteres de colesterol plasmático
en el hombre y otros mamíferos.
Las p r o te í na s p l a smá ti ca s son una mezcla de diferente s cuerpos
proteicos de estructuras y funciones variables. Desde el punto de vista
funcional las proteínas participan en la nutrición, en el mantenimiento de
la presión coloidosmótica y por tanto, en la regulación del equilibrio hídrico,
como sustancias amortiguadoras en la regulación del equilibrio ácido-básico, transpor te de iones y sustancias en la sangr e y los l íquidos corporal es, e n la hemostasis (coa gulación), en e l tra nspor te de O2 y CO2
(hemoglobina) y en la resistencia a las infecciones, por medio de las
inmunoglobulinas. Además de la función estructural, las proteínas funcionan como biocatalizadores (enzimas) y reguladores del metabolismo y otras
funciones (hormonas). Los ácido s nucleicos pr eser van l a estructura
genética del organismo y a su vez participan regulando la síntesis proteica.
Las principales proteínas presentes en el plasma son las prealbúminas,
albúminas, globulinas, fibrinógeno y otras con acción enzimática.
Las prealbúminas que se encuentran en el suero sanguíneo en una concentración aproximada del 20 al 30 % desarrollan papel transportador de
hormonas (tiroxina), así como son una reserva móvil de aminoácidos para
40
los tejidos, en caso de desnutrición o déficit proteico, además participan
en el mantenimiento de l a presión coloidosmótica de la sangre . Las
albúminas de mayor concentración en el plasma desempeñan papeles
fisiológicos como el transporte de metales (Zn2+ , Cu2+ y Ca2+ ), bilirrubina,
anhidrasa carbónica, tiroxina, ácidos grasos, vitamina C y otros elementos, las albúminas también actúan como una reserva móvil de aminoácidos
para los tejidos y desempeñan un rol fundamental en el mantenimiento
de la presión coloidosmótica de la sangre. Se ha podido apreciar que un
gramo de albúmina retiene 18 cc de la corriente sanguínea, por lo que
están estrechamente ligadas al metabolismo del agua.
Las globulinas plasmáticas constituyen un grupo numeroso y heterogéneo
de proteínas que por su comportamiento electroforético se suelen clasificar como  (alfa),  (beta) y  (gamma) globulinas. La fracción alfa es una
de las más heterogéneas y está constituida por proteínas y prótidos, como
las que están unidas a glúcidos, llamadas glucoproteínas, o a lípidos, denominadas lipoproteínas (ver las VLDL y HDL); la mayoría de los factores
que intervienen en la coagulación sanguínea pertenecen a las alfa globulinas
(protrombina y los factores VI, VIII y X). La fracción beta al igual que la
anterior fracción se elabora en el hígado; en el humano, caprino y perro es
factible clasificar esta fracción en  1 y  2 . Las  globulinas en su unión con
los lípidos constituyen las llamadas lipoproteínas de baja densidad (LDL),
además a esta clasificación corresponden diferentes factores de la coagulación sanguínea como el XI, el XII y la proacelerina.
La fracción gamma constituye los anticuerpos, que son proteínas especializadas del suero denominadas inmunoglobulinaslas, las cuales pueden reaccionar específicamente con el antígeno que ha estimulado su
producción. Esta fracción gamma puede constituir del 1 al 2 % del total de
las proteínas del suero y en ciertas enfermedades aún más. La mayoría
de los autores coinciden en señalar que las principales fracciones pertenecientes a las gamma globulinas, para los animales domésticos son las
inmunoglobulinas G (IgG), la más abundante, la A (IgA) protectora de mucosa, la M (IgM) la macroglobulina de los grupos sanguíneos y la E (IgE) de
la alergia; se describe, además, la D (IgD) en los procesos tumorales. Estas inmunoglobulinas se sintetizan en las células plasmáticas y en el tejido
mesenquimático relacionado con el sistema retículo-endotelial (médula
ósea, bazo y nódulos linfáticos).
El fibrinógeno con origen en el hígado, pertenece al grupo de proteínas
fibrilares y presenta una alta masa molecular; los valores normales se encuentran en un rango de 200 a 700 mg por 100 mL de plasma. Esta proteína posee una función destacada en el mecanismo de la coagulación al
41
convertirse, primeramente, en monómeros de fibrina por acción de la
trombina y posteriormente, por acci ón del factor XIII, se desdobla en
polímeros, formando un agregado insoluble, elemento fundamental para
la restauración del vaso sanguíneo lesionado.
En el grupo de proteínas que han alcanzado un mayor desarrollo y especialización, en cuanto a función, se encuentran las enzimas, que son
biomoléculas altamente especializadas como catalizadores en todos los
procesos metabólicos. Numerosas son las enzimas que suelen ser encontradas en el suero, estas provienen de las células, incluyendo las propias
de los elementos morfológicos de la sangre circulante. Entre las de más
uso en la clínica, tanto humana como veterinaria están: transaminasas,
sorbitol deshidrogenasa (SD), amilasa y lipasa.
El nivel de vi ta mi na s en sangre depende del tipo de alimentación y se
corresponde con las hidrosolubles tiamina o vitamina B 1 , riboflavina o vitamina B2 , ácido nicotínico, ácido pantoténico, biotina, piridoxina o vitamina
B 6 , colina, ácido fólico, cianocobalamina o vitamina B 12 y ácido ascórbico o
vitamina C y las liposolubles vitamina A, vitamina D, vitamina E y vitamina K.
Otros componentes presentes son urea, uratos, creatina-creatinina, bases púricas, ácido láctico y alantoína. En los seláceos, grupos de peces
que no contienen albúminas en su suero, la presencia de grandes concentraciones de urea en la sangre es la responsable de solucionar los
problemas osmóticos.
E LE ME NTO S FORM E S D E LA SANG RE
En la sa ngre todos los eleme ntos forme s (gl óbulo s roj os, blanco s y
plaquetas) de un individuo se encuentran relacionados genética, estructural y funcionalmente, subordinándose a las leyes generales de la regulación neuroendocrina.
Las células de la sangre circulante ya no son reproductivas, constituyen
un mero producto de elaboración de otros sistemas (el medular óseo y el
de los ganglios linfáticos), los cuales sí son verdaderos tejidos y por su
misión muy apropiadamente denominados como hematocitopoyéticos.
Los gl ó bul o s r o j o s, también denominados eritrocitos o hematíes, son
los elementos morfológicos más abundantes de la sangre, a la que dan su
color y opacidad. Este color rojo típico de la sangre se debe al pigmento
rojo de la hemoglobina. Existe en todos los vertebrados excepto en el
amphioxus, en los invertebrados no está presente. Los glóbulos rojos están
ausentes en los peces árticos y en la larva peptocéfala de la anguila. Los
42
eritrocitos del hombre y de otros mamíferos, excepto en los tilópodos, son
célula s diferenci adas que ca recen de núcleo y de la mayoría de los
organelos celulares (retículo plasmático, mitocondrias y aparato de Golgi),
por lo que no pueden dividirse o reproducirse y tienen vida limitada. Los
de las aves aunque presentan núcleo, no poseen capacidad reproductiva.
La cantidad de eritrocitos fluctúa en dependencia de varios factores, entre ellos: sexo, edad, gestación, alimentación y el clima.
El eritrocito del mamífero no contiene DNA (por no tener núcleo), RNA (por
la ausencia del retículo endoplasmático), sistemas enzimáticos del ciclo
de Krebs y de la cadena respiratoria (por carecer de mitocondrias); en
cambio, mediante la vía de la glucólisis con la formación de lactato y aunque en menor proporción por la vía de las pentosas-fosfatos, con formación de NADPH2 producen ATP. Una vía metabólica de especial importancia
es la de 2,3 difosfoglicerato que surge en la vía de Embden-Meyerhal.
Los hematíes aisladdos son refringentes, flexibles, dúctiles y muy elásticos, es decir, poseen una gran capacidad de adaptación, gracias a la cual
pueden adoptar las formas necesarias para pasar, especialmente, por las
estrechas luces de los capilares en donde se deforman para, al aumentar
la luz del vaso, recuperar inmediatamente su conformación. En función
de la corriente axil del flujo laminar del plasma capilar, los eritrocitos toman forma de “paracaídas” en su avance por estos estrechos vasos. Cuando están aglomerados en elevada concentración es solo cuando dan el
color rojo típico de esta célula sanguínea.
La membrana celular del eritrocito está compuesta, principalmente, por
albúmina, lecitinas y colesterina. Su citoplasma presenta un estroma en
cuyas mallas contiene numerosas sustancias en solución, siendo la más
importante la hemoglobina, que representa la tercera parte de la masa
total del glóbulo rojo, y que por su masa molecular no puede difundir a
través de la membrana, la cual es semipermeable, deja pasar solamente
a los aniones, pero no los cationes ni las sales sin disociar; el agua no
encuentra en ella resistencia alguna. Si se sumergen los glóbulos rojos en
una solución hipotónica, el agua, por su menor presión osmótica, penetra
en ellos y los hincha de modo que acaban por estallar, pasando entonces
la hemoglobina a la solución y quedando el estroma como una sombra
pálida (hemólisis), mientras que en una solución hipertónica sale el agua
de su interior, deshidratándose y a este proceso se le denomina crenación.
Los eritrocitos están constantemente destruyéndose y formándose a la
vez, por lo que forzosamente en condiciones normales se mantiene un
perfecto equilibrio entre ambos hechos. U n ejemplo de la capacidad
eritropoyética para mantener el equilibrio antes señalado lo tenemos en
el perro, al cual se le destruyen aproximadamente 10 millones de eritrocitos
43
por segundo; en el hombre la destrucción diaria llega a alcanzar valores
del orden de los 200 millones. Durante la vida embrionaria, en sus primeras etapas, los hematíes se forman a partir del saco vitelino. El eritrocito
así formado dispone de hemoglobina y se presenta nucleado. En la segunda etapa de la vida fetal, quien asume la función eritropoyética es el hígado y el bazo, realizándose a partir del hemocitoblasto, que por trasformaciones sucesivas da lugar tanto a los eritrocitos a nucl eados como a los
gló bulo s bla ncos. A partir de la tercera etapa de la vida fetal y durante
to da l a vida, la médula óse a ro ja es l a e ncar gada de la actividad
eritropoyética.
Para los unicistas, de la célula madre común (hemocitoblasto o células
totipotenciale s) se di ferencian las células primi tivas de las progenies
correspondientes a las células sanguíneas adultas. Estas células primitivas son: pro eritroblasto, premielocito, megacarioblasto, monoblasto y
linfoblasto. Las progenies correspondientes a estas células primitivas están constituidas por células en diferentes estados de maduración, que
tienen una morfología y estructura distintas, de acuerdo con la etapa evolutiva alcanzada y con la especie celular a que pertenecen. Lo cierto es
que estas células una vez formadas pueden seguir dos vías: pasar directamente a la circulación sanguínea para cubrir las necesidades orgánicas
o ser almacenadas en la médula ósea roja y bazo, para cuando se requiera su concurso. En el caso de los eritrocitos, a partir del proeritroblasto se
inicia un proceso de diferenciación o maduracion que pasa por diferentes
tipos de células hasta culminar en el reticulocito, eritrocito inmaduro que
por diapédesis se incorpora al torrente sanguíneo, en donde en 24 horas
madura para convertirse en el glóbulo rojo
Para la formación de eritrocitos se requiere la participación de varios factores que, actuando en conjunto, favorecen la eritropoyesis. En primer
término debemos señalar lo que hoy en día se considera una hormona
que resulta indispensable para estimular la formación de glóbulos rojos y
que sin su concurso sería imposible arribar a tal final; nos referimos a la
llamada eritropoyetina (Ep), conociéndose también como factor estimulante de la eritropoyesis (FEE). La eritropoyetina es una glucoproteína elaborada, principalmente, a nivel de los riñones cuando diminuye la presión
parcial de O2 en la sangre que llega a estos órganos, pero esto no excluye
que en menor cuantía se elabore en otros tejidos, tales como bazo e
hígado, en una proporción que fluctúa entre 1 y 5 %. El estímulo que desencadena la liberación de la eritropoyetina es la anoxia tisular, la cual es
captada por el riñón, al ser este órgano muy sensible a la disminución del
aporte de oxígeno, por trabajar con sustancias tóxicas o nocivas para las
células del organismo. La eritropoyetina actúa a nivel del hemocitoblasto,
44
favo re cie ndo l o s pro ceso s de di fer e nci aci ón de esto s ha ci a l a
eritroblastosis, estimulando las distintas etapas de maduración hasta llegar al eritrocito, por lo que su ausencia determina que el proceso de maduración quede detenido a partir de la célula madre totipotencial.
Varias son las hormonas que de un modo directo o indirecto participan en
la eritropoyesis, entre estas están la triyodotironina (T3 ), la tetrayodotironina
(T4 ) o tiroxina y la testosterona, que estimulan la producción de eritropoyetina, mediante un mecanismo aún no conocido; por el contrario, los
estrógenos a grandes dosis ejercen un efecto inhibitorio en la formación
de la referida hormona, de aquí que el macho tenga un mayor número de
eritrocitos que la hembra. Las hormonas de la corteza adrenal, en particular los glucocorticoides (cortisol), actúan sobre la médula ósea roja, favoreciendo su desarrollo y multiplicación celular, mientras que la hormona
del crecimiento (GH) tiene un efecto estimulador de la eritropoyesis como
forma de asegurar el aporte de oxígeno a los tejidos en crecimiento. Las
vitaminas requeridas para la eritropoyesis que, en sus estados carenciales,
pueden ser capaces de alterar la concentración de eritrocitos, son: B12 , A,
C y B 6 . Entre los metales que participan en la eritropoyesis se encuentra el
hierro, el cual es el constituyente de la estructura precursora de la hemoglobina y que se conoce con el nombre de hem o hemo; igualmente para
la formación del pigmento hemático se requiere el concurso del cobre, el
cual actúa favoreciendo la incorporación del hierro al núcleo tetrapirrólico
de la porfirina, mientras que el cobalto actúa como cofactor de las diversas síntesis que ocurren en la médula ósea roja.
La hemoglobina desempeña importantes papeles como: vehículo o vector
del transporte de los gases, principal buffer de los glóbulos rojos, por lo
que interviene en la regulación del equilibrio ácido-básico de la sangre,
constituye la base química de los pigmentos biliares, da color a los hematíes
y por consiguiente a la sangre.
El ti po de he mo gl o bi na depende de la fracción proteica, es decir, la
globina es una histona rica en histi dina, leucina, lisina, valina, ácido
glutámico y otros aminoácidos, que consta de cuatro cadenas de polipéptidos cuya estructura muestra diferencias, según la especie animal de
que se trate; estas diferencias se deben a las variaciones en los constituyentes de algunos aminoácidos. La hemoglobina del adulto normal consta
de las cadenas polipeptídicas representadas por dos cadenas alfa y dos
cadenas beta, constituyéndose en la hemoglobina A. En los mamíferos,
durante su vida fetal, existe la llamada hemoglobina F que difiere por
estar constituida por dos cadenas alfa y dos gamma. La hemoglobina A2 ,
presente en el humano en un 1 a 2 %, está constituida por dos cadenas
45
alfa y dos delta. De acuerdo al tipo de cadena existente, así será la capacidad de hemoglobina para fijar el oxígeno. Si bien en los animales superiores la hemoglobina cumple la misma función que en el humano, existen
diferencias muy marcadas en cuanto a secuencias de aminoácidos se
refiere, incluso en las cadenas polipeptídicas. En la cadena peptídica alfa
de los perros Chow-Chow, Dogo y otros, así como la del conejo y el caballo
difiere en más de 10 aminoácidos en su secuencia, cuando se compara
con la del humano.
En nuestros animales domésticos no se han descrito, hasta el presente,
variedades de hemoglobina tal como ocurre en el humano. La hemoglobina fetal (HbF) que durante la vida intrauterina representa casi el 100 %
de la hemoglobina, difiere de la del adulto en la composición de algunos
aminoácidos en la molécula de globina y tiene la característica de que
posee mayor afinidad para el dioxígeno. Una vez ocurrido el nacimiento, la
proporción de HbF en relación con la del adulto es aproximadamente de
80:20 %; en el decursar de los meses va disminuyendo para ser sustituida por la HbA que a los 5 o 6 meses en el humano y a los 40 días en el
perro ha sido totalmente desplazada.
En condiciones fisiológicas, la hemoglobina siempre se combinará con el
oxígeno para formar oxihemoglobina (Hb (O2 )4 ), combinación muy lábil o
laxa; igualmente ocurrirá con una porción del CO2 que se combinará con el
N del aminoácido 16 de lisina, constituyente de la molécula de globina,
formando la carbaminohemoglovina (HbCO2 ). Cuando la hemoglobina es
destruida en el organismo, la porción proteica de ella, la globina, puede
volver a ser utilizada, ya sea como tal o bajo la forma de los aminoácidos
que la constituyen y el hierro entra a formar parte de la reserva de este
para, posteriormente, ser utilizado, puesto que no filtra por el glomérulo
renal, por lo que en exceso puede provocar una intoxicación por ser un
metal pesado como el cobre y el plomo.
El bazo tiene tres funciones bien diferenciadas que son: destrucción final
de las células sanguíneas, reservorio de sangre y producción de linfocitos.
En la pulpa esplénica se encuentra una cantidad relativamente grande de
monocitos, que tienen la propiedad de ingerir partículas extrañas y reciben el nombre de macrófagos, los cuales fagocitan eritrocitos fragmentados y caducos. La acción del bazo es la de actuar sobre los eritrocitos
envejecidos, es decir, no actúa sobre las células normales circulantes, por
lo que el bazo no resulta para los glóbulos rojos un matadero sino más bien
una tumba. En algunos mamíferos, en especial carnívoros, tales como gato y
perro, el bazo es un órgano de depósitos de glóbulos rojos que son cedidos a la
circulación general en aquellos casos de necesidad, especialmente en los casos
46
de anoxia, y de este modo se aumenta la capacidad de transporte de oxígeno
por la sangre. Todo estado de anoxia provoca una descarga por parte de los
nervios simpáticos (nervio esplénico), determinando las esplenocontracciones
que liberan a la circulación gran cantidad de eritrocitos. También se descarga
el bazo en los estados de estrés, calor, durante la etapa de celo en la hembra, así como el embarazo y la anemia. Esta última se define como una disminución en la cantidad de hemoglobina por unidad de sangre, puede o no
acompañarse de una reducción del conteo de eritrocitos y de la concentración de hemoglobina por unidad del volumen de sangre o puede ser definida
como una disminución por debajo del nivel normal del número de glóbulos
rojos y del volumen de eritrocitos en relación con el plasma.
Los l e uco ci to s o gl ó bul o s bl a nco s son las únicas células verdaderas
de la sangre, ya que poseen todas las estructuras propias de una célula
viva (membrana, citotoplasma y núcleo), presentan como misión contribuir a la defensa del cuerpo contra agentes nocivos; se les ha considerado como una barrera de primer orden, manteniendo al organismo libre de
gérmenes y detritus celulares (efecto de limpieza). El proceso de diferenciación de los leucocitos, a partir del hemocitoblasto, se inicia por factores leucopoyéticos (leucopoyetinas) elaboradas por los propios leucocitos
en el área de defensa y por el tejido afectado.
Los glóbulos blancos, células nucleadas, utilizan la sangre como medio de
transporte para ejercer sus funciones fuera de la misma. Se clasifican en
leucocitos agranulados (monocitos y linfocitos) y granulados o polimorfonucle ares (neutrófilos, basófilo s y eosi nófilos). Se origi nan, tanto los
granulados como los agranulados, a partir de las células del retículo-endotelio de la médula ósea roja de los huesos, a partir de los promielocitos.
Por encima de la cantidad fisiológica se plantea que hay leucocitosis y
cuando la cifra está por debajo, se dice que hay leucopenia.
Para la formación de leucocitos se necesitan esencialmente las mismas
vitaminas y aminoácidos que para la mayor parte de las demás células de la
economía animal. En situaciones de extrema debilidad corporal, la producción de glóbulos blancos puede verse afectada, a pesar de que el organismo esté agredido por un agente patógeno. En condiciones fisiológicas, el
ritmo de producción de leucocitos sufre variaciones, según las horas del día
(fluctuación circadiana), ya que los niveles en sangre de cortisol y catecolaminas, hormonas antiestresantes, los deprimen por el efecto estrés de la
fase de vigilia, de manera que los animales de hábito diurno, perro, cerdo
hombre, etc., presentan una actividad mínima de la médula ósea roja, durante el día, para alcanzar la actividad máxima en la noche, situación inversa
para los animales de hábitos nocturnos como gato y rata. (Ver Tabla 2.5.).
–
VGM
L
Hematocrito
g/ L
días
Vida media
del eritrocito
Hb
micra
Tamaño del
eritrocito
60–70
5,5
5–8
47–65
C erdo
140–150
5,4
6,5–12
75–109
C aballo
64–118
5,0
8–16
57–66
Oveja
70–100
7,3
5,5–8,5
71–88
P erro
70–80
6,2
5–10
64–75
Gato
–
4,5
10–20
62–74
C abra
40–60
80–40
50–66,5
108–148
37–49
110–170
33,5–43
80–160
64–72
120–180
51–64
80–140
18–24
80–140
0,28–0,40 0,30–0,45 0,32–0,53 0,25–0,50 0,37–0,55 0,25–0,45 0,25–45
100–110
5,3
5–7
número
x 1012
x mm3
Eritrocito
57–77
mL/kg
Volumen
de sangre
Vac a
Unidad
Indic ador
30–40
13,7
3–5
–
Gallina
60–68
110–130
104–156 80–120
0,33–0,44 0,30–0,4
–
–
4–6
62–70
C onejo
Ta bl a 2. 5. Indicadores hemáticos de uso frecuente en diferentes especies de animales domésticos
48
Los l e uco ci to s gr a nul a do s o p o l i mo r fo nucl e a r e s comprenden los
e o si nó fi l o s que se incrementan en los procesos de alergia y parasitismo
porque atacan las toxina s produci das en estos estado s y ademá s, en
cierta medida , son cap aces de corregir el tiempo de coagulación tardía
ante la defici encia de los factor es II, VI II, XI, y el XII; los ba só f i l o s que
producen heparina (anticoagulante natural), histamina (antialérgico, antiinflama torio) y o tras sustancias no precisada s aún, po r lo que pueden
apare cer en pr ocesos inflamatorio s crónico s, además se plante a que
parti cipan en el transporte de los lípidos en sa ngre, y l os ne utr ó fi l o s,
conocidos como micrófago s, poseen elevada capacidad de diapéde sis y
fa go ci tosis, po tente s siste ma s a ni quil ado re s de mi cr oo rga ni smos
(pero xidasas) y sistema s digesto res (pro teasas y lipasas) que garantizan
una fuer te activi dad defensiva del o rganismo, pero al mismo tiempo se
caracterizan po rque no tienen posi bilidad de excretar, de maner a que
son células de defensa corporal que se “inmolan” por la e stabilida d del
medio i nterno; son capaces de fagocitar bacterias (hasta 30) y restos
celulares. En sentido general, los granulocitos tienen una vida media corta (2 horas hasta 3 días).
Los l e uco ci to s a gr a nul a do s son los mo no ci to s, células voluminosas,
las mayores de la sangre, con núcleo grande y poco citoplasma, son los
denominados macrófago s, que tiene n cara cterísticas idénti cas a los
neutrófilos, pero estos sí tienen posibilidad de excretar, por lo que pueden
fagocitar hasta 100 bacterias e incluso células enteras; por su capacidad
excretora se constituyen en las células presentadoras de antígenos a los
linfocitos, se corresponden con el sistema de macrófagos tisulares y tienen una duración de vida no precisado aún, aunque se sabe que viven
mayor tiempo que los polimorfonucleares (granulocitos); y los l i nfo ci to s,
ori ginados e n la médul a óse a roj a, para poster iorme nte madur ar en el
timo (l infocitos T) y en la pr opia médul a óse a ro ja (mamífe ros) o en la
Bol sa de Fabrici o (a ves) (linfocitos B ), so n lo s leucoci tos los que presentan una vida más prolo ngada, calculándose que fluctúa entre 100 a
300 días. Los linfocitos B son los que originan las células plasmáticas
productoras de las inmunoglobulinas responsables de la inmunidad humoral, mientras los linfocitos T son los responsables de la inmunidad tisular
en el gran sistema de la inmunidad adquirida.
Son muchos los factores fisiológicos que influyen sobre el número de los
distintos tipos de estas células en la sangre, por tal razón no es posible
ofrecer un conjunto único de cifras que pudieran considerarse valores
fijos normales. Los datos que aparecen a continuación en la Tabla 2.6
han de considerarse como aproximados en condiciones fisiológicas.
Unidad
número
x 109
x mm3
%
%
%
%
%
%
número
x 109
x mm3
Indic ador
Leucocitos
totales
Neutrófilos
segmentados
Neutrófilos
en banda
Eosinó filos
Basófilos
Linfó citos
Monocitos
Plaquetas
10,5–22
C erdo
6–9
C aballo
6–12
Oveja
6–15
P erro
5–11
Gato
8–13
C abra
0,02
0–0,11
0–0,04
0,03
0–0,11
0–0,02
0,03
0–0,10
0,01
0,01
0–0,10
0–0,03
0,01
0–0,012
0–0,03
No debe
existir
0–0,3
No debe
existir
300–800 400–800
100–600
0,02–0,040,02–0,010 0,01–0,02
250–750
0–0,06
200–900
0,02
150–250 250– 500
0,03–0,10 0,01–0,04
0,50–0,65 0,39–0,62 0,25–0,70 0,40–0,75 0,12–0,30 0,20–0,55 Hasta 0,58
0–0,01
0–0,08
0–0,03
0,25–0,40 0,28–0,43 0,30–0,65 0,10–0,50 0,60–0,77 0,35–0,75 0,30–0,42
6,12
Vac a
0,2–0,4
20–40
Gallina
–
0,2–1,6
0,3–0,5
0,2–0,8
0,5–5
–
0,00–0,03
0,55–0,96
0,01–0,04
0,02–0,1
0,01–0,03 0,02–0,03
0,3–0,50
4–13
C onejo
Ta bl a 2. 6. Leucograma y recuento de plaquetas en diferentes especies de animales domésticos
50
Las p l a que ta s o tr o mbo cito s en realidad no son células sanguíneas, ya
que son fr agmentos ci to pla smá ticos que se for man a pa rti r de la
fragmentacion de los megacariocitos en la médula ósea, que a su vez proceden de los megacarioblastos. La producción de plaquetas está regulada,
según se cree, por la acción de una hormona, la trombopoyetina, que se
produce principalmente en los riñones y en otros sitios no determinados,
cuya p roducción depende a su vez del nivel de ell as en sangr e. Las
plaquetas desempeñan una función muy importante en el mecanismo de
la coagulación, al formar el trombo provisional (trombo blanco) después
de la lesión vascular y promover, seguidamente, la formación del trombo
definitivo para evitar, finalmente, la hemorragia. En la formación del tapón plaquetario, las plaquetas realizan tres funciones importantes relaciona das a la vez con la respuesta vascula r y formación del trombo
definitivo: adherencia al vaso dañado, agregación plaquetaria y liberación
de sustancias desencadenantes de la fase de formación del coágulo definitivo. Las plaquetas de la sangre son sustituidas, en su totalidad, aproximadamente cada cuatro días, formándose diariamente unas 75 000 plaquetas
por mm3 de sangre.
E L ME CANISMO D E LA CO AG ULACIÓ N
El sistema vascular está sometido constantemente a la influencia mecánica, que tiende a producir pequeños traumatismos capaces de alterar la
integridad de las paredes vasculares, ejemplo de ello puede ser una simple contracción muscular. Para evitar la hemorragia que se produciría por
estas situaciones existe un complejo mecanismo, que consiste en la acción de factores plasmáticos y tisulares con las plaquetas para impermeabilizar el sistema vascular en pocos minutos, evitando la pérdida de
sangre, correspondiéndose con uno de los mecanismos de hemostasia.
Para que la sangre pueda circular en el sistema cardiovascular y cumplir
sus funciones debe mantenerse en forma líquida, sin embargo, debe tener al mismo tiempo la facultad de solidificarse o coagularse, para evitar
su pérdida peligrosa para la vida en caso de lesiones o daños vasculares.
Estas funciones aparentemente contrapuestas se logran por la existencia
de un doble equilibrio funcional entre los factores que favorecen la coagulación y los que la inhiben. El mantenimiento de estos equilibrios requiere
la acción armónica e interrelacionada de un conjunto de factores que
conforman el complicado mecanismo de la coagulación.
La coagulación sanguínea, en esencia, consiste en la transformación del
fibrinógeno, proteína plasmática soluble de origen hepático, en fibrina in-
51
soluble, que forma una red que atrapa a los elementos formes de la sangre, principalmente glóbulos rojos, los más numerosos, cerrando la lesión,
evitando la hemorragia y proporcionando un medio adecuado para la reparación tisular y endotelial. La formación de este coágulo de fibrina es el
punto final visible de una serie complicada de reacciones en cadenas en
la cual intervienen diversos factores conocidos comúnmente como factores de la coagulación, 13 básicos, aunque en todo el proceso participan
más de 30 sustancias reconocidas y tal vez otras por conocer.
Estos factores, en correspondencia con el número (romano) y denominación adoptada por el Comité Internacional para la Nomenclatura de los
Factores de la Coagulación son los siguientes:
Deno mi na ció n
F a cto r
Fibrinógeno
Protombina
Tromboplastina
Calcio
Proacelerina
Proconvertina
Factor antihemofílico A
Factor antihemofílico B
Factor antihemofílico C (Stuart-Prower)
Factor antecedente tromboplastínico plasmático
Factor antihemofílico D (Hageman)
Factor estabilizador de la fibrina
Precalicreína (PK)
Cininógeno de alto peso molecular (HMW-K)
I
II
III
IV
V
VII
VIII
IX
X
XI
XII
XIII
Los factores I, II, III y IV se denominan por sus nombres comunes bien
definidos. El factor VI no existe (se plantea que es el mismo V activado) y
la precalicreína y el cininógeno de alto peso molecular, establecidos recientemente, no tienen asignado número romano, ambos intervienen en
la fase inicial de contacto y participan en otros sistemas biológicos.
Este mecanismo de coagulación se divide en cuatro etapas:
I. Espasmo vascular.
II. Formación del trombo provisional (trombo plaquetario o blanco).
III. Formación del trombo definitivo (trombo de fibrina polimerizada).
IV. Retracción del coágulo, fibrinolisis y cicatrización.
52
En condiciones fisiológicas el endotelio vascular intacto no activa la coagulación y no ocurre adherencia plaquetaria. Como consecuencia del daño
vascular o endo telial tie ne lugar l a primera respuesta, el e sp a smo
va scul a r , produciéndose rápidamente una vasoconstricción inicial, de tipo
combinado refleja por respuesta refleja antidrómica y de tipo humoral por
secre ción de serotoni na, perdiéndose l a resistencia a la adher encia
plaquetaria al exponerse las fibras colágenas del área vascular dañada
que promueve la respuesta plaquetaria y la coagulación. Las plaquetas
activadas liberan sustancias vasoactivas, principalmente tromboxano A2
y serotonina, que acentúan y mantienen la vasoconstricción. El aumento
del líquido intersticial y su consecuente incremento de presión ejerce también un efecto compresor que refuerza la vasoconstricción local.
Tras el daño vascular las plaquetas, células sanguíneas menos densas,
son desplazadas hacia la superficie, por lo que circulan junto al endotelio.
Al ocurrir la lesión endotelial se inicia la segunda etapa, la fo rma ci ó n de l
tr ombo pr o visi o na l , al adherirse las plaquetas al colágeno subendotelial,
prote ína fibri lar, que desempeña un importante papel en el pr oceso
hemostático. La adhesión plaquetaria tiene lugar a través de la interacción
de sus receptores de superficie con el factor VIII relacionados con el factor Von Willebrand (factor VIII–VWF) puede participar también la fibronectina
y la trombosp ondi na l iber ada s po r la s p laquetas. Co n l a adhesi ón
plaquetaria las plaquetas cambian su forma discoidal o esférica y adoptan una más esférica con largos seudópodos que facilitan su contacto
con el subendotelio (colágeno) y otras plaquetas. La interacción de las
plaquetas con las fibras colágenas inicia un proceso contráctil que favorece la liberación de su contenido interno granular a través del sistema
canalicular abierto de estas. Con esta reacción son liberados muchos factores al micromedio, entre ellos: ADP, ATP, serotonina, factores plaquetarios
III y IV (FP3 y FP4 ), tomboxano A2 (TxA2 ), fibrinógeno plaquetario, factor de
crecimiento derivado de la plaqueta, tromboglobulina, hidrolasas ácidas,
Ca2+ que sale de su depósito intracelular hacia el citoplasma, produciendo
la polimerización de la actina en microfilamentos que provocan el cambio
de forma de las plaquetas y aparición de la actividad contráctil que posibilita
la secreción de adrenalinas, antiplasmina, K+ y factores VIII–C (coagulante)
y VIII- RAg (antígeno relacionado).
La liberación de ADP y la generación de TxA 2 estimulan la agregación
plaquetaria, atrayendo más plaquetas al tapón hemostático o trombo blanco. La trombina que se ha ido formando al activarse la coagulación amplifica la agregación plaquetaria, que puede ser irreversible si ocurre la llamada
metamorfosis viscosa, la cual acontece cuando la protrombina plasmática
53
es convertida en trombina. Esto puede ser suficiente para lograr la hemostasis, si el daño vascular ha sido pequeño. El coágulo blando no es
mecánicamente fuerte, por lo que cuando la lesión es intensa se activa la
formación del trombo de fibrina para consolidar su formación (coágulo
definitivo) y garantizar la hemostasis.
La fo r ma ci ó n de l tr o mbo de fi ni ti vo comprende la interacción de dos
sistemas separados que se diferencian en cuanto a la forma de iniciar la
coagulación, pero que después siguen una vía común. Estos son los sistemas intrínseco, endógeno o de reacción de la sangre, y extrínseco, exógeno
o de reacción tisular.
El primer paso en la secuencia de la coagulación en el sistema intrínseco
es la conversión del factor XII (Hageman) en su forma activa, XIIa, que es
una enzima esterolítica y esto constituye la reacción de contacto (así llamada porque ocurre cuando la sangre entra en contacto con el cristal u
otras superficies y sirve de base para medir el tiempo de coagulación in
vivo), la activación del factor XII tiene lugar cuando el colágeno subendotelial es expuesto después del daño tisular, participando también la
precalicreína y el cininógeno de alto peso molecular (HMW-K). El factor XII
también puede ser activado en la fase líquida, por ejemplo, en el plasma,
sin activación de superficie, por una variedad de enzimas proteolíticas
tales como calicreína, plasmina, factor XI y posiblemente por las células
endoteliales.
Una vez activado el factor XII, el factor XIIa convierte al factor XI en XIa y
este con la concurrencia del Ca2+ activa al factor IX, que en su forma
activa (IXa) forma un complejo con el factor VIII, el factor plaquetario-3
(FP3 , fosfolípido componente de su membrana) y Ca2+ , este complejo, activa al factor X (Stuart-Prower) y pasa a Xa. Este constituye el sistema
intrínseco para activar al factor X.
El sistema extrínseco de la coagula ción se inicia por la liberación de
tromboplastina hística (factor III, que es un fosfolípido constituyente de
las membranas celulares, liberado por el daño del tejido), que reacciona
con el factor VII (Proconvertina) en presencia de Ca2+ , formando un complejo para la activación del factor X. La actividad del factor VII puede ser
aumentada o favorecida por la acción de la calicreína, plasmina, factor
XIIa, factor IXa y también por el factor Xa. Ambos sistemas activan juntos
o por separado al factor X.
El factor Xa es el principal activador de la protrombina, que en unión del
factor V (proacelerina), el fosfolípido plaquetario (FP-3) y en presencia de
Ca2+ , constituyen un complejo denominado en conjunto, factor convertidor o protrombinasa, el cual convierte la protrombina en trombina.
54
La trombina, con actividad de esterasa y peptidasa, funciona en diferentes estadios del sistema de coagulación. Su principal función es la conversión del fibrinógeno en fibrina, al tiempo que promueve la agregación y
reacción de las plaquetas, así como la activación de los factores XIII, XII,
VIII y V y también promueve la conversión del plasminógeno en plamina y
la activación del sistema de complemento. Una vez formada la trombina
puede activar su propia producción, a partir de la protrombina, pero esta
acción es lenta.
La acción proteolítica de la trombina sobre el fibrinógeno resulta en la
formación de monómeros de fibrina y fibrinopéptidos. La rápida y espontánea polimerización de los monómeros de fibrina resulta en la formación
del coágulo, que inicialmente forma una malla tenue de fibrina cuyos
monómeros se unen por débiles fuerzas no covalentes, y constituyen, por
tanto, un coágulo soluble. En poco tiempo, por la acción del factor XIIIa
(factor estabilizador de la fibrina) en presencia de Ca2+ , es cuando las
redes de fibrina se unen covalentemente y se forma un coágulo estable
insoluble. El factor XIII existente en el plasma como proenzima es también
suministrado por las plaquetas, se sintetiza por los megacariocitos, el hígado y la placenta y es activado por la trombina. Las mallas de fibrina
atrapan los elementos formes de la sangre, produciendo el llamado trombo
rojo, ya que le corresponde a los glóbulos rojos ser los más abundantes,
de ahí el color del coágulo, pero este hecho no significa que participen en
el proceso de la coagulación. La retracción y consolidación del coágulo de
fibrina garantiza la hemostasis y crea las condiciones para la cicatrización
y reparación del daño endotelial y (o) tisular.
En la última etapa o r e tr a cci ó n de l coá gul o las plaquetas desempeñan
un papel importante porque aportan la trombostenina (que actúa como
proteína contráctil similar a la actomiosina), el Ca2+ y la energía (ATP) para
que ocurra la reducción del coágulo y la expulsión del suero que contiene.
El factor de crecimiento plaquetario estimula la formación de nuevas células endoteliales y la colonización por fibroblastos productores de colágeno,
posibilitando la reparación de la pared celular.
A las pocas horas de formado el coágulo, comienza la invasión del mismo
por neutrófilos (micrófagos) y monocitos (macrófagos) que digieren a los
hematíes atrapados en la red polímera para posteriormente, por acción
fibroblástica, establecer una organización fibrosa que permite llenar el
espacio entre los bordes de la herida. Se reparan las paredes del vaso
lesionado, crece tejido conjuntivo en el trombo (organización), para producirse cicatrización (neoformación de endotelio) y finalmente fibrinolisis. El
coágulo debe lisarse, para evitar la posibilidad de que se desprenda sin
55
disolverse y provoque de este modo una trombosis (coágulo o restos de coágulo circulando libremente en sangre se denominan trombos). (Ver Fig. 2.2.).
F i gu r a 2.2. Mecanismo general de la coagulación.
El proceso de la coagulación debe ser regulado para que no sobrepase los
límites de su función hemostática, es decir, que no se generalice a todo el
sistema vascular. En esta bien definida área de lesión participan dos mecanismos generales, eliminación de los factores de la coagulación activados y destrucción del coágulo de fibrina.
La eliminación de los factores activados comprende procesos humorales
y celulares. La actividad humoral depende de los inhibidores naturales
que funci onan inhibi endo la activi dad de las pro tea sas como so n:
antitrombina III (principal inhibidor fisiológico, que actúa sobre todos los
56
factores, excepto el factor VII), inactivador C (actúa sobre los factores
XIIa y XIa, calicreína y plasmina), a2-macroglobulina, a1-antitripsina, a2antiplasmina y proteína C.
Una continuación permanente de la coagulación se frena, además, por
los fragmentos de fibrina que se producen durante la fibrinólisis, los que
inhiben la posterior formación de fibrina (ver Figura 2.3), al bloquear la
trombina, la cual, ligada a los receptores de superficie celular desencadena la liberación de prostaciclina (PGL2) por las células endoteliales no
dañadas para limitar la difusión de la adhesión y agregación plaquetaria, y
el complejo heparina-antitrombina III, que limita la posterior activación del
proceso de la coagulación en la fase líquida. También pueden participar
las antitrombinas con el mismo objetivo. La plasmina activada en la fase
temprana del proceso comienza la lisis del coágulo (fibrinólisis), así como
la actividad celular que involucra al sistema fagocítico mononuclear, el
hígado, los pulmones y los neutrófilos, o sea, que para la disolución del
coá gulo, el o rgani smo dispone también de un proce so de nominado
fibrinólisis, en donde la responsabilidad recae en una enzima proteolítica
(fibrolisina o plasmina), que se encuentra en forma inactiva circulando en
el plasma de la sangre como una fracción proteica más y que se denomina profibrolisina o plasminógeno.
Se supone que el teji do daña do y po ster ior mente re par ado por la
neoformación celular, libera un componente celular activador (CCA), que
estimulado por iones de calcio actúa sobre la profibrolisina transformándola en fibrolisina, para que concluya la disolución absoluta del coágulo.
F i gu r a 2.3. Mecanismo de la fibrinólisis.
57
La coagulación es un mecanismo en cadena, en forma de cascada, que
basta con ser interrumpido en un punto para que no continúe. Este tipo
de reacción permite el empleo de las conocidas sustancias anticoagulantes
que actúan en difere ntes puntos del proceso co mo son: la he parina,
anticoagulante fisiológico en la sangre de todos los vertebrados superiores, con efecto inhibidor de la acción de la trombina, el dicumarol y análogos que inhiben en el hígado la síntesis de protrombina y los oxalatos y
citratos que son secuestradores de Ca2+ . (Ver Tabla 2.7.).
Ta bl a 2. 7. Velocidad media de coagulación de la sangre en diferentes
especies de animales domésticos (minutos)
Es pec ie
Caballo
Bovinos
Oveja
Cerdo
Perro
Gato
Gallina
T iempo ( minutos )
9-11
6,5-7,5
2,7-3,4
3-4
2,5-3,8
2-3
1-1,5
Dentro de una misma especie animal puede producirse aglutinación y
hemólisis como resultado de la transfusión de una sangre incompatible,
debido a la presencia de diferentes gr upo s sanguí neo s. Los anticuerpos
que causan la aglutinación de los hematíes procedentes de individuos de
la misma especie se llaman “isoaglutininas”, que muchas veces van acompañadas de “isohemolisinas”. La presencia de estos anticuerpos varía
con la especie. Los caracteres del grupo sanguíneo de un organismo son
hereditarios y se diferencian desde la concepción misma. En la sangre
humana se conoce que en los eritrocitos existen dos tipos de antígenos
(se les denomina aglutinógenos) del tipo A y del tipo B, que son aglutinados
por los anticuerpos llamados aglutininas. Así cuando en el hematíe no hay
aglutinógeno A, su plasma contiene aglutininas anti A, y viceversa, cuando
no hay aglutinógeno B en su glóbulo rojo, su plasma tiene anticuerpos,
pero de las llamadas aglutininas anti B.
En todos los vertebrados se describen varios grupos sanguíneos, según la
especie animal. En cerdo 16, caballo 9, oveja 7, conejo 5, gato 2 y en el
perro se han descrito 7 grupos (A, B, C, D, F, Tr y He), distinguiéndose el
grupo A que tiene dos factores a diferencia de los otros que disponen de
uno, por lo que en el perro se describen realmente 8 grupos. En medicina
58
humana son muy frecuentes las transfusiones de sangre, de un individuo
a otro, pero en la medicina veterinaria su aplicación se limita a un caso
agudo, esporádico y generalmente no se le repite, de donde la transfusión inicial (sin conocimiento del grupo sanguíneo) puede aplicarse en numerosas especies, sin presentarse serios riesgos. Si se hace necesario
repetir la transfusión, debe efectuarse dentro de las 24 horas de efectuada la primera porque después de este tiempo comienzan a aparecer títulos significativos de isoanticuerpos y a mayor tiempo, forzosamente se
incrementará su número, lo que traerá como consecuencia reacciones
severas de aglutinación y hemólisis de los eritrocitos.
G E NE RALID AD E S D E INM UNID AD
En el decursar de la vida el organismo animal está constantemente sujeto
a gran número de invasiones por agentes extraños, tales como: bacterias, virus y toxinas, pero para ello contamos con sistemas defensivos
como lizosima s, inter ferón y properdi nas, así como la capacidad de
diapédesis (automovimiento), fagocitosis (ingestión) y potentes baterías
aniquiladoras de microorganismos (peroxidasas por ejemplo) y enzimáticas
de proteasas y lipasas (digestoras) de los leucocitos, el HCl del jugo gástrico y la piel que en su conjunto conforman la inmunidad natural o innata,
mientras que la inmunidad adquirida, de carácter individual, es reponsabilidad de los linfocitos, clasificándose en tisular (linfocitos T) y humoral
(linfocitos B).
La inmunidad se clasifica en innata, pasiva y adquirida. A la par que existen los tipos de inmunidad antes señalados, el recién nacido y el adulto
disponen de la llamada i nmuni da d i nna ta , es decir, de la inmunidad que
presenta cada especie contra ciertas enfermedades específicas. Así tenemos como ejemplo que el bovino no padece determinadas infecciones
virales que padece el perro, tales como: el moquillo canino y la parvovirosis,
ello obedece a los sistemas defensivos que se originan en la vida fetal y
perduran de por vida.
La i nmuni da d p a si va es el proceso que tiene como base la transmisión
de inmunoglobulinas de la madre al feto o al recién nacido. En numerosas
especies de animales domésticos, tales como: rumiantes, cerdos y equinos,
durante la vida fetal no se pueden adquirir los anticuerpos de la madre,
debido al tipo de placenta, lo cual provoca que al nacer los títulos de inmunoglobulinas sean despreciables, precisando la ingestión del calostro en las
primeras horas de nacidos para adquirir estas gamma globulinas en cantidades suficientes. En este caso el animal ha adquirido una inmunidad de
59
tipo pasiva, pues los anticuerpos circulantes provienen de lo que le ha
suministrado la madre y de ese modo el recién nacido es capaz de afrontar los agentes extraños que llegan a su organismo, pero desde luego se
pr ecisa que pr evia mente la madre haya sido sensibi liza da por l os
microorganismos o vacunaciones y haya originado anticuerpos para tales
agentes. Lo expresado se corresponde, en estas especies, prácticamente con el papel más importante del calostro y se conocen como especies
calostro dependientes. En primates (humanos y no humanos), perros y
otras espe cies la disposi ción de la place nta per mite la llegada de
anticuerpos al feto por la íntima relación entre la sangre materna y fetal,
por lo que los animales nacen con un título adecuado de inmunoglobulinas
en sangre, inmunidad pasiva, que los hace calostro no dependientes, aunque la ingestión del mismo es necesaria para satisfacer sus otras funciones fisiológicas.
La leche contiene macrófagos que poseen en su citoplasma sustancias
antigénicas fagoci tadas por ellos que, al ponerse en contacto con los
linfocitos B, son capaces de transformar a estos en linfoblastos y a su vez
en células plasmáticas, creando el marco adecuado para que estas células comiencen la elaboración de anticuerpos y así se va desarrollando la
inmunidad humoral. A su vez sustancias extrañas, tales como microorganismos que penetran con el alimento (leche) o por vía buconasal van estimulando al timo para la maduracion de los linfocitos, diferenciándose en
linfocitos T sensibilizados, creándose de este modo la llamada inmunidad
tisular, celular o linfocítica. De esta forma, con el decursar de los días se
va desarrollando la inmunidad adquirida, tanto humoral como tisular.
En los primeros días de nacido lo s animales a la par que poseen la
inmunidad pasiva van desarrollando la i nmuni da d a cti va o adquirida,
que se lo gra fundamentalmente a través de la leche y de sustancias
antigénicas contenidas en el aire, en el pezón y en el ambiente donde se
crían y que penetran al organismo, esto constituye una importante vía
para ir desarrollando su propia inmunidad, de ahí que se diga que la
inmunidad adquirida es individual porque se basa en las posibles acciones
de agresión a cada indi viduo, según su medio ambiente de vida. La
inmunidad activa puede acelerarse mediante el proceso de la vacunación,
es decir, la penetración de microorganismos nocivos, pero a los que se ha
inactivado o atenuado su virulencia, o también mediante inyección de
toxoides que determinan la producción de inmunidad contra estos agentes.
Mediante la estimula ción antigéni ca se origina n los a nti cue r p o s o
i nmuno gl o buli nas, proteinas de la sangre del tipo de las gamma globulinas
con masa mo lecular elevada (de 150 000 a 900 000). Por lo general
60
cada anticuerpo posee uno o dos sitios reactivos para reaccionar con el
antígeno que le dio origen, la reacción solo ocurre en el epítope del
antígeno. De este modo, mientras un antígeno puede tener dos o más
epítopes, el anticuerpo solo dispondrá de uno o dos sitios reactivos, por
tanto se plantea que los anticuerpos solo reconocerán al epítope que le
dio origen, a esto se le conoce por especificidad de los anticuerpos. Se
describen cinco tipos de inmunoglobulinas (Ig): IgA, protectora de mucosas,
de tipo monómera en el sistema respiratorio y dímera en el sistema digestivo, IgG, la más abundante para respuestas infecciosas, IgE, como defensa
ante estados alérgicos y parasitarios, IgM, conceptuada como la responsable de los grupos sanguíneos, es una macroglobulina tetrareactora e IgD,
de carácter aún desconocido, pero aumentada en los estados tumorales.
Cuando el organiso animal se expone a un agente invasor se inicia la r ea cci ó n i nmune . Una vez expuesto el mismo a este agente extraño comienza a opera rse en el sistema inmunita rio la formación de globul inas
específicas, las gamma globulinas. Por otro lado, los tejidos linfoides comienzan la producción de linfocitos sensibilizados de poder reaccionante
contra el agente invasor para de ese modo efectuar su destrucción. Transcurrido el tiempo necesario, si se produjera una nueva exposición por el
agente invasor, este queda bloqueado antes de que pueda causar algún
daño, debido a la presencia de la inmunidad (memoria linfocítica) creada
anteriormente. El organismo desarrolla dos tipos básicos de inmunidad
adquirida. En uno de ellos el organismo produce los anticuerpos circulantes que son moléculas de gamma globulinas capaces de atacar al agente
invasor, ya sea cubriendo, marcando, precipitando las bacterias para favorecer su fagocitosis o por neutralización de las toxinas bacterianas, la
inmunidad humoral y el segundo tipo de inmunidad se logra a través del
sistema linfocitario, de manera que los linfocitos quedan sensibilizados
específicamente contra el agente invasor y más tarde pueden unirse a él
y destruirlo, esta es la inmunidad celular o tisular. Conglomerados de
linfocitos pueden encontrarse en el tejido linfoide, ampliamente distribuido en el organismo, dicho tejido en el adulto está representado por los
ganglios linfáticos, bazo, placas de Peyer, amígdalas, adenoides y médula
ósea roja. En las aves la Bolsa de Fabricio adquiere importancia como
órgano linfoide, al participar en el desarrollo de la inmunocompetencia
por las células destinadas a producir anticuerpos humorales. Es indudable que el tipo linfocitario de inmunidad es diferente al de la inmunidad
humoral, pero en cambio en su origen están estrechamente vinculados,
pudiendo expresarse que sin inmunidad tisular no habrá inmunidad humoral efectiva.
Capítulo
3
SISTEMA CARDIOVASCULAR
INTRODUCCIÓN
Las primeras investigaciones del sistema cardiovascular se efectuaron por
William Harvey en 1628 quien, empleando como animal de experimentación la oveja, demostró la existencia de la circulación sanguínea. El concepto de una circulación cerrada fue desarrollado, por primera vez, por él en su
obra De motu cordis. En esa época describió la diferente misión de las arterias y de las venas, además planteó que la fortaleza en la estructura de las
paredes arteriales se debía a la superior carga mecánica a que estaban
sometidas por la actividad cardíaca y a la alta presión sanguínea en las
proximidades del corazón. Más tarde, en el año 1661, Malpighi observó, de
forma directa, la circulación sanguínea en los capilares pulmonares de la
rana. La medición de la presión ejercida por la sa ngre en l as arteri as se
reali zó muchos años después por Ste phen Hale s en 1732, el cual canuló
con una pluma de ganso la arter ia femor al de un caballo. En sus o bservaciones notó que esta presión era fluctuante con cada latido del corazón, lo
que se ponía de manifi esto en el manómetro utilizado al efecto. En 1847,
Claude Bernard y Francois Magendie, utilizando como animal de experimentación al caballo, realizaron las primeras cateterizaciones cardíacas.
La evolución de los seres vivos, desde la forma unicelular a la pluricelular,
trajo aparejado la socialización y la especialización de las estructuras celulares, tisulare s y orgánicas, para poder desarrolla r todas las funciones
inher entes a l a vida. En los ver tebrados superiore s, aves y ma mífer os,
apa rece un siste ma va scul ar ce rrado en el que circul a la sangre para
tra nspo rtar, hacia y desde la s cél ulas, sustancias nutri tiva s y de de secho, respectivamente; la circula ción sanguíne a permi te, ade más, tr anspo rtar susta nci as r egul adora s de distinta s funcio nes o rgánicas y
protectoras del organismo como: ho rmonas e inmuno globuli nas, al mismo tiempo es la vía distri buidora del ca lor corpo ral. Para mantener la
sangre circulando en el cuerpo es necesario un permanente bombeo de
62
este líquido, función que es realizada por el cora zón; este órgano se mantiene funcionando, automá ticamente, por la a cción de un sistema especial de excitación-conducción.
El sistema cardiovascular en los vertebrados es cerrado; en ellos puede
haber una circulación simple, como en los peces, donde la sangre pasa una
sola vez por el corazón en cada uno de sus recorridos por el cuerpo o doble,
como en aves y mamíferos, donde pasa dos veces. En el primer caso la
sangre, que procede de todos los tejidos, llega al corazón, recorre cuatro
cavidades dispuestas longitudinalmente, una a continuación de la otra: seno
venoso, aurícula, ventrículo y bulbo arterial, alcanza las arterias branquiales,
es conducida hasta las branquias, se oxigena y es distribuida por la aorta y
sus ramificaciones a todo el cuerpo. Por tanto, en los peces toda la sangre
que circula por el corazón proviene, con alto contenido de CO2 , de los tejidos
y es de tipo venoso. En los anfibios, aunque existe un seno venoso donde
desembocan las venas cavas, aparecen dos aurículas separadas y dos
ventrículos, entre los cuales existe un pliegue membranoso que no los separa de forma completa y la sangre oxigenada que llega al ventrículo izquierdo, desde los pulmones, se mezcla con la venosa del ventrículo derecho.
No obstante, a pesar de la mezcla, se puede hablar ya de sangre oxigenada
y no oxigenada.
En los reptiles el corazón está dividido en cuatro cavidades, dos aurículas y
dos ventrículos y se puede distinguir un hemicardio derecho y uno izquierdo, sin comunicación entre sí, pero está presente una conexión entre la
arteria pulmonar y la aorta, por lo que aún existe determinado grado de
mezcla entre la sangre arterial y la venosa. En aves y mamíferos el corazón
está compuesto por dos cuerpos de bomba que funcionan de forma coordinada, como hemicardio derecho e izquierdo, sin que se produzca mezcla
alguna de la sangre oxigenada y la poco oxigenada. Solo cuando se producen alteraciones del desarrollo embrionario puede perderse la independencia bilateral total de las cavidades auriculares o ventriculares entre sí. En el
hombre y en los animales se ha encontrado la existencia de una comunicación postnatal, entre la aurícula derecha y la izquierda (Foramen oval persistente), el cual debe cerrarse durante la vida prenatal, mezclándose así la
sangre venosa que llega a la aurícula derecha con la arterial que llega, desde los pulmones, a la aurícula izquierda. (Ver Fig. 3.1.).
Cada hemicardio posee una aurícula y un ventrículo. La capacidad de las
aurículas es unos dos tercios de la correspondiente a los ventrículos y poseen paredes más delgadas que estos últimos. La pared del ventrículo izquierdo es tres o cuatro veces más gruesa que la del ventrículo derecho, ya
que tiene que vencer mayor resistencia hemodinámica y realizar mayor tra-
63
bajo para mantener el mismo flujo. Las aurículas están separadas de los
ventrículos por un anillo fibroso, que sirve de punto de inserción a las válvulas aurículoventriculares. La conducción del impulso eléctrico tiene lugar
por medio del nodo aurículo-ventricular, del cual parte el fascículo de His,
como veremos a continuación.
F i gu r a 3.1. Circulaciónmayor y menor.
SISTEM A ESPECIAL DE EXCITACIÓN CONDUCCIÓN
El corazón no solo posee las fibras musculares que participan en la contracción, sino también fibras musculares modificadas, denominadas miocitos
contráctiles atípicos o fibras musculares específicas, cuya función es generar los estímulos y conducirlos por todo el órgano. Estas fibras musculares
específicas determinan el ritmo de los latidos cardíacos y están separadas
de las contráctiles por tejido conjuntivo. Se caracterizan, al compararlas
con los miocitos típicos, porque su contenido en miofibrillas es menor, la
proporción de glucógeno es mayor y la estriación transversal se destaca
menos nítidamente. El proceso de excitación del corazón se inicia normalmente con la producción del potencial de acción en el nódulo senoauricular
(S A), nódulo sinusal o de Keith Flack, situado en la aurícula derecha, cerca
de la desembocadura de la vena cava superior (Ver Fig. 3.2). El impulso es
propagado tridimensionalme nte desde este punto por el múscul o auricular y por los haces de fibras internodales hasta el nódulo aurículo-ventricular
(A V), o nódul o de Aschoff Tawar a, localizado cerca del anillo de la válvula
tricúspide, por encima del septum interventricular.
64
F i gu r a 3.2. Estructura histológica del nódulo A V;1) músculo auricular; 2) fibras de unión;
3) nódulo aurículo-ventricular; 4)fibras de transición; 5) haz de His.
En el nódulo A V la conducción del potencial de acción es más lenta que en
cualquier otra parte del sistema de conducción cardíaca. El retardo se produce fundamentalmente en las fibras de unión del tejido auricular con el
nódulo aurículo-ventricular (2) y en las fibras del propio nódulo (3), en las
que las velocidades de conducción son de 0,01 m/s y 0,1 m/s, respectivamente. Este hecho permite que se complete la contracción auricular antes
de que sean estimulados los ventrículos. Del nódulo A V parte el haz de His,
que se extiende a lo largo de la porción superior del tabique interventricular
y se divide en dos ramas, una para el ventrículo derecho y otra para el
ventrículo izquierdo. Estas ramas se subdividen bajo el endocardio, constituyendo las fibras de Purkinje que forman una extensa red o arborización, la cual
permite que el impulso excitador, después de atravesar el sistema de conducción nodal A V, sea transportado, a gran velocidad, a todas las áreas del
endocardio, subendocardio y epicardio.
El sistema de Purkinje permite que casi todas las áreas ventriculares se
estimulen y contraigan de forma simultánea. No obstante, el electrocardiograma (ECG) periférico que representa la resultante de la actividad conjunta de ambos ventrículos es registrado como si el frente se moviera solo
desde el endocardio hasta el epicardio del ventrículo izquierdo, lo cual se
debe a que este ventrículo es cuatro o seis veces más grueso que el derecho. La secuencia de activación ventricular no acontece de la misma mane-
65
ra en todas las especies animales; esto está determinado por la diferente
distribución del sistema de conducción cardíaco, o sea, del haz de His, sus
ramas y l as ramificacione s de Purkinje que penetran en la s paredes
ventriculares a diferente profundidad. (Ver Fig. 3.3.). El grado de penetración de dichas ramificaciones difiere de unas especies a otras, como ha
sido demostrado al estudiar su distribución en el miocardio de los mamíferos y de las aves, de lo que ha resultado que los animales pueden ser divididos en dos grandes categorías o grupos: un grupo A en el que las fibras de
Purkinje penetran hasta ¼ o ½ de la distancia del endocardio al epicardio,
en el que se incluyen los primates, los caninos, los felinos y los roedores, y
un grupo B en el que las fibras de Purkinje penetran, completamente, extendiéndose desde el endocardio hasta el epicardio, en las paredes libres y en
la base de los ventrículos. En este último grupo están comprendidos los
equinos, los rumiantes, los cerdos y las aves.
F i gu r a 3.3. Sistema especial de conducción del corazón con la distribuciónde las fibras
de Purkinje en los animales del grupo A y B. Note que en el primer grupo, las fibras de
Purkinje, llegan hasta la mitad del endocardio y en el segundo hasta el epicardio (ramificaciones más oscuras).
En los animales del grupo A los potenciales de acción originados en el nodo
senoauricular (S-A) se propagan por el endocardio, a través de la fibra de
Purkinje hasta llegar al ápice del corazón, según se indica en la Figura 3.4.
Aparece una resultante de cargas negativas en la parte interna de los
ventrículos y una de cargas positivas en la externa. Después, la onda de
despolarización retorna a través de las paredes ventriculares hasta la base
de los ventrículos y se registran en el electrocardiograma, en la mayoría de
las derivaciones, tres componentes bien definidos, las ondas Q, R y S. Por
66
esta razón, durante la mayor parte de la despolarización, el vector integral
eléctrico se dirige desde la base del corazón hasta el vértice (negativo a
positivo) y, solo al final de la despolarización lo hace en sentido contrario,
cuando se despolarizan las paredes externas del ventrículo, próximas a la
base, que son las últimas que se ven afectadas por la onda despolarizante.
F i gu r a 3.4. Dirección del vector eléctrico integral en el sentido base-ápice en animales del
grupo A.
En los animales del grupo B, al inicio de la despolarización ventricular, el
vector se orienta hacia el ápice (onda Q, pequeña y positiva), a través del
tabique, pero como las fibras de Purkinje llegan hasta el epicardio, la
despolarización alcanza primero la base de las paredes externas ventriculares y el sentido del vector integral de la despolarización ventricular solo
tiene dos componentes la Q y la R, con gran predominio de esta última y
dirigida en sentido ápico-basal. (Ver Fig. 3.5.).
Los potenciales de acción producidos en las células que constituyen el corazón originan corrientes eléctricas que difunden hacia la superficie corporal, se suman algebraicamente, y producen potenciales a este nivel que se
diferencian de los que se registran en la fibra aislada, tanto en forma como
en amplitud. Con ello aparece un campo eléctrico cuyo potencial varía en
los distintos puntos de la superficie corporal en dependencia del recorrido
de la onda de excitación. Estos potenciales de superficie se registran para
determinar el estado electrofisiológico del corazón y tienen gran importancia porque preceden y desencadenan el proceso contráctil. Las células cardíacas poseen un potencial de membrana en reposo de unos – 80 a –85 mV
pero, como es conocido, se mantienen en una constante actividad y son
objeto de una ser ie suce siva de potenciale s de acció n. El proceso
despolariza nte ocurre muy rápidamente (2 ms), sin embargo, el de
67
repolarización es muy lento (150-300 ms), lo cual origina una meseta en el
potencial de acción. Este hecho está asociado a una demora en el incremento de la permeabilidad para el potasio y su predominio respecto a la del sodio.
Estos potenciales que se desarrollan en cada una de las células cardíacas
constituyen el fundamento del electrocardiograma (ECG) que pasaremos a
analizar a continuación.
F i gu r a 3.5. Dirección y sentido ápico-basal delvector eléctrico integral delcomplejo
de despolarización ventricular QR en animales del grupo B.
FUNDAM ENTO E IMPORTANCIA
DEL ELECTROCARDIOGRAMA (ECG)
Las corrientes eléctricas producidas durante la actividad cardíaca se propagan por medio de los líquidos biológicos a la totalidad del organismo, originando l os po tenci ales de super ficie que dete rmina n di ferencias de
potenciales eléctricos entre las más diversas regiones corporales. Cada latido cardíaco va precedido de modificaciones eléctricas que pueden ser registradas en la misma superficie del corazón o en distintos puntos de la
superficie corporal. Al registro obtenido se le denomina electrocardiograma y
se reconoce por las siglas ECG. La detección de las corrientes eléctricas
producidas en el corazón no fue posible hasta el año 1878, en que Waller,
valiéndose del electrómetro capilar de Lipman, obtuvo los primeros electrocardiogramas en el hombre. Posteriormente, en 1903, Einthoven, utilizando
un electrocardiógrafo de cuerda, logr ó obtener también distintos electrocardio gramas (ECG) en el hombre. En Medicina Veterinaria, los pr imeros
68
reportes de ECG en equinos aparecen publicados en 1911 y 1913 y en
bovino en 1920. La electrocardiografía es el método clínico de elección para
evaluar los problemas cardíacos asociados con la producción y conducción
del estímulo eléctrico, pues tales trastornos aparecen en cualquiera de las
derivaciones empleadas. La electrocardiografía es una herramienta útil en
la evaluación de los trastornos electrolíticos, tales como: hipocalcemia e
hipercalemia y en algunos procesos que afectan al corazón, auxiliando la
ecocardiografía y otras técnicas.
Se denomina de ri va ci ón e le ctro ca rdio gr áfica a las distintas posiciones en
que se colocan los electrodos para recoger el trazo electrocardiográfico. La
derivación es bipolar cuando se utiliza un electrodo positivo y uno negativo,
de manera que el instrumento registre la diferencia de potencial entre las
superficies situadas por debajo de cada uno de ellos. Es monopolar cuando
el electrodo negativo se conecta de forma tal que su potencial sea muy
próximo a cero y el electrodo positivo (explorador) registre el potencial de
los puntos ubicados por debajo de él.
Entre las derivaciones más utilizadas en el hombre figuran las de las extremidades y las precordiales o torácicas, ambas pueden ser unipolares o
bipolares, pero generalmente se utilizan las bipolares en el caso de las extremidades y, las unipolares, cuando se trata de las torácicas. Corrientemente se registran 12 derivaciones, tres bipolares, que son las derivaciones
estándares de miembros (DI, DII y DIII) y nueve monopolares (V1, V2, V3, V4,
V5, V6, aVR, aVL y aVF), de las cuales las seis primeras corresponden a las
precordiales o torácicas y las tres últimas a las aumentadas de miembros.
Se han efectuado modificaciones en las derivaciones torácicas empleadas
en el hombre para ser utilizadas en pequeños animales, estas son:
CV6LU: Electrodo explorador ubicado en el VI espacio intercostal izquierdo a
nivel de la unión costocondral.
CV6LL: Electrodo explorador ubicado en el VI espacio intercostal izquierdo
cerca del esternón.
CV5RL: Electrodo explorador ubicado en la parte media del V espacio
intercostal derecho.
CV10: Electrodo explorador ubicado sobre la séptima vértebra dorsal. (Vega
y Szabuniewicz, 1978).
En condiciones normales, las distintas derivaciones ofrecen electrocardiogramas muy parecidos en su forma, pero cuando hay algunas patologías,
no en todas se refleja lo mismo. Así, cuando ocurren algunas lesiones en
aurículas y ventrículos tiene gran importancia la derivación empleada para
69
el diagnóstico, ya que en algunas de ellas el trazado cambia mucho (en las
torácicas, muy próximas al corazón) y en otras puede no afectarse (en las extremidades, bastante alejadas). Lo anterior sucede porque las derivaciones
se establecen a diferentes distancias del biogenerador eléctrico. Aunque se
habían publicado muchos trabajos de electrocardiografía en las diversas
especies de animales domésticos que incluyen perro, gato, caballo, vaca y
otras, no se contó hasta el año 1990 con un sistema de derivaciones que
permitiera valorar, desde el punto de vista electrocardiográfico, el estado
fisiológico del corazón en el ganado vacuno y en otros cuadrúpedos.
Para analizar un ECG se deben tener en cuenta dos magnitudes, la amplitud de las ondas y la duración, tanto de las ondas como de los segmentos
que las separan. Debido a que el electrocardiógrafo se calibra con una señal eléctrica de valor conocido, y esta señal es registrada sobre una cinta
de papel milimetrado, la amplitud traduce la tensión eléctrica que corresponde a cada onda expresada en mV. A las ondas que aparecen en el electrocardiograma se les ha dado una nomenclatura, con la cual se distinguen
universalmente, y cada una de ellas está asociada a un estado diferente de
despolarización o repolarización del corazón. Sin embargo, en nuestras investigaciones real izadas en bovinos, hemos podido co mprobar que no es
correcto emplear dicha nomenclatura, como tal, en todas las especies animales. Cuando en el ECG se considera una fracción de registro que incluye la
duración de ondas y segmentos juntos se habla de intervalos. Por eso, a continuación veremos la Fig. 3.6. donde apreciamos lo explicado .
El primer componente que aparece en el electrocardiograma durante la actividad cardíaca lo constituye l a onda P, la cual expresa la actividad auricular.
Es el resultado de los potenciales de superficie que se originan al pasar la
excitación del nódulo senoauricular o de Keith Flack hacia las aurículas
derecha e izquierda.
El co mpl ej o QR S se compone de una onda principal R y dos depresiones
situadas por delante y por detrás de ella, que son la onda Q y la S, respectivamente. Cada uno de sus componentes refleja la parte de los ventrículos
que va siendo despolarizada en el proceso de excitación ventricular, correspondiendo la onda Q a la actividad del septum interventricular, la onda R a
la propagación de la excitación por las paredes libres de los ventrículos y la
onda S a la actividad de la base de estos. Las características de los componentes del complejo QRS están en dependencia de la forma en que se propaga la excitación por el tabique interventricular, las paredes libres y la base
de ambos ventrículos. En las especies del grupo A aparecen las tres ondas,
en distintas derivaciones, representando tres frentes definidos de activación ventricular. En el grupo B se obtienen, en las distintas derivaciones,
70
dos ondas, formando el complejo ventricular QRS, las cuales corresponden
a la existencia de dos frentes de despolarización. De modo que la activación inicial es similar al grupo A, pero la propagación por las paredes libres
y las bases de ambos ventrículos se produce en un solo golpe, como un
estallido, en una dirección general ápico-basal y de ventrículo izquierdo a
ventrículo derecho, originándose una sola onda en lugar de las dos (R, S).
F i gu r a 3.6. Ondas, segmentos e intervalos del electrocardiograma.
La o nda T constituye la desviación final del registro electrocardiográfico y
es originada por la repolarización de los ventrículos, coincidiendo su rama
descendente con el fin de la sístole ventricular. En la mayoría de los estudios realizados se ha observado que la onda T es muy variable, tanto en
amplitud como en polaridad, en todas las especies de animales, al obtener
los registros por medio de las derivaciones estándares y aumentadas de
miembros.
El segmento PQ es la línea isoeléctrica comprendida entre la onda P y el
complejo QRS y se asocia al tiempo necesario para que el impulso eléctrico
pase por el nódulo A V, el haz de His y sus ramas; mientras que el intervalo
PQ incluye, además de la línea isoeléctrica, la duración de la onda P. El
segme nto ST e s un tr az o isoe lé ctr ico que se pa r a el pro ce so de
despolarización ventricular (QRS) de la repolarización (T). El intervalo ST
71
incluye, además, la duración de la onda T y ofrece información de todo el
proceso de repolarización ventricular. Normalmente se considera un intervalo aún mayor el QT, que se extiende desde el principio del complejo QRS
hasta el final de la onda T y se co noce como sístole eléctrica de los
ventrículos, ya que comprende el tiempo en que estos se despolarizan y
repolarizan. El tiempo que transcurre desde la repolarización ventricular
hasta el nuevo proceso de despolarización está dado por el intervalo TQ,
denominado diástole eléctrica de los ventrículos. El segmento TP se extiende desde el final de la onda T hasta el inicio de la onda P del ciclo cardíaco
siguiente. A este segmento del ECG se hace poca referencia en la literatura,
aunque se ha destacado su importancia en el estudio de los trastornos del
ritmo.
La fre cuencia ca rdía ca es el número de latidos que realiza el corazón en la
unidad de tiempo. Para su determinación son necesarias derivaciones que
reflejen, adecuadamente, los componentes electrocardiográficos. La derivación DII ha sido muy utilizada para este propósito, pero actualmente se
utiliza mucho la B A en los cuadrúpedos en general. En el ECG el cálculo de
la frecuencia cardíaca se puede realizar dividiendo 1 500 entre el número
de cuadritos de 1 mm que hay entre dos ondas R consecutivas o multiplicando por 20 el número de complejos QRS comprendido en 15 cuadros de
los grandes (0,5 cm), cuando la velocidad es de 25 mm/s. La frecuencia
cardíaca disminuye con el avance de la edad de los animales, así el valor
reportado para terneros de 2-5 meses es de 83 latidos/min y para los de un
año es de 76 latidos/min.
En general se puede plantear que existen notables diferencias entre el ECG
del hombre y el de los animales domésticos, las cuales se deben a la distinta situació n del eje cardíaco y de los puntos de deriva ción de la corriente,
así como a la natural variación de las ondas, tanto en su dirección y sentido
como en su amplitud. Sin embargo, el ECG del mono es similar en su morfología al del hombre, diferenciándose en la duración de los segmentos e
intervalos. La frecuencia cardíaca puede ser obtenida, además, por palpación o auscultación de la región precordial y mediante el pulso arterial. La
frecuencia cardíaca disminuye con la edad en todas las especies animales
de manera que siempre será superior en el feto que en los adultos de edad
avanzada.
Entre los factores que modifican la actividad cardíaca, las variaciones de
las concentraciones iónicas del líquido extracelular es uno de los que mayor
efecto tiene, tanto en el proceso de excitación como en el contráctil. El exceso de potasio en el líquido extracelular provoca que el corazón se dilate,
enormemente, y disminuya la frecuencia de los latidos. Una disminución
72
considerable de la concentración de calcio en el líquido extracelular, origina
que el corazón se debilite, similar a como ocurre con el exceso de potasio,
mientras una alta concentración provoca el aumento de la fuerza de contracción y de su duración. Esto último se atribuye bien a una reducción de la
permeabilidad para el potasio o a un efecto directo de los iones de calcio
sobre las células. La hipercalcemia se manifiesta por un acortamiento del
intervalo QT, mientras que la hipocalcemia por un alargamiento y se produce también disminución del gasto cardíaco.
La edad y el sexo son factores que influyen en los componentes del ECG. La
amplitud de las ondas del complejo QRS en bovino varía con la edad, aunque no siempre puede discernirse una tendencia definida. Se ha encontrado que el valor promedio para el intervalo RR ha sido mayor en los machos
que en las hembras en determinados grupos etáreos. En equinos se han
encontrado diferencias significativas para la duración del complejo QRS entre
machos y hembras. En investigaciones realizadas, en vacas y en perros, se
han observado cambios de distintos componentes electrocardiográficos,
dependiendo de la edad. En la raza Holstein, utilizando la derivación B-A, se
ha observado que la duración de los intervalos RR, PQ y QT, así como de la
onda P y del complejo QRS, se incrementan a medida que el animal crece.
Los registros electrocardiográficos efectuados en búfalos han puesto de
manifiesto que en esta especie se produce un incremento significativo del
intervalo PR y del QT con el avance de la edad y se observa cierta tendencia
al incremento en la duración del complejo QRS y de la onda T.
Cuando la hembra está gestante o en producción láctea, manifiesta notables diferencias, al compararlas con los machos de su misma edad. Una
hembra productora de leche está sometida a una intensa a ctivi dad
metabólica y necesita de un suministro elevado de sangre para llevar a los
tejidos los elementos nutritivos necesarios y el oxígeno. Para producir un
litro de leche, debe circular por la glándula mamaria de una vaca de 400 a
600 litros de sangre, lo que represe nta una co nsiderabl e carga pa ra el
trabajo del corazón, si se tiene en consideración que en 244 días de lactancia la vaca Holstein y algunos de sus cruces con el cebú en Cuba, llegaron a
sobrepasar los 4 000 kg de leche pr oducidos. En registros electrocardiográficos efectuados en vacas lecheras, altas productoras, se ha observado que la amplitud de las ondas decrece de la segunda a la cuarta semana,
después del parto y se incrementa, significativamente, durante el segundo
mes de lactación. Este efecto podría explicarse si se tiene en consideración
que el pico máximo en la curva de lactancia puede tener lugar entre los 30
y 60 días post-partum, lo que requiere de una intensificación en el trabajo
del corazón.
73
Durante la lactancia se produce, en la hembra, un incremento de la frecuencia cardíaca y esta puede ser superior a la de los animales jóvenes.
Las variaciones que se experimentan en el ECG bovino durante la gestación
se han asociado al empuje que ejerce, indirectamente, el feto sobre el
diafragma, modificando la posición del corazón, aunque esta consideración debe tener más connotación en el último tercio de la gestación que es
el período en que se produce el 60 % del crecimiento fetal. Con el avance de
la gestación se produce un incremento notable de la frecuencia cardíaca de
la vaca, de la yegua y de otros animales de gran talla, mientras que la del
feto decrece. Sin embargo, en la rata y en los animales pequeños en general se incrementa, tanto la frecuencia cardíaca de la madre como la del
feto, con el avance de la gestación.
EL CORAZÓN COMO BOMBA
Las p ro p ie dade s de l co ra z ón son: automatismo, cronotropismo, conductibilidad o dromotropismo, excitabilidad y contractibilidad. El a uto mati smo ,
es la propiedad que tiene el miocardio de autoexcitarse, al actuar varias de
las po rciones de su sistema especial de excitació n-conducció n como
osciladores electrónicos, de manera predominante el nódulo sinusal o
marcapaso responsable del cro notr o pi smo , por su papel rector en la generación de impulsos de base que determinan la frecuencia cardíaca de la
especie. La co nductibi l i da d es la capacidad de propagar los impulsos por
todos sus tejidos, pero con mayor velocidad a través del sistema especial de
excitación-conducción. El anillo fibroso entre aurículas y ventrículos actúa como
aislante, siendo el puente del paso de las excitaciones el nodo aurículoventricular. La propiedad de conductibilidad miocárdica antes señalada se
conoce como actividad dromotropa. La excitabilidad del miocardio está determinada por la capacidad que tienen sus células de excitarse ante estímulos intrínsecos o extrínsecos. La mayor e x ci ta bi l i dad corresponde a los
miocitos atípicos, en especial a los del nódulo sinusal, de donde el miocardio
recibe, normalmente, sus excitaciones. El corazón de las aves y de los mamíferos origina, durante la excitación, un período refractario absoluto largo,
lo que trae como consecuencia que el miocardio no sea tetanizable. La
co ntr a cti bil i dad es la propiedad del miocardio de contraerse ante un estímulo adecuado. Cuando este último sobrepasa el valor umbral el miocardio
responde con una contracción máxima de todas sus fibras, debido a la estructura sincitial, en la que el impulso puede pasar de una fibra a otra, por
medio de los discos intercalares, de forma simultánea. Actúa así el miocardio
como si se tratase de una sola unidad contráctil, cumpliendo la ley del todo
o nada.
74
Se entiende por gasto, la cantidad de líquido impulsado por una bomba en
un tiempo determinado. En el caso del corazón, el ga sto ca r dí a co es el
gasto por latido o volumen de contracción de cada ventrículo, que se corresponde con el volumen eyectado en cada sístole (mL/latido) para mantener
las circulaciones menor y mayor.
CICLO CARDÍACO
Toda actividad cíclica indica la repetición periódica de un fenómeno hasta
alcanzar reiteradamente las condiciones iniciales de referencia. El funcionamiento del corazón constituye un ciclo que ejecuta el músculo cardíaco,
precedido por un ciclo eléctrico de excitación que origina el trabajo mecánico de contracción del miocrdio. El ciclo eléctrico del corazón es la actividad
excitable explicada en el ECG que en su desarrollo produce la contracción
cronológica del miocardio auricular y ventricular. (Ver Fig. 3.7.).
El ciclo mecánico cardíaco se describe por los eventos que tienen lugar
desde el inicio de una sístole auricular hasta el inicio de la siguiente. También puede ser considerado desde el inicio de una sístole ventricular hasta
el inicio de la otra, o a partir de cualquier otro momento. Lo importante es
que la descripción se haga desde la condición que se toma como inicial
hasta que esta se repita de nuevo. En general, en los textos se realiza el
análisis desde el comienzo de la sístole auricular o de la ventricular, indistintamente. Para cada una de estas cámaras el ciclo se divide en dos fases:
la sístole, que comprende la contracción, y la diástole la relajación. El período de sístole cardíaca o ventricular comprende, desde el cierre de las válvulas A-V hasta el cierre de las válvulas semilunares y el de diástole ventricular
o diástole cardíaca, desde el cierre de las válvulas semilunares hasta el
cierre de las válvulas A-V .
Bajo condiciones metabólicas basales, en las que las frecuencias cardíacas son bajas, la segunda fase tiene mayor duración, pero se acorta, progresivamente, hasta casi desaparecer cuando las frecuencias son elevadas.
El período de contracción experimenta ligeras variaciones con independencia de las modificaciones de la frecuencia cardíaca. Cuando la frecuencia
de descarga del nódulo seno-auricular es elevada, la duración total del ciclo
se reduce de modo significativo, a consecuencia del acortamiento de la
fase de relajación. Como la sístole auricular precede a la ventricular el ciclo
cardíaco se divide en tres etapas o tiempos:
1. Sístole auricular (presístole) con diástole ventrícular.
2. Diástole auricular con sístole ventricular.
75
3. Diástole auricular y diástole ventricular o período diastólico general, donde el corazón se encuentra durante breve tiempo en reposo total.
F i gu r a 3.7. Cambios eléctricos, acústicos, de volumen del ventrículo y de las presiones
auricular y ventricular durante un ciclo cardíaco.
• Primer tiempo: sístole auricular-diástole ventricular (SA-DV).
La contracción de las cámaras superiores o aurículas, mientras los
ventrículos están en diástole, está precedida por la onda P del ECG originada en el nódulo sinusal próximo a la desembocadura de la vena cava
anterior en la aurícula derecha, para propagarse por toda la musculatura auricular y terminar en la extremidad más distal de la aurícula izquierda. Cuando las aurículas son atravesadas por la onda de despolarización
sus fibras comienzan a contraerse, por lo que la sístole auricular se desarrolla de arriba hacia abajo, creándose un anillo de contracción superior que impide el retroceso de la sangre hacia las venas, de ahí que
hablemos de la existencia de “válvulas fisiológicas”. El aumento de presión producido impulsa la sangre hacia los ventrículos, durante este tiempo se impulsa hacia los ventrículos la sangre necesaria para su completo
llenado, que puede ser entre el 15 y el 30 % de su capacidad total, de
76
ahí que este tiempo se corresponda con el papel de bomba de las
aurículas y se denomina “llenado activo de los ventrículos”. Se plantea
que a la sístole auricular le corresponde la octava parte de la duración
de un ciclo cardíaco.
• Segundo tiempo : diástole auricular-sístol e ventricular.
Al terminar totalmente la sístole aurícular e iniciada su diástole, después
que se produce el complejo QRS del ECG, comienza la sístole ventricular.
Entre las contracciones auricular y ventricular puede existir una breve
pausa, en los animales con frecuencias cardíacas muy bajas, que recibe el
nombre de intervalo intersistólico o retardo esencial de Chauveau. En la
sístole ventricular se producen varias transformaciones morfológicas
ventriculares y de la presión interna, por ello la sístole ventricular se divide,
para su estudio, en tres fases: la de transformación o anamórfica, la de
contracción isométrica y la de expulsión o isotónica.
En la fase anamórfica se produce una modificación de la forma del corazón, de ovalado-alargada a coniforme, sin registrarse aumento de presión ventrícular; precede, por una pequeña fracción de segundo, el
aumento de la presión intraventricular que tiene lugar en la fase siguiente, o sea, inicia después que se produce la onda Q del ECG. En la fase de
contracción isométrica aumenta el tono del miocardio ventricular, sin
modificarse la longitud de sus fibras, produciéndose una elevación muy
rápida de la presión intraventricular que alcanza valores de hasta 100 mm Hg
en el gato, por encima de 190 mm Hg en cerdos y terneros y a más de
300 mm Hg en la jirafa. Este aumento de presión intraventricular refuerza
el cierre mecánico de las válvulas aurículo-ventriculares. Inmediatamente, después de l cierre de la válvula A-V, la presi ón intraventricular
se eleva rápidamente sobrepasando la presión de la arteria aorta y
pulmonar, por lo que comienza la apertura de las válvulas semilunares
para ser eyectada la sangre hacia estos vasos durante la fase de contracción isotónica o de expulsión, donde con el acortamiento de las fibras del miocardio, la presión intraventricular sobrepasa a la presión
arterial y se abren definitivamente las válvulas semilunares con incorporación del volumen sistólico a la circulación arterial. Los dos ventrículos
se contraen con gran sincronismo pero, en general, el ventrículo derecho
inicia y termina su contracción poco antes que el izquierdo. La cantidad
de sangre que queda retenida en cada ventrículo, después de la contracción, se denomina volumen de reserva o residual y constituye del 50
al 60 % del volumen diastólico final, en condiciones de reposo.
77
• Tercer tiempo: diástole auricular-diástole ventricular (período diastólico
general).
Aun estando las aurículas en diástole, se produce la diástole ventricular
en la que se distinguen dos fases, la de relajación, isotónica primero,
relajacón de las fibras e isométrica después, pérdida del tono, es decir, a
la inversa de las fases durante la sístole, por lo que se cierran las válvulas semilunares, impidiendo el retroceso de la sangre por diferencias de
presión, ya que la relajación de la musculatura del ventrículo hace que
disminuya muy rápidamente su presión interna, al tiempo que se abren
las válvulas aurículo-ventriculares, comenzando el llenado pasivo de los
ventrículos que represe nta hasta un 70 % del vol umen sistóli coventricular.
REG ULACIÓN D E LA ACTIVIDAD CARDIOVASCULAR
En el permanente control del gasto cardíaco y de la resistencia periférica
participan de forma armónica e integrada varios factores que se agrupan
en: 1) mecanismos locales, de auto rre gulación o de r egula ció n i ntrínse ca
y 2) mecanismos de co ntr ol extrínseco o neur ogé nico.
Los meca nismos de r egul aci ón i ntr ínse ca se demuestran a partir de la
preparación cardiopulmonar de Knowlton y Starling, consistente en la separación y mantenimiento adecuado del bloque corazón-pulmón de un animal, se puede evaluar la capacidad del corazón para responder, con mayor
vigor, ante una carga de trabajo creciente, debido a un retorno venoso aumentado. Esta preparación se caracteriza por la ausencia de enervación
intrínseca sobre el corazón y los vasos sanguíneos, una frecuencia cardíaca
constante, el control de la resistencia hemodinámica periférica y con ello la
presión arterial, la posibilidad de medir directamente el gasto cardíaco en
el reservorio venoso y variar la velocidad de flujo venoso y el control de la
temperatura de la sangre. (Ver Fig. 3.8.).
Para lograr el aumento del retorno de sangre al ventrículo derecho se eleva
un reservorio venoso conectado a la vena cava anterior, con lo que se
incrementa la presión hidrostática y se hiperdistienden las paredes del
ventrículo. Con ello se incrementa la tensión miocárdica durante el final de la
diástole y se desencadena una contracción más vigorosa que produce aumento en la potencia de contracción en la velocidad de elevación de la presión ventricular, en la presión sanguínea sistólica y en el volumen-contracción.
Una respuesta con valores disminuidos en estas variables se logra si se
disminuye el retorno venoso, bajando el reservorio.
78
F i gu r a 3.8. Preparación cardiopulmonar; (R) reservorio venoso; (M) manómetro;(VCA)
venas cavas anterior y (VCP) posterior.
Con la preparación cardiopulmonar se demuestra que, si aumenta el retorno venoso, también lo hace el volumen-contracción del corazón, obedeciendo a la Ley de Starling que plantea: “La energía liberada por las fibras
miocárdicas en la contracción varía, directamente, con su longitud, o sea,
con el volumen del corazón al final de la diástole”. Esto significa que cuanto
más se llene el ventrículo al terminar cada diástole, mayor será la fuerza
que desarrolla y por tanto la cantidad de sangre eyectada. Otra forma de
enunciar esta ley es la siguiente: “Dentro de los límites fisiológicos, el vigor
de la contracción ventricular es proporcional a la tensión, al final de la
di ástol e, e n l as fi br as que for ma n e l mi oca rdio”. La pr epara ci ón
cardiopulmonar ha permitido explicar también cómo el corazón impide la
disminución del flujo sanguíneo ante una elevación de la presión arterial.
En el instante en que se produce este incremento de presión se acumula
cierta cantidad de sangre en los ventrículos, que los distiende. Este efecto,
acorde a la Ley de Starling, incrementará la energía involucrada en la contracción y el gasto cardíaco.
79
El corazón, a diferencia del músculo esquelético, se contrae siempre con
fuerza máxima ante cualquier estímulo que sobrepase el umbral, lo que se
explica por su estructura sincitial. Dicha estructura consiste en que sus fibras
se anastomosan y un estímulo aplicado a cualquiera de ellas se propaga a
todo el órgano, provocando su contracción máxima. En el músculo esquelético las fibras están separadas por el sarcolema y por tal causa la excitación
no pasa de una a otra célula y se contraen aquellas fibras que son estimuladas de forma directa. En el músculo esquelético la respuesta todo o nada
es a nivel de las células, mientras en el miocardio es a nivel de todo el
órgano. Según la Ley de Starling, dentro de los límites fisiológicos, cualquier
incremento en el retorno venoso al corazón produce una contracción
ventricular más potente, con lo que se realiza un balance entre el volumen
de sangre que retorna al ventrículo y el que es eyectado por este. Para la
valoración del cumplimiento de la Ley de Starling se ha realizado también la
denervación del corazón en perros, se eliminan así los impulsos extrínsecos, y se ha comprobado que los mecanismos cardíacos intrínsecos son
capaces de ajustar el gasto cardíaco a diferentes intensidades de ejercicio,
lo que se ha debido principalmente al incremento del volumen-contracción
más que a un incremento de frecuencia de los latidos. Se ha observado que
en estos perros la frecuencia presenta una ligera variación durante el ejercicio en comparación con la considerable elevación de esta en los animales
normales. Evidentemente, el incremento del gasto cardíaco en estos últimos fue debido, en gran parte, al aumento de la frecuencia y en los animales del experimento, al aumento del volumen-contracción, acorde a lo
establecido por la Ley de Starling.
La autorregulación del músculo liso vascular varía de acuerdo con las funciones de los vasos. En los encefálicos y cardíacos el mecanismo autorregulador
está bien desarrollado y el control neurogénico central no es tan marcado
como en otros tejidos, como por ej emplo en la piel, donde las redes
vasculares están casi en su totalidad reguladas por nervios extrínsecos. La
aorta y sus grandes ramas, las venas, los cortocircuitos arteriovenosos y las
pequeñas vénulas, están también completamente reguladas por nervios
extrínsecos. Los precapilares, en específico sus esfínteres, están controlados completamente por mecanismos locales, químicos y mecánicos. Las
arterias pequeñas y arteriolas están sujetas, tanto al control local como al
control neurogénico central; también en otros órganos y tejidos del cuerpo
coexiste la autorregulación y el control neurogénico central. La primera es
muy marcada a nivel de las redes vasculares de los riñones y del músculo
esquelético y menos influyente en las redes hepática, intestinal y esplénica.
En el contr ol ne ur o gé ni co es válido reconocer dos mecanismos, uno vinculado al control reflejo, en el que participan receptores, nervios aferentes,
80
centros reflejos, nervios eferentes y efectores, como soporte de cualquier
acto reflejo y el otro es el control ejercido por los centros superiores, corteza, hipotálamo etc. El papel fundamental de los mecanismos neurogénicos
está vinculado a la regulación de la presión sanguínea arterial por acción
refleja. Los receptores de las paredes vasculares captan las modificaciones de la presión sanguínea arterial y envían información a través de los
nervios aferentes hasta el bulbo raquídeo. Los centros reflejos, existentes a
este nivel, procesan e integran la información recibida y envían impulsos
adecuados, por vía eferente, al miocardio y a los músculos lisos de las paredes de los vasos para realizar los correspondientes ajustes. De esta forma
se ajusta el gasto cardíaco y la resistencia periférica para mantener la presión arterial normal.
La Ley de Starling no es el único factor que regula la potencia de contracción de los ventrículos y el gasto cardíaco. El corazón se mantiene bajo la
acción reguladora del sistema nervioso, el cual controla la frecuencia y la
fuerza de los latidos. Al sistema nervioso se deben los ajustes entre el trabajo de eyección del corazón y los requerimientos del suministro de sangre
a los diferentes tejidos. El gasto cardíaco puede incrementarse en varias
veces bajo el ejercicio, sin que haya aumento del volumen al final de la
diástole, y con un volumen-contracción casi constante, por efectos del sistema simpático, que incrementa la frecuencia de los latidos. Se ha comprobado que estas respuestas cardiovasculares al ejercicio pueden ser reguladas
por la acción de determinados centros hipotalámicos o de los ganglios estrellados, las cuales envían fibras simpáticas al corazón. Si este último es
estimulado por impulsos simpáticos eferentes se provoca una contracción
muy potente, sin embargo, la disminución en la actividad simpática o el
aumento en la parasimpática tienen como resultado una contracción menos vigorosa. De acuerdo con lo anterior, el incremento del gasto cardíaco
puede obedecer a un aumento del volumen-contracción con una frecuencia cardíaca constante (Ley de Starling) o por estimulación de la actividad
simpática que provoca una mayor frecuencia cardíaca y un volumen-contracción constante o incluso reducido.
Se ha comprobado que los centros encargados de mantener y regular la
resistencia periférica y la actividad cardíaca general, ce ntr o s ca r di o va scul a r e s, se encuentran localizados en el bulbo raquídeo o médula
oblongada, estos centros integran las respuestas que caracterizan los reflejos presores y depresores, hecho que ha sido demostrado en animales a los
que se le ha extirpado el encéfalo y se le ha conservado intacto el bulbo.
Con respecto a su función se pueden distinguir, a nivel de la formación
reticular del bulbo, los siguientes centros reguladores circulatorios: el cen-
81
tr o va so mo to r , representado por el centro vasodilatador, que disminuye el
tono de los vasos sanguíneos y el centro vasoconstrictor que lo aumenta,
además el centro ca r di o mode ra dor o cardiorregulador, constituido por el
centro cardioinhibidor, que disminuye la actividad del corazón y el centro
cardioacelerador que la estimula. Ambos centros reciben impulsos aferentes
de los barorreceptores del seno carotídeo y del arco aórtico; la estimulación de
la zona reticular lateral del bulbo produce vasoconstricción e incremento
de los latidos cardíacos, por lo que se ha denominado área presora del
bulbo, o sea, en esta región están ubicados los centros vasoconstrictor y el
cardioestimulador o cardioacelerador, por lo que su estimulación provoca un
incremento de la resistencia periférica total y del gasto cardíaco, con lo que
la presión sanguínea se eleva. Los centros vasodilatador y cardioinhibidor
se localizan en la zona posterior y medial del bulbo y constituyen la denominada área depresora, cuya estimulación provoca una inhibición del centro
vasoconstrictor y, por tanto, se produce vasodilatación y disminución de la
frecuencia cardíaca. En este sentido simula la existencia de un centro
vasodil atador, porque opera como tal, pero no por conexión a fibras
vasodilatadoras específicas, sino porque libera los vasos del tono que mantiene el centro vasoconstrictor. La disminución de la frecuencia cardíaca se
debe a l a ex istencia, en e sta á rea, del centr o car dioinhibi dor cuya
estimulación desencadena este efecto. El centro vasoconstrictor descarga
impulsos eferentes de forma continua, por lo que mantiene un determinado
tono, no así el centro cardioestimulador. (Ver Fig. 3.9.).
F i gu r a 3.9. Centro cardiovascularbulbar.
82
Existe un conjunto de fibras procedentes de las áreas presora y depresora
que convergen sobre las neuronas simpáticas preganglionares de la médula espinal y, además, circuitos inhibidores recíprocos entre estas dos áreas
que actúan de forma coordinada para inhibir la vasoconstricción. En este
sentido es necesario notar que mientras la regulación central refleja del
diámetro de los vasos sanguíneos se efectúa solo por fibras vasoconstrictoras
simpáticas, la actividad cardíaca se controla por dos vías eferentes, la simpática y la parasimpática. Como puede apreciarse las modificaciones en la
actividad cardíaca y vasomotora dependen de la acción tónica que desarrollan los centros bulbares. A ellos llega información desde pulmones, cámaras cardíacas, venas, desde los centros respiratorios adyacentes, desde los
centros nerviosos superiores: hipotálamo, mesencéfalo y cerebro, que ejercen influencias sobre estos centros bulbares y sobre las neuronas espinales
simpáticas preganglionares cardíacas y vasomotoras, a través de ciertos
circuitos neurona les. En funci ón de l os requerimie ntos or gánico s se
incrementa o disminuye la cantidad de impulsos eferentes enviados para la
correspondiente regulación. Un ejemplo de que los centros bulbares adyacentes se mantienen relacionados entre sí, es la arritmia sinusal que se
produce en el perro normal, en reposo, en el que la frecuencia ca rdía ca
disminuye en la espi ración y aumenta con la inspira ción, da do esto, por
la influencia del centro inspirador bulbar sobre e l centro cardi oinhibidor.
(Ver Fig. 3.10.).
F i gu r a 3.10. Centros que regulan lasactividades cardíaca y circulatoria y sus principales
vías aferentes y eferentes.
83
Los re fl ej os ca rdio va scula re s sirven para coordinar la función del miocardio
y el músculo l iso vascul ar, de fo rma que mantengan e n todo mo mento
una presión de perfusi ón arteri al óptima . Los reflejos ca rdiovasculares
opera n para aj ustar el gasto cardíaco y la resistencia perifé rica, casi simultáneamente. La presión sanguínea se regula por un sistema de retroalimentación negativa, sus propios valores so n los que desencadenan la
acción estimulante sobre los receptore s que existen en el inte rior del sistema vascular. A una elevación en l a presión sanguínea , le segui rá un
desce nso y a una disminución, una e levación, siempre e quivalente s. El
siste ma po se e todos lo s el e me ntos de un siste ma de co ntro l y
autorregulación: sensores o barorrece ptores, un circuito de aferencia, represe ntado po r las neuronas afe rentes, el compar ador (centros reflejos
cardiovasculares), un circuito de sali da, a través de los nervios eferentes,
y los actuador es o efectores (mi ocardio y músculos vascular es). El sistema así constituido efectúa los a justes necesarios en el ga sto cardí aco y
en la resistenci a periféri ca total pa ra amortiguar los ca mbios de presión
producidos. Se conside ra que la regulación de la activida d cardía ca en
estado basal, se verifica, fundamentalmente, por el centro cardioinhibidor,
atribuyé ndole al cardi oacelerador la s respuestas que tienen luga r en estados de eme rgencias, donde es imprescindible que la fre cuencia cardíaca aumente.
El centro cardiomoderador está en estrecha relación funcional con el centro
vasomotor, pues existe un mutuo intercambio de señales entre ellos. Así,
ante un incremento de la presión sanguínea, ambos centros resultan estimulados, con la consiguiente vasodilatación y la disminución de la frecuencia cardíaca. De diferentes zonas sensibles pueden partir impulsos hacia el
centro cardioinhibidor; por ejemplo, un incremento de presión sobre el abdomen produce bradicardia por vía refleja, e incluso, paro cardíaco, lo que
constituye el reflejo de Goltz. Cuando se retuerce el labio superior del caballo suele producirse bradicardia. Un golpe violento aplicado en el abdomen
puede provocar un paro cardíaco, junto con la pérdida transitoria del conocimiento. Esto se observa con facilidad en la rana, cuando se golpea en
esta región y en los propios boxeadores, en el llamado knock out.
Los barorreceptores o receptores de presión se ubican en las arterias
sistémicas, arterias pulmonares, venas centrales y en las cámaras cardíacas. De ellos, los localizados en el arco o cayado aórtico y en el seno carotídeo,
desempeñan una gran actividad refleja en la regulación de la presión sanguínea. En el perro, caballo y conejo al igual que en el hombre, el seno
carotídeo es fusiforme y se localiza en el origen de la arteria carótida interna, deriva da de l a arter ia car ótida común. En el gato exi sten á reas
84
barorreceptoras fuera del seno carotídeo y a lo largo de la pared de la carótida
común, en las aves no existe como tal, aunque tienen barorreceptores localizados en un segmento de la pared de la arteria carótida común. Los
barorreceptores aórticos y carotídeos detectan las variaciones de presión
sanguínea e influyen en los centros cardiorreguladores y vasomotores
bulbares. Las fibras aferentes de estos reflejos (nervio de Cyon-Ludwig), procedentes del arco aórtico, viajan con el nervio vago, aunque se plantea que,
en el caso del conejo, estas fibras están separadas del vago y contienen
algunas fibras presoras. Las fibras que se originan en el seno carotídeo (nervio de Hering) establecen sinapsis con el nervio glosofaríngeo que llega al
centro vasomotor bulbar. Un incremento de la presión sanguínea provoca una
vasodilatación y una disminución de la frecuencia cardíaca, por lo que la presión arterial desciende, sin embargo, si la presión sanguínea disminuye se
desencadenan respuestas contrarias.
Al ser distendidas las terminaciones nerviosas en la pared del arco aórtico,
se produce una disminución refleja de la frecuencia cardíaca y una disminución de la presión sanguínea. El mecanismo así creado funciona de tal
forma que, cuando se incrementa la presión sanguínea, los receptores
aórticos envían estímulos al centro cardioinhibidor y al vasodilatador, la respuesta consiste en un retardo de la actividad del corazón y disminución de la
presión. Cuando la presión cae por debajo del nivel normal cesan los impulsos a través de este nervio y, de esta forma, se mantiene un estado de
no rmotensió n. Esto se de be a que no ll egan estí mulo s a l ce ntro
cardioinhibidor y por tanto el corazón late más rápidamente, se produce, de
forma simultánea, vasoconstricción, lo que conduce a que la presión sanguínea retorne a la normalidad. La rama del nervio glosofaríngeo que conecta con el seno carotídeo, ubicado en la bifurcación de la arteria carótida,
al estimularse provoca efectos similares a los descritos en relación con el
arco aórtico. (Ver Fig. 3.11).
Como puede valorarse, tanto los impulsos originados en el arco aórtico como
en el seno carotídeo, a consecuencia de la elevación de la presión sanguínea, provocan la estimulación del centro cardioinhibido r y deprimen el
cardioacelerador, conduciendo a los correspondientes ajustes reflejos de
la pr esión. Pa ralelame nte a la disminuci ón de la frecuencia cardía ca se
inhibe el centro va soconstrictor, por lo que la presión sanguínea disminuye. La frecuenci a cardíaca está estrechamente vinculada con la velocidad
del flujo que llega a la aurícula derecha. Cuando el aflujo de sangre aumenta se producen impulsos nerviosos que son enviados al bulbo raquídeo, a
través del vago. Estos impulsos deprimen el centro cardioinhibidor, predomina el tono acelerador y la frecuencia cardíaca aumenta; esto constituye
85
el denominado reflejo de Bainbridge. Los receptores que permiten este reflejo se localizan en la terminación de la cava anterior. Se plantea que este
reflejo se produce si la frecuencia inicial es lenta, o sea, si el tono vagal es
alto. La aceleración se debe probablemente a la reducción refleja en el tono
vagal, ya que puede abolirse por sección del vago. Cuando la frecuencia
inicial es alta y el tono vagal ya es bajo el reflejo no se presenta. En el reflejo
de Bainbridge toman parte fibras vagales aferentes y eferentes.
F i gu r a 3.11. Barorreceptores aórticos y carotídeos.
Desde el punto de vista de su efecto sobre la actividad cardíaca, la i ne rvació n
ve ge ta ti va aparece con resultados antagónicos entre el simpático y el
parasimpático. La inervación parasimpática corre a cargo del nervio vago.
En los vertebrados inferiores, como la rana, el miocardio ventricular está
inervado con fibras parasimpáticas. En los mamíferos solo el nódulo S-A, el
nódulo A-V y el miocardio auricular reciben estas fibras. La rama cardíaca
derecha del nervio vago termina con sus fibras, en su mayor parte, en el
nódulo senoauricular (Figura 3.12), y algunas de estas fibras vagales llegan
al nódulo aurículo-ventricular. La rama cardíaca izquierda del nervio vago,
por el contrario, termina con la mayoría de sus fibras, directamente , en el
nódul o aurícul o-ventricular y so lo algunas de ell as se dir igen al nódulo
86
seno-auricular. Este hecho ha sido comprobado, ya que se ha observado
que las ramas del vago derecho tienen un efecto cronotropo negativo más
marcado que las del izquierdo. Las fibras nerviosas vagales establecen
sinapsis con neuronas postganglionares localizadas en el corazón y son
colinérgicas. La distribución desigual de estas fibras en los sistemas generador y conductor de excitaciones, tiene por consecuencia que cuando se
estimul a el vago dere cho se pro duce un marcado efecto en el nódulo
seno-auricular o sinusal, lo que repercute en la actividad general del corazón. Por el contrario, la estimulación del vago izquierdo actúa, principalmente, sobre el nódulo aurículo-ventricular e influye solo escasamente en
la función del nódulo sinusal.
F i gur a 3.12. Inervación simpáticay parasimpáticadel corazón.
La estimulación vagal produce, en todos los vertebrados, disminución de la
frecuencia cardíaca (efecto cronotropo negativo, de chronos = tiempo), reducción de la velocidad de conducción de la excitación desde las aurículas
a los ventrículos (efecto dromotropo negativo, de dromos = carrera), disminución de la fuerza de la contracción del miocardio (efecto inotropo negativo, de inis = fibra) y una menor excitabilidad del miocardio (efecto batmotropo
negativo, de bathmos = umbral), mientras la estimulación simpática hace
que estos efectos sean todos positivos. A partir de los efectos citados se
considera al vago, en términos generales, como nervio cardioinhibidor o
87
frenador del miocardio. La inervación vagal, cardioinhibidora, mantiene un
tono, lo cual se demuestra al seccionarla o bloquearla por la acción de la
atropina; el efecto se pone de manifiesto de diferentes maneras. Animales
atléticos con corazón grande en relación con su peso tienen frecuencia, normalmente, baja. Al seccionarle el vago pueden incrementar su frecuencia
cardíaca en más del 400 %. Se cita el caso de la liebre, con una frecuencia
normal del pulso de 64 latidos/min, que alcanza una frecuencia después
de la sección de las fibras vagales de 264 latidos/min; sin embargo, el
conejo, que es un animal con corazón pequeño, tiene una frecuencia del
pulso de 205 y solo alcanza 321 posterior a la sección, o sea, un incremento del 56 %.
Los estímulos vagales de potencia fisiológica producen bradicardia; los estímulos fuertes, extrafisiológicos, producen detención en diástole del corazón, pero pronto l os ventrículos empiezan a latir, a unque continúe la
estimulación vagal, ya que surge en ellos un marcador del paso, lo que se
conoce como “escape a la acción del vago”.
En ciertos estados del organismo entre los valores de presión sanguínea y
frecuencia cardíaca se establece una relación tal, que cuando se eleva la
primera se produce una disminución refleja de la segunda y viceversa. Cuando di sminuye la presión, el tono i nhibidor vagal también dismi nuye,
reflejamente, y aumenta el tono excitador simpático que conlleva al incremento de la frecuencia cardíaca; si la presión aumenta, lo hace también el
tono vagal, se reduce el tono excitador simpático y disminuye la frecuencia de
los latidos. Estas relaciones entre presión sanguínea y frecuencia cardíaca se
conocen como Ley de Marey, la cual no se cumple bajo cualquier condición,
pues durante el ejercicio físico y las tensiones emocionales se elevan, tanto
la presión sanguínea como la frecuencia cardíaca, simultáneamente.
La estimulación vagal puede producir bloqueos aurículo-ventriculares de
primero, segundo y tercer grado. En el primer caso se prolonga el tiempo
que media entre el final de la contracción auricular y el comienzo de la
contracción ventricular (alargamiento del segmento PQ o PR), lo que es consecuencia de la acción inhibidora que tienen los nervios vagos sobre el
nódulo A-V. En el segundo caso, disminuye más la frecuencia ventricular
que la frecuencia auricular y por eso algunas contracciones auriculares no
van seguidas de contracción ventricular, aparecen varias ondas P sin que
vayan sucedidas por complejos QRS. En el bloqueo de tercer grado, que
ocurre durante una estimulación vagal muy intensa, se produce una interrupción completa de la conducción del impulso a través del nodo A-V hacia los
ventr ículos. Las aurícul as laten a una fre cuencia y los ventr ículos a otra,
de fo rma indepe ndiente, y en el el ectrocardiograma a parecen ondas P
88
superpuestas sobre las de origen ventricular. Bajo estas condiciones existen dos marcadores del paso, uno en las aurículas y otro, con una frecuencia de descarga menor, en los ventrículos.
Las fibras simpáticas que inervan al miocardio emergen de las raíces
ventrales correspondientes a los segmentos torácicos segundo a quinto de
la médula espinal. Estas fibras realizan sinapsis en los ganglios cervicales y
en el ganglio estrellado. El corazón recibe, directamente, las fibras postganglionares que se distribuyen en el nódulo sinusal (S-A), en el nódulo aurículo
ventricular (A-V) y en el miocardio auricular y ventricular (Figura 3.12). El
neurotransmisor que allí liberan es la noradrenalina, la cual se combina con
los receptores de las células cardíacas para producir los diferentes efectos
cronotropo, dromotropo, inotropo y batmotropo positivos. El aumento de la
frecuencia y de la fuerza de las contracciones que se provocan pueden ser
simultáneos o de forma separada. La elevación de la frecuencia se debe a
la acción sobre el nódulo S–A y el de la fuerza, por acción directa de los
nervios simpáticos, sobre las fibras musculares, tanto de las aurículas como
de los ventrículos. Estos nervios también se encuentran en un estado de
tono y producen una descarga continua de impulsos con frecuencias de 10
a 15 por segundo. Estas descargas están influenciadas por distintos reflejos y cambios en la composición química de la sangre; aunque los efectos
simpáticos sobre el corazón son los opuestos a los del sistema parasimpático
se plantea que tambié n se han enco ntrado fi bras, pro cedentes del
parasimpático, que son aceleradoras, especialmente del derecho.
Muy próximos a los barorreceptores del arco aórtico existen unos receptores específicos, denominados quimiorreceptores, que captan las desviaciones de la presión parcial de O2, CO2 y del pH de la sangre, con respecto a los
valores fisiológicos normales. Estos quimiorreceptores establecen conexiones con los barorreceptores, a través de finas fibras nerviosas que se conectan con el nervio de Cyon-Ludwig, por lo que existe una estrecha relación
anatómica y funcional entre ellos. Cuando la presión parcial de CO2 aumenta, unido a que parten impulsos en mayor número desde los quimiorreceptores hacia el centro respiratorio que aumentan su actividad, se producen
señales que llegan a los barorreceptores para aumentar de inmediato la
frecuencia cardíaca y la presión arterial, con lo que circula mayor cantidad
de sangre por los pulmones, para disipar el exceso de CO2 existente. Se
plantea que la principal acción reguladora del dióxido de carbono sobre el
sistema cardiovascular no es por un mecanismo reflejo, sino más bien por
una acción directa sobre el músculo liso de las arteriolas.
A los vasos sanguíneos llegan fibras vasomotoras que son aquellas que al
ser estimuladas provocan una vasoconstricción o una vasodilatación en dife-
89
rentes órganos y tejidos del cuerpo. Las fibra s vasoconstrictora s son simpáticas y el mediador químico que liberan es la norepinefrina que, al combinarse con los receptores alfa-adrenérgicos de las fibras musculares lisas
de las paredes vasculares, provocan la vasoconstricción. Encontramos alfareceptores simpáticos e n varias partes del organi smo y a través de ellos
puede efectuar se un control muy alto de l a actividad vasomo tora, como
en la piel, e n el sistema gastrointesti nal y en los riñones. En o tros tejidos,
como en el músculo esque lético, esta actividad de control es me nor y
prácticamente no ex iste en el e ncéfalo y el corazón. La s fibras vasoconstrictoras simpáticas se distribuyen de forma abundante en los vasos de resistencia (arteria s muscular es y arte riolas), así como e n los vasos de
depósito (venas), mantienen una actividad tónica que se modifica en función de las descargas de impulsos que por ellas transitan y con ello tienen
un pa pel decisivo en la homeostasis de la presión sanguínea, regulando
la resi stencia peri férica. Son las únicas fibras vasomo toras de las ramas
efe rentes de los refl ejos vaso motor es bulbar es, tanto de los preso res
como de los depresore s. Por su activi dad a ni vel de l a piel son las fibras
las que, ba jo los i nflujos hipota lámicos, regula n la di sipación de cal or a
este nivel.
Los reflejos vasomotores bulbares y los cardíacos ejercen, mediante las
fibras vasoconstrictoras simpáticas, un control permanente sobre la resistencia periférica. Si aumenta la frecuencia de transmisión de impulsos nerviosos en las fibras vasoconstrictoras se produce vasoconstricción y si
disminuye vasodilatación, con independencia de la inervación vasodilatadora
específica de la red vascular. Se plantea que para el mantenimiento de la
presión sanguínea normal es necesaria una frecuencia de transmisión de
impulsos de 1 a 3 por segundo, por debajo de este valor se produce
vasodilatación y por encima se produce vasoconstricción, que alcanza la
máxima intensidad cuando la frecuencia de impulso está alrededor de unos
10 por segundo. La vasoconstri cción refle ja es una re spuesta impo rtante
ante determinados estados de hipote nsión, co mo ocurre durante la s hemorra gias inte nsas. En tales ci rcunstancias compl ementa l os efecto s reflejos que aumentan el gasto cardí aco. También se produce va soconstricción durante la exposición al frío, en intensos estados emocionales y en
otros estados.
Como hemos señalado antes, la vasodilatación refleja central se produce
por inhibición de la actividad de las fibras vasoconstrictoras y no por acción
de fibras vasodilatadoras; estas últimas regulan la resistencia periférica
local de redes vasculares específicas, no participan en el control neurogénico
ce ntra l de la re sistencia p eri féri ca tota l y pue den ser : si mpá tica s,
90
parasimpáticas y fibras de las raíces dorsales. Las fibras vasodilatadoras
simpáticas proceden de la división simpática del sistema nervioso autónomo, pero el mediador químico que liberan es la acetilcolina, no poseen tono,
no participan en los reflejos vasomotores del seno carotídeo, ni del arco
aórtico, tampoco son activadas cuando se estimula el área bulbar depresora;
solo se han encontrado receptores para la acetilcolina liberada por las fibras vasodilatadoras simpáticas en el músculo liso de la red vascular del
músculo esquelético y han sido clasificados como g-receptores. Las fibras
vasodilatadoras parasimpáticas proceden de la división craneal y sacra del
sistema nervioso parasimpático, liberan el mediador químico acetilcolina,
pero su acción vasodilatadora en las glándulas salivales se ha asociado a
la producción de un polipéptido denominado bradiquinina, no así en los
genitales externos, donde sí se ha comprobado la acción colinérgica, no
poseen tono, no participan en la regulación refleja barorreceptora de la presión sanguínea y se distribuyen en la lengua, glándulas salivales y genitales
externos.
Las fibras de las raíces dorsales que se conectan a los receptores del dolor
en la piel (Ver Fig. 3.13) y membranas mucosas poseen una característica
muy singular, la fibra aferente se divide, de modo que una rama se conecta
al receptor del dolor y la otra al músculo liso de los vasos sanguíneos, la que
actúa como eferente. Cuando se capta el estímulo por el receptor los impulsos no solo viajan hacia la médula, sino también hacia la musculatura de la
red vascular, donde producen un efecto vasomotor; estos impulsos que viajan, de forma retrógrada, hacia las terminaciones vasomotoras se denominan impulsos vasodilatadores antidrómicos y al reflejo así producido se le
denomina axónico, este no es un reflejo verdadero, ya que no se ven implicados los cinco componentes esenciales que dan lugar al mismo; sin embargo, es un mecanismo vasomotor especial que garantiza el aporte
sanguíneo local ante una estimulación de las fibras dolorosas de la piel y
las membranas mucosas.
Existen varias zonas del encéfalo que regulan la actividad del centro vasomotor principal. De la corteza cerebral se ejercen influencias sobre el ciclo
cardíaco por sustos, emociones, estados de alarmas y otros. Las señales
corticales pueden viajar directamente o por vía hipotalámica. El cer ebr o, e l
hi po tá lamo y los centro s bul ba re s convergen sobre las mismas vías finales
eferentes relacionadas con el sistema cardiovascular, de modo que la actividad coordinada entre estas porciones es lo que garantiza un nivel adecuado de regulación de la actividad de dicho sistema.
91
F i gu r a 3.13. Disposición de las fibras de las raíces dorsales que permiten la
vasodilatación.
Los centros cardíacos del bulbo se encuentran ba jo la influencia de la
corteza cerebral, lo que se ha compr obado por esti mulación eléctrica de
difer entes zona s de la misma y por observaci ón de los incrementos de
frecuencia cardíaca que acompañan determinados estados síquicos, como
miedo, cólera, estados de gran emoción y otros. La participación del cerebro e n el control del sistema cardiovascular la confirman otras muchas
observaciones; a l estimula r sus área s motoras frontal y temporal se han
producido respuestas preso ras, depresoras, a celeradoras o inhibidoras,
en de pendenci a de las caracterí sticas de los estímulos y de los puntos
específicos afectados. U na excita ción en perros provoca eleva ción en el
gasto cardía co simila r a la que acompa ña al eje rcici o fí sico mode rado.
El bloqueo cardíaco de segundo grado en el caball o y la ar ritmia si nusal
en el perro pueden desaparecer ante la presencia de estímulos ambientales perturbadores. Determinadas personas sol o con ver la sangr e experimentan hipotensión, br adicardia y va sodilatación. Hamlin y Smith (1981)
han o bservado que la frecuencia car díaca de un caballo entrenado para
carreras, que se e ncontraba en reposo, en su establo, aumentó casi en la
misma pr oporción la fr ecuencia cardí aca que en una carrera real en respuesta a las señales sonor as del hipódromo, lo que atribuyeron a que el
animal había desar rollado un reflejo condicionado que causaba la aceleración cardíaca.
92
Varias observaciones confirman la participación del hipotálamo en el control del sistema cardiovascular, así se señala que la estimulación de sus
diferentes áreas puede producir bradicardia, taquicardia y otras arritmias,
respuestas presoras y depresoras, cambios en el valor y signo de los reflejos barorreceptores y quimiorreceptores y respuestas cardiovasculares similares a las del ejercicio. El hipotálamo es un potente regulador del centro
vasomotor por su influencia en la vida vegetativa y en especial en la actividad del sistema simpático. De diferentes áreas hipotalámicas parten estímulos al centro excitatorio o inhibitorio. En el perro se han podido reconocer
estas áreas a nivel de la zona preóptica del hipotálamo anterior.
CIRCULACIÓN SANGUÍNEA
Las funcione s princip ales de la circulación sanguíneas consisten, en primer término, e n garantizar los requerimi entos nutritivos de cada célula
del cuerpo y distribuir otras sustancias vinculadas a la defensa y a la regulació n de las activida des orgánicas, per mite, ade más, la realizaci ón de
ciertas funciones especiale s por determinados órganos, tales co mo el interca mbio gaseoso a ni vel alveo lar en l os pulmones, la fo rmación de la
orina por los riñones y la disipa ción de calor en l a superficie de la piel.
Estas funci ones e sp ecia le s, no nutri ti va s, per mi te n ma ntener l a
homeostasia a todo el organismo. Se ha comprobado que la lactación y la
gestació n constituyen grandes sobrecargas circulatorias, pues se calcula
que para la producción de un litro de leche deben pasar por la circulación
de la ubre de 400 a 600 litros de sangre, en la va ca, y dur ante la gestación se estima que tambi én es muy elevada l a cantida d de sangr e que
deriva por la circulación placentaria.
El sistema vascular por el que llega la sangre a cada tejido consta de arterias, capilares y venas. Debido a la separación existente entre las cavidades
derecha e izquierda del corazón hay, en las aves y en los mamíferos, dos
circulaciones totalmente independientes pero conectadas en serie por sus
extremos: la circulación menor o pulmonar y la circulación mayor o sistémica,
aunque esta última comprende muchos circuitos paralelos para poder suministrar sangre a los diferentes órganos y tejidos del cuerpo. La circulación
menor tiene su punto de partida en el ventrículo derecho y mediante la
arteria pulmonar y sus ramas conducen la sangre hasta la red capilar de los
pulmones, en los cuales la hemoglobina se transforma casi totalmente en
oxihemoglobina y donde el dióxido de carbono se difunde desde el plasma
93
sanguíneo a los espacios alveolares. A través de las venas pulmonares llega la sangre, con alta presión de oxígeno, a la aurícula izquierda y al correspondiente ventrículo, es bombeada al propio corazón a través de las arterias
coronarias, a los pulmones por la arteria bronquial y al resto del cuerpo por
las restantes ramas de la arteria aorta. La sangre llega a los capilares
sistémicos y luego de atravesarlos retorna, nuevamente, al corazón, desde
la cabeza y miembros torácicos, por la vena cava anterior, desde los miembros pélvicos, la cola y el abdomen, por la vena cava posterior y desde los
capilares del propio corazón, a través del seno coronario y venas cardíacas
anteriores. (Ver Fig. 3.14.).
F i gu r a 3.14. Representación esquemática de la circulación sanguínea en los mamíferos.
El movimiento de la sangre del circuito sistémico, en el sentido de ingresar
de nuevo al corazón a través de la aurícula derecha, se debe a las causas
siguientes: gradiente de presión entre capilares y venas con mayor presión
en los primeros, contracción de los músculos esqueléticos que comprimen
las venas que se encuentran en la masa muscular, existencia de válvulas
intravenosas que evitan el retorno de sangre hacia los capilares y variaciones de las presiones intratorácicas durante la respiración. Cuando ocurre la
94
inspiración se produce un descenso de la presión intratorácica que succiona
la sangre en dirección al tórax hacia la aurícula derecha.
La circulación de la sangre está regida por tres leyes fundamentales, una
que hace referencia a las presiones, una al gasto y la otra a las velocidades.
El contenido de la primera señala que la presión es diferente en diversas
porciones del sistema vascular y que la sangre siempre se dirige desde las
altas a las bajas presiones; de esta forma la sangre circulará siempre desde las arterias, con presiones más elevadas, hacia el punto donde desembocan las venas en las aurículas, aquí se alcanzan los valores mínimos
(negativos), debido a la presión intratorácica negativa y al efecto succionador
de los ventrículos durante la diástole. La presión va así disminuyendo a consecuencia de la resistencia hemodinámica que debe vencer en cada trayecto. La ley referida al gasto establece que en cualquier sección total del sistema
circulatorio pasa siempre la misma cantidad de sangre en una unidad de
tiempo, lo que no permite que esta se acumule en un segmento dado.
Por esta causa, la cantidad de sangre que pasa por la sección transversal
de la aorta, en un minuto, es equivalente a la que fluye por el tronco común de
las pulmonares, en la misma unidad de tiempo. La ley de las velocidades es
la conocida Ley de Continuidad, cuyo enunciado plantea que: “la velocidad
de un líquido en la sección transversal de una tubería es, inversamente
proporcional al área de dicha sección”. Tanto en la circulación menor como
en la mayor el sistema vascular está constituido por un tronco arterial que
se subdivide, progresivamente, en arterias de menor calibre, arteriolas y
capilares, los cuales comienzan a unirse y originan las vénulas y finalmente
las venas. El área de la sección transversal del lecho vascular, considerada
como la suma de las secciones transversales de todos los vasos, es variable,
y alcanza su mayor valor en los capilares. Como la velocidad del flujo mantiene una relación inversa con esta área, a medida que ella aumenta la velocidad disminuye y viceversa. Por esta causa la velocidad es mayor en la aorta,
disminuye en sus ramas, alcanza su valor mínimo en los capilares y aumenta, de nuevo, dentro del sistema venoso. El corazón y las arterias, que
emergen de él, poseen un sistema valvular que no permite el flujo retrógrado de sangre. Este sistema funciona de forma tal que cuando se pr oduce
la co ntracción (sístole) de los ventrículos, las vál vulas de las arteri as se
abren y las que comuni can las a urículas con los ventrícul os se cie rran,
permiti endo que la sangre fluya en un solo sentido En ciertas vena s también existe un sistema valvular que permite que la circulación se produzca
en un solo sentido. (Ver Fig. 3.15.).
95
F i gu r a 3.15. Sistemavalvular delcorazón.
PRESIÓN SANGUÍNEA
Por encontrarse la sangre en constante movimiento su presión tiene dos
componentes, uno dinámico debido a la velocidad y uno estático que está
dado por la fuerza que ejerce, perpendicularmente, contra las paredes de
los vasos que la contienen. Es esta última presión la que más importancia
tiene, desde el punto de vista clínico, pues es la que determina el valor del
trabajo mecánico que realiza el corazón y de hecho es la que se mide por
los diferentes métodos conocidos. Su valor se expresa en milímetros de
mercurio (mm Hg) y varía de una parte del sistema vascular a otra. Se alcanzan los valores más altos en los ventrículos y en las arterias que de ellos
emergen, y los menores en las venas y aurículas. Con esto se garantiza un
gradiente de presión en el interior del sistema que permite el flujo constante de sangre, en el sentido de los ventrículos a las aurículas. El circuito
posee una porción de alta presión correspondiente al lado arterial y una de
baja presión que pertenece a los capilares y a las venas. Entre estas dos
porciones existe un elemento con muy alta amortiguación, las arteriolas, en
las que se produce una brusca reducción de la presión, o sea, si aumenta la
resistencia hemodinámica por vasoconstricción, para mantener un flujo
constante debe incrementarse la diferencia de presión (P), y para que ello
ocurra es necesario que la presión en la salida de los ventrículos sea elevada, pues es el punto de partida.
96
Es muy importante recordar que, desde el punto de vista morfológico, el
sistema vascular se estructura de forma tal que permite que las presiones
de circulación siempre sean mayores por detrás que por delante en el sentido circulatorio, es decir, la presión arterial es mayor que la capilar y esta
que la venosa; para ello, el sistema arterial, ampliamente divergente, determina que a medida que se aleja del corazón disminuye el calibre de los
vasos, pero aumenta el calibre del sistema, mientras que en el sistema
venoso, su amplia convergencia, hace que aumente el calibre de los vasos
pero disminuye el calibre del sistema.
La presión arterial constituye la presión más elevada del sistema de circulación vascular sanguíneo. La contracción del ventrículo le imprime energía
cinética y potencial a la sangre. Una porción de la energía se gasta en superar la fuerza de fricción viscosa entre las moléculas y elementos formes de
la sangre y la pared vascular, una permite mantener la sangre en movimiento, aportándole presión dinámica y la otra porción es la energía potencial
que se emplea en deformar las paredes elásticas de las arterias y que constituye la presión estática. Por eso, la sangre es bombeada de forma activa
por los ventrículos, pero también de manera pasiva por las paredes arteriales,
al retraerse, luego de ser deformadas. Cuando los ventrículos se contraen y
se abren las válvulas semilunares la sangre eyectada produce una deformación elástica del tronco arterial correspondiente; esta sangre progresa y
mantiene una alta presión intrarterial, debido a que las paredes se retraen
y ejercen una fuerza que impulsa este líquido en el sentido de las arteriolas
distales, de donde entra en los capilares de forma más continua, lo cual
explica por qué, aunque posterior al cierre de las válvulas semilunares, la
presión intraventricular cae bruscamente y la presión intrarterial se mantiene con un valor mucho más alto. El valor alcanzado por la presión del pulso
arterial depende de varios factores: la elasticidad del sistema arterial, el
vigor de la contracción ventricular y la resistencia arteriolar.
En la curva del pulso arterial se observa una elevación muy rápida, que se
denomina rama anacrótica, con una cúspide redondeada que alcanza valores muy altos en la jirafa y el pavo, de unos 300 mm Hg y un poco más bajos
en el cerdo, perro, gato hombre y conejo; luego se produce una disminución, inicialmente rápida, de la presión y después de una muesca o incisura,
continúa disminuyendo paulatinamente hasta el nivel diastólico final. Esta
rama descendente, desde la presión sistólica hasta la presión diastólica, se
denomina rama catacrótica. Las causas de la incisura o muesca dicrótica
se atribuyen a que cuando se cierra la válvula semilunar aórtica esta se
abomba hacia el interior del ventrículo izquierdo y la presión desciende, al
97
producirse su rebote, desde el ventrículo hacia la aorta, se genera una pequeña elevación que se amortigua rápidamente.
Las fluctua ciones de presión veno sa que se presentan e n las venas
pulmonares y sistémicas son similares, en configuración, a las fluctuaciones de presión del interior de las respectivas aurículas, pero poseen un
valor superior y cierta asincronía con ellas. Las ondas de presión que se
producen dentro de las aurículas se propagan con facilidad hacia las venas,
debido a la ausencia de válvulas en las uniones entre ambas, pero a medida que nos alejamos de la aurícula, la atenuación de estas presiones será
mayor y también la asincronía respecto a las variaciones auriculares.
CIRCULACIÓ N CAPILAR
Las células que forman los tejidos del organismo animal tienen que mantener un intercambio constante de sustancia y energía con su medio ambiente, constituido por el líquido intersticial. Para realizar las diferentes funciones
vitales extraen de él sustancias nutritivas y oxígeno, además devuelven materiales de desecho, CO2 y calor; simultáneamente, se produce un intercambio constante entre el líquido intersticial y la sangre capilar, con lo que se
contrarrestan los efectos desfavorables que pudieran producirse en su composición, a consecuencia de la actividad celular. De esta forma el volumen
y composición del líquido extracelular se convierte en un ente dinámico, a
causa del movimiento de la sangre por los capilares. El constante movimiento de este líquido por la porción arterial, capilar y venosa, además el
intercambio de diferentes sustancias en el sistema digestivo, de gases a
nivel pulmonar, así como la filtración renal, permiten un aporte permanente
de sustancias necesarias para el metabolismo celular y una gran dilución de
los productos metabólicos que resultan perjudiciales a concentraciones aun
muy bajas.
Para tener una idea del diámetro de un capilar basta decir que se ha estimado que en un milímetro cuadrado podremos encontrar un total de 1 350,
dispuestos como un manojo de cables, los que unidos alcanzarían un grosor inferior al área de la cabeza de un alfiler, teniendo en consideración que
normalmente entre ellos existe una determinada distancia. La longitud es
muy reducida de 0,2 a 0,8 mm y el diámetro es de 5 a 15 m. El espesor de
su pared, representada por el endotelio, es de 0,1 a 0,5 m; no obstante al
pequeño diámetro de cada capilar, el área de la sección transversal del
conjunto de ellos es muchas veces mayor que la de la arteria aorta, a consecuencia del enorme número de capilares por milímetro cuadrado antes
señalado (aproximadamente de 800 a 1 000 veces mayor). Pero como no
98
todos los capilares permanecen abiertos al mismo tiempo y son de pequeña longitud, solo albergan un 5 a 10 % del volumen total de sangre.
Las características estructurales de la red capilar proporcionan la máxima
área de contacto de la sangre con los tejidos y reducen la distancia que
tienen que recorrer las sustancias para difundir hasta y desde las células,
por lo que se incrementa la eficacia del proceso de intercambio a este nivel.
El área de intercambio entre la sangre que fluye por el capilar y el líquido
intersticial está representada en un 99 % por las membranas celulares de
las células endoteliales y el 1 % restante por los espacios comprendidos
entre los límites de estas células. Los espacios intercelulares contienen
polisacáridos que permiten el paso de pequeñas moléculas, pero evitan el
libre tránsito de las macromoléculas.
La microcirculación está constituida por un sistema de vasos pequeños,
con diámetro inferior a 100 m e incluye: arteriolas, arteriolas terminales,
metarteriolas, capilares, que son los más pequeños, y las vénulas. Aunque
se conceptúa el suministro de elementos nutritivos a las células como la
función principal de la microcirculación, se ha comprobado que una determinada fracción del flujo total no realiza esta función, sino que es derivado
directamente desde las terminaciones arteriales hasta las primeras porciones
venosas sin realizar tal función. Se distingue así una red nutritiva, denominada verdadera y una no nutritiva que comprende dos tipos de conductos, los
canales preferenciales o capilares arteriovenosos y las comunicaciones directas de arterias a venas, son conductos de mayor tamaño que los preferenciales
y per miten una conexión entre la porción inicial de las ar teriolas y las
vénulas, estableciendo así las denominadas anastomosis o cortocircuitos
arteriovenosos.
La estructura de las paredes arteriolares, en su porción inicial, está representada por una capa simple de músculo liso circular y la correspondiente a
las arteriolas terminales por un revestimiento muscular liso menos uniforme. De estas últimas se originan las metarteriolas que se ramifican para
formar los capilares, los cuales no poseen estructuras musculares en sus
paredes. En el origen de dichos capilares una célula muscular, perteneciente a la metarteriola, se enrolla en su alrededor y forma el esfínter precapilar,
elemento contráctil que permite la regulación del flujo capilar. Después de
recorrer una distancia promedio de unos 0,5 mm, los capilares convergen
para formar las vénulas, en las que aparece de nuevo el tejido muscular.
Los canales preferenciales se forman a partir de prolongaciones no musculares de las metarteriolas y actúan como un puente arteriovenoso directo,
der ivando de e llos muy po cos capilar es nutritivos. Las anastomo sis
arteriovenosas, por el contrario, conectan la parte inicial de las arteriolas
99
con las vénulas, sin interesar la red vascular capilar y tienen solo la función
de transporte. Estas anastomosis se han observado en el hígado y bazo de
muchas especies de animales, y en otros tejidos como en la piel que recubre
las orejas y en el mesenterio. (Ver Fig. 3.16.).
F i gu r a 3.16. Representación esquemáticade una red vascular terminal.
Los valores medios de la presión sanguínea al inicio de los capilares
sistémicos es de unos 25 mm Hg en el extremo arterial, para descender
hasta unos 9 mm Hg en la parte final del extremo venoso. Tanto la entrada
como la salida de sangre en los capilares verdaderos o nutritivos está regulada. La regulación de la entrada se efectúa por los esfínteres musculares
precapilares y la de la salida por la resistencia al flujo que ofrecen las vénulas.
La presencia de los esfínteres precapilares determina que la circulación
capilar sea intermitente, es decir, en forma de flujos o chorros, por lo que no
es continua y dependiente de las necesidades tisulares, en especial de O2,
esto se conoce como fenómeno de la vasomotilidad. La permanente contracción de los esfínteres precapilares, que solo se relajan ante las necesidades tisulares para permitir el flujo de sangre al área irrigada, hace que la
resistencia sea mucho mayor a este nivel que en las vénulas. Por otra parte, los
cambios de calibre de los vasos precapilares ejercen un papel predominante
100
en la regulación de la presión capilar con influencia directa sobre el intercambio capilar. La actividad del esfínter precapilar que permite el flujo de
sangre por el capilar se denomina fenómeno de la vasomotilidad.
Normalmente el volumen de sangre que se desplaza por la red capilar en
un minuto es equivalente al gasto cardíaco, pero esto se realiza a una velocidad de 0,5 a 1 mm/s, ya que la suma de la sección transversal del conjunto de capilares resulta muchas veces superior a la de la arteria aorta que
les da origen y según la ley de continuidad a mayor sección transversal
menor velocidad. Además de la lentitud, el flujo capilar se caracteriza por
su intermitencia que es independiente de la ritmicidad con que late el corazón. El flujo a través de un capilar puede ser muy alto o nulo y la sangre se
desplazará por determinadas rutas y no por otras. Se plantea que en aquellos tejidos, como el muscular, solo permanecen abiertos, en condiciones
basales, del 2 a 10 % de los capilares, mientras en el sistema nervioso
central están abiertos casi la totalidad.
Cuando los glóbulos rojos atraviesan los capilares experimentan una deformación y se desplazan unos tras otros en una sola fila y su grado de dilución en el plasma se hace mayor, probablemente, para que fluya un número
mayor de estas células por los cortocircuitos arteriovenosos (A-V).
La musculatura lisa de las arteriolas y la actividad de los esfínteres precapilares son los responsables de regular la presión y el flujo total de la
microcirculación tisular. El grado de actividad de esta musculatura garantiza la vasoconstricció n y la vasodilatación, fenómeno conocido como
vasomotilidad. Estas variaciones del calibre obedecen a dos causas: la primera es el tono o estado de semicontracción del músculo y la otra que se
superpone al tono, contracción fásica o rítmica y la relajación. Las metarteriolas y los esfínteres precapilares controlan el número de capilares abiertos y la distribución del flujo por las vías nutritivas y no nutritivas, además
junto a los vasos postcapilares de resistencia controlan la presión capilar.
En el control de la musculatura lisa de las arteriolas, vénulas y venas participan nervios vasomotores, hormonas y otros factores químicos, mientras
que en la regulación de los esfínteres capilares intervienen solo estímulos
locales mecánicos y químicos.
A nivel local existe una regulación intrínseca o autorregulación del flujo sanguíneo en la microcirculación, esta autorregulación está determinada por la
intensidad de la actividad metabólica de las células. La intensidad del flujo
es, dentro de ciertos límites, independiente de la presión de perfusión o de
la resistencia a la evacuación venosa y responde por tanto a las necesidades metabólicas de los tejidos, decidiendo una circulación intermitente en
forma de flujos o chorros, fenómeno de la vasomotilidad. La autorregulación
101
de la circulación de los tejidos se encuentra influenciada por los cambios
químicos locales causados por el metabolismo celular y está gobernada por
el tono basal que es propio del músculo liso vascular. Cuando desciende la
concentración de elementos nutritivos en la sangre y aumenta la concentración de metabolitos se inhibe el músculo liso y se produce vasodilatación
para corregir este estado. La disminución en la pO2 provoca también una
vasodilatación muy marcada en el músculo esquelético y en el miocardio.
Varios factores más han sido considerados como elementos químicos
vasodilatadores, entre ellos un incremento en la concentración de H+ , K+ ,
bradiquinina e histamina.
El i nter ca mbio sangr e- ca pi la r es un pr oceso co mp le jo. La salida de las
sustancias desde el capilar hacia el líquido intersticial puede ser por difusión y por ultrafiltración. La membrana de los capilares permite la libre difusión de diversas moléculas pequeñas y el valor de la difusión neta está en
función del gradiente de concentración de los diferente s solutos a uno y a
otro lado de la pared capilar, de la pe rmeabilidad de la membrana para
cada sustancia en específico y del númer o de capi lares nutritivos a biertos. En este último aspecto desempeña un papel impor tante la acción de
los esfínteres precapilares que contr olan el número de capilares abiertos
y determinan el área con que se dispone en cada momento para la difusión. El transporte pasi vo de O2 desde la sa ngre hasta el interio r celular y
del CO2 en sentido opuesto, depende del gradiente de presión, respectivo,
para cada gas.
El recorrido de las sustancias desde la luz capilar hasta el interior de las
células comprende el paso a través de la pared de los vasos y del líquido
intersticial hasta rebasar la membrana celular por diferentes vías y formas de
trasporte. El recorrido en sentido contrario, desde las células hasta el interior
del capilar, lo realizan las sustancias que son productos del metabolismo.
Se plantea que la filtración contribuye poco al intercambio de nutrientes y
productos de desecho, consiste en el paso de líquido a través de los poros
de la membrana del capilar, desde el interior, hacia el líquido intersticial y
en sentido inverso, en dependencia de la forma en que actúa la presión
resultante en cada porción del vaso. Este fenómeno permite mantener el
equilibrio entre el volumen del líquido intravascular y el intersticial. La presión resultante o efectiva de filtración está determinada, en gran medida,
por l a presión sanguíne a en cada porción del capila r y por tanto la cantidad de líqui do filtrado dependerá mucho de los efectos vasomotores que
regul an las resistencias precapilar y postcapilar. El á rea de la superficie
filtrante, al igual que la difusora, está determinada por la acción de los
esfínteres precapilares. La estructura, dimensión y densidad de distribución
102
de los capilares difiere de un tejido a otro y atendiendo al grado de continuidad de su capa endotelial se han agrupado en tres tipos:
 Capilares continuos
 Capilares discontinuos
 Capilares fenestrados.
En los ca pi l a r es conti nuo s encontramos una membrana basal completa,
los límites celulares se solapan unos con otros y se producen uniones herméticas que funcionalmente no llegan a sellar la hendidura entre las células y permiten el paso de pequeñas moléculas imprescindibles para el
metabolismo de los tejidos. Están presentes en la red vascular del sistema
nervioso central, en la musculatura lisa y estriada, en pulmones, tejido adiposo y otros. En sus células endoteliales existen numerosas vesículas, a las
cuales se ha atribuido la función de participar en el transporte de macromoléculas, desde el plasma hasta el líquido intersticial.
En los capi la r es di scontinuos los bordes de las células adyacentes no llegan a contactar, y la membrana basal es incompleta o está ausente. Están
localizados en el hígado, bazo y médula ósea. Dado el mayor tamaño de las
hendiduras entre una y otra célula la filtración y el paso por la pared vascular
de las macromoléculas y partículas de mayor volumen se producen con
gran facilidad. Constituyen estos vasos los más permeables de todos los
tipos de capilares. Por esta causa el volumen de linfa por ellos filtrados y el
contenido en proteínas de la linfa hepática son muy elevados.
En los capi l ar e s fe ne str a dos las células endoteliales son más delgadas y
están perforadas por pequeñas ventanas, fenestrae o poros, a través de los
cuales se produce una rápida difusión de agua y de solutos; por sus paredes
pasan más rápidamente las macromoléculas que en los capilares continuos.
Están presentes en riñones, páncreas, glándulas salivales, vesícula biliar,
membrana sinovial, glándulas endocrinas y otros tejidos.
Como puede apreciarse las formas y vías a través de las cuales las sustancias pasan por la pared capilar comprenden:
 Difusión directa a través de las membranas y citoplasma de las células
endoteliales.
 Transferencia por vesículas (fenómeno conocido como citopempsis).
 Transporte por hendiduras intracelulares (poros, ventanas o fenestrae).
 Transporte por los espacios o hendiduras entre una célula y otra.
Una parte considerable del intercambio de sustancias entre la sangre y otros
tejidos se produce por difusión. Por los poros difunden libremente electrólitos,
glucosa, urea y agua, lo cual tiene lugar a gran velocidad. Se plantea que la
103
glucosa, urea, cloruro sódico y agua difunden a través de la membrana capilar con una velocidad 10 a 80 veces superior a la velocidad con que circulan y por esta causa se alcanza el equilibrio para estas sustancias entre la
sangre del extremo venoso del capilar y el líquido intersticial.
El proceso de filtración es el fenómeno mediante el cual el agua y los
cristaloides (sales inorgánicas) de una solución coloidal se separan de las
macromoléculas. En fisiología se reserva este término para indicar la separación del agua y los cristaloides plasmáticos de los elementos formes de la
sangre y de las macromoléculas, en el extremo arterial del capilar. A la filtración que tiene lugar en sentido inverso, en el extremo venoso, se le denomina reabsorción. Debe tenerse en cuenta que esto es un fenómeno pasivo
producido por un gradiente de presión y en el extremo arterial del capilar la
presión resultante (efectiva) dirige el flujo neto hacia el exterior y en el venoso lo hace en sentido contrario. De esta manera puede plantearse que la
intensidad y el sentido en que se produce la filtración varía a lo largo del
capilar. En el extremo arterial se produce filtración hacia el líquido intersticial
y en el extremo venoso tiene lugar en sentido opuesto (reabsorción). Como
se puede apreciar en la Figura 3.17 existe un gradiente de presión a lo largo
del eje longitudinal del capilar, con la presión más alta en el extremo arterial,
la presión osmótica de las proteínas plasmáticas a todo lo largo del capilar
se mantiene constante.
En el capilar intervienen distintas presiones, dentro de las cuales hay tres
que actúan hacia fuera y por lo tanto están en favor del filtrado: presión sanguínea, presión coloidosmótica tisular o del líquido intersticial, presión negativa del líquido intersticial, y una hacia dentro que se opone a la filtración:
Presión coloidosmótica del plasma
El sentido de la presión efectiva será el resultado de la suma algebraica de
todas estas presiones en cada porción del capilar; por mediciones realizadas se han obtenido los datos siguientes:
Extremo arterial
1. Presión sanguínea
+ 25
2. Presión coloidosmótica tisular
+ 4,5 mm Hg
3. Presión coloidosmótica del plasma
– 28
4. Presión hidrostática tisular
+ 7
mm Hg
____________
Presión de filtración
mm Hg
mm Hg
+ 8,5 mm Hg
104
Extremo venoso
1.
2.
3.
4.
Presión sanguínea
Presión coloidosmótica tisular
Presión coloidosmótica del plasma
Presión hidrostática tisular
Presión de reabsorción
+ 9
mm Hg
+ 4,5 mm Hg
– 28
mm Hg
+ 7
mm Hg
_______________
–
7,5 mm Hg
La presión efectiva es negativa estando en favor del capilar, entonces se
produce la reabsorción. Como puede observarse el volumen de filtración es
superior al volumen de reabsorción; entre el volumen filtrado y el absorbido,
en los diferentes tejidos, siempre la filtración es mayor que la reabsorción,
por lo que la tendencia es hacia el encharcamiento tisular o aumento del
volumen del líquido intersticial que atenta contra uno de los indicadores de
la constancia del medio interno, situación que no puede permitirse, de ahí
una de las funciones de extraordinario valor del sistema linfático. El equilibrio de Starling para el intercambio capilar plantea que el volumen filtrado
es igual al volumen reabsorbido más el que se elimina por la vía del capilar
linfático, evitándose de esta forma que se incremente el volumen y la presión del líquido intersticial; esto significa que el líquido filtrado en los extremos arteriales de los capilares se reincorpora de nuevo a la sangre por dos
vías, por el extremo venoso y por el sistema linfático.
F i gu r a 3.17. Presiones que participan en la filtración y reabsorción capilar.
105
SISTEMA LINFÁTICO
En los mamíferos la parte del filtrado capilar neto, que constituye la linfa,
retorna al sistema vascular sanguíneo por el sistema linfático. La linfa es un
líquido de poca viscosidad, incoloro, claro, que posee una densidad inferior
a la del plasma (1, 015 ) determinado por tener una inferior concentración
de proteínas plasmáticas, contiene glucosa, sustancias inorgánicas, hormonas, enzimas, vitaminas, gases, proteínas y sustancias nitrogenadas no
proteicas. Su composición varía en dependencia del tejido donde se produce
y de la actividad de estos, así como del tipo de alimentos ingeridos y grado
de actividad de los órganos digestivos. Existen órganos como el hígado donde el volumen del flujo linfático es considerablemente alto, también se conoce que cuando la dieta es rica en grasa la linfa intestinal tiene una
apariencia lechosa, por el alto contenido de este compuesto en ella.
El paso de proteínas hacia el líquido intersticial posibilita el aporte de
anticuerpos para combatir las infecciones, facilita el transporte de fármacos
y otras sustancias hacia las células y es esencial para una adecuada nutrición celular. La composición proteica de la linfa es similar a la del plasma,
pero la concentración es inferior. En estudios comparativos, con el suero
sanguíneo, se ha reportado que el contenido de proteínas de este fluctúa
de 5 a 7,8 g %, mientras el de la linfa ha sido de 1,9 a 3,7 g %. Particularmente elevado es el contenido de proteínas del flujo linfático del hígado en
perros, comparado con el del suero sanguíneo, que ha resultado ser de
6,34 y 5,32 g %, respectivamente. O sea, el contenido de proteína de la linfa
procedente de los linfáticos hepáticos, en relación con la del suero sanguíneo, es en este caso de un 84 %. En cuanto a otros componentes la linfa
muestra concentraciones más altas de cloruro y bicarbonato que el suero.
Aunque a menudo está incluida como una parte del líquido tisular no es
idéntica a él y es más preciso considerarla como una mezcla de filtrado
capilar y de líquido tisular que ha sido incorporada al sistema linfático.
La linfa puede contener solo algunos glóbulos rojos, sin embargo, en ella
son abundantes los linfocitos. Los leucocitos neutrófilos no se encuentran
normalmente, pero pueden estar en cantidades elevadas durante las infecciones. No contiene plaquetas pero sí fibrinógeno y protrombina, por lo que
coagula lentamente.
El sistema linfático se inicia en los tejidos con capilares linfáticos ciegos,
que poseen una estructura similar a la de los capilares sanguíneos, pero
tienen un tamaño mayor. Su membrana es más porosa y permeable a las
diferentes sustancias. Los capilares linfáticos convergen en dirección al sistema venoso y forman vasos de mayor calibre, a medida que se aproximan
106
a su desembocadura en el sistema de la circulación sanguínea. Todos los
vasos linfáticos vierten su contenido en el conducto torácico o en el conducto linfático derecho, los cuales terminan en el sistema venoso anterior al
corazón. El conducto torácico recolecta la linfa procedente del lado derecho
de la cabeza y cuello, del miembro anterior derecho y del lado derecho del
tórax. La estructura de los grandes vasos linfáticos es similar a la de las
venas, pero sus paredes son más delgadas.
La densidad de los capilares linfáticos en un tejido no es, necesariamente,
paralela a la de los capilares sanguíneos. La médula ósea y el encéfalo no
poseen vasos linfáticos. En los pulmones los capilares linfáticos no se extienden hasta los alveolos, sino que terminan en las aberturas alveolares. También se han descrito para el hígado y el bazo variaciones en la distribución
de los capilares linfáticos.
Al tratarse el capilar linfático de un conducto que se inicia por un extremo
ciego, la entrada de líquido, cristaloides y coloides en su interior se ha explicado por la existencia de una presión de filtración efectiva, o sea, por la
presencia de una presión intersticial hidrostática superior a la presión interna del vaso linfático. Por otra parte, las paredes de estos vasos son mucho
más permeables a las moléculas pequeñas y a las macromoléculas que las
de los capilares sanguíneos, por lo que a través de ellas se producirá la
difusión con gran facilidad. Hay otros factores que influyen sobre estos eventos como son: los cambios en la presión externa a los vasos, dados por
contracciones de los músculos y pulsaciones de las arterias que comprimen el contenido linfático, y una parte la dirigen en el sentido de los segmentos subsiguientes del sistema linfático, que es retenido por la presencia
de válvulas, y la otra origina una filtración retrógrada hacia los espacios
intersticiales; este provoca un incremento de la concentración proteica de
la linfa, pues el líquido filtrado contendrá menos proteínas que el retenido
dentro de la luz del vaso linfático. En el momento de la relajación muscular
el líquido intersticial y las sustancias disueltas en él difunden de nuevo hacia el capilar linfático.
El sistema linfático desempeña una función principal en el mantenimiento
de la presión coloidosmótica normal del plasma sanguíneo y del líquido
intersticial, pues solo a través de él, es posible la reincorporación a la circulación sanguínea de las proteínas plasmáticas, las cuales se plantea escapan del sistema vascular sanguíneo, en una proporción de 50 a 100 % en el
proceso de filtración capilar producido en 24 horas. Por el sistema linfático
se transportan hacia la sangre, también, ácidos grasos de cadena larga y
vitamina K absorbidos del intestino. En general por la linfa se recolectan, de
los espacios tisulares, aquellos materiales que no se reincorporan a los
107
capilares sanguíneos. Las macromoléculas como las proteínas y los lípidos
no pueden entrar en los capilares sanguíneos, pero penetran en las paredes de los capilares linfáticos que son mucho más permeables.
En el trayecto del sistema linfático se encuentran ganglios cuyas funciones
son la producción de linfocitos, que se añaden a la linfa cuando pasa a
través de ellos y retienen materiales extraños, los cuales destruyen a través
de la actividad fagocítica de las células reticuloendoteliales. Actúan así como
filtros a los cuales se le atribuye una alta eficacia en los procesos infecciosos o en otros tipos de agresiones externas. En las aves acuáticas existen
pocos ganglios linfáticos y en las aves gallináceas y palomas están ausentes, en su lugar, aparecen en la médula ósea numerosos nódulos de tejido
linfoide. En la gallina la producción de linfocitos tiene lugar en varios órganos y tejidos, tales como timo, Bolsa de Fabricio, pared intestinal, bazo y
otros.
El flujo unidireccional de la linfa, en el sentido de confluir con el sistema
venoso, está determinado por los factores siguientes:
 Diferencia de presión entre los dos extremos del sistema linfático, con
valores más bajos en la desembocadura de este a nivel de las venas (vis
a tergo).
 Efecto de las contracciones musculares esqueléticas, presencia de válvulas en los vasos linfáticos, que impiden el flujo retrógrado y de fibras
musculares lisas en las paredes linfáticas.
 La gravedad y la mecánica ventilatoria.
Al primer factor, además de que la presión en los capilares linfáticos es
mayor que en la desembocadura de los grandes conductos en el sistema
venoso, contribuye la acción aspiradora del tórax durante la inspiración. El
movimiento hacia atrás del diafragma, durante la inspiración, aumenta la
presión intrabdominal y disminuye la torácica, impulsando así el contenido
de los linfáticos abdominales hacia los linfáticos torácicos. Como los vasos
linfáticos tienen paredes muy delgadas, al ejercerse sobre ellos pequeñas
presiones, a consecuencia de la contracción de los músculos esqueléticos,
sus paredes son fácilmente comprimidas y la linfa será forzada a dirigirse
hacia el sistema venoso, ya que el flujo retrógrado es evitado por la presencia de válvulas en los vasos, además la presencia de fibras musculares
lisas en las paredes vasculares pulsan el movimiento de la linfa en sentido
de circulación.
El volumen de líquido filtrado está relacionado con el grado de actividad de
los tejidos, cuanto mayor actividad metabólica tenga, mayor será este volumen, esto obedece a que aumenta el número de capilares portadores de
108
sangre y por tanto la superficie de filtración. La vasodilatación producida en
estos casos conduce al incremento de presión en el extremo arterial del
capilar y con ello aumenta la presión de filtración efectiva. Si junto a esto
tiene lugar una disminución en la presión coloidosmótica del plasma, por
trastornos nutricionales u otras causas, el aumento de la presión de filtración efectiva y el volumen de filtración neta serán aún mayores. Bajo tales
condiciones se ve favorecido el incremento del flujo linfático, ya que normalmente, cuando se incrementa la actividad metabólica de un órgano o
tejido, el movimiento de los músculos, la presión hidrostática tisular y la
pulsación de las arteriolas se incrementan y los movimientos respiratorios
se hacen más frecuentes e intensos.
Cuando se rompe el equilibrio de Starling o balance entre el volumen de
líquido filtrado y el evacuado de los tejidos, sobreviene el e de ma . Hemos
señalado antes que todo el líquido filtrado se reincorpora a la circulación
sanguínea por dos vías: reabsorción hacia los capilares sanguíneos o hacia
los linfáticos. Sin embargo, cuando se producen variaciones en los factores
que determinan los valores de la presión efectiva de filtración y de la
reabsorción, en el extremo venoso del capilar y a nivel de los vasos linfáticos,
por obstrucción de estos últimos, por aumento de la presión y de la permeabilidad capilar, además por una disminución en la concentración de las
proteínas plasmáticas, puede originarse el edema. Aunque el término edema se refiere, frecuentemente, a la retención de líquido intersticial, este
pue de compre nder, ta mbién, el incr emento de l vo lume n de líquido
intracelular o ambos. La hipoproteinemia conduce a una disminución de la
presión coloidosmótica del plasma, que es la presión que se opone al escape de líquido desde los capilares, por lo que aumenta la filtración en el
extremo arterial y disminuye la reabsorción en el extremo venoso. De modo
que si esta hipoproteinemia es muy marcada se produce edema. Sus causas están asociadas a dietas insuficientes en proteínas, el parasitismo, la
deficiencia pancreática y la diarrea crónica entre otros factores.
Capítulo
4
SISTEMA RESPIRATORIO
INTRODUCCIÓN
La respiración comprende el conjunto de procesos físico-químicos mediante los cuales el organismo animal, de forma secuente y compleja, satisface
las necesidades de oxígeno (O2 ) pa ra la o xidación de las sustancias
alimentarias, a nivel celular, al tiempo que garantiza la eliminación del bióxido
de carbono (CO2 ) resultante de esta actividad metabólica oxidativa. En los
vertebrados superiores el soporte energético para la vida se debe a la oxidación de los compuestos energéticos de los alimentos o de las propias
reservas que se oxidan a nivel celular, por la presencia del oxígeno. El intercambio gaseoso que se establece entre el animal y el medio ambiente es la
resultante de un proceso complejo que garantiza las concentraciones y presiones parciales adecuadas de los gases respiratorios en los líquidos y tejidos corporales como condición indispensable para el mantenimiento de la
vida. Los compuestos químicos energéticos básicos son los glúcidos y lípidos,
mientras que la degradación aeróbica de ellos es la vía universalmente adoptada por su mayor rendimiento energético. El proceso respiratorio en los
animales superiores, mamíferos y aves, incluyendo al hombre, se divide en
cinco etapas básicas: (Ver Fig. 4.1.).
 Intercambio gaseoso entre el animal y el medio (venti l ació n pul monar ).
 Intercambio gase oso entre los pulmo nes y la sangre (r e s p i r a c i ó n
ex te rna).
 Tra nspo r te de lo s gases respiratorios por la sangre.
 Intercambio gaseoso entre la sangre y los tejidos (r esp ir a ci ó n i nte r na).
 Consumo del 02 con p roducción de CO2 por las célul as (r e sp i r a ci ó n
celular).
110
F i gu r a 4.1. Etapasdel proceso respiratorio.
La fisiología del sistema respiratorio se corresponde con el estudio de las
cuatro primeras etapas al desarrollar las dos primeras, explicando la ventilación pulmonar y la íntima relación de los pulmones con el sistema
cardiovascular, lo que propicia el proceso de la respiración externa (oxigenación de la sangre o hematosis), asegurándose con la primera, mediante
el proceso de la inspiración, la entrada de los volúmenes adecuados de aire
atmosférico con su presión parcial fresca de O2 , el intercambio gaseoso a
nivel pulmón-sangre (respiración externa), y la consiguiente oxigenación de
la sangre al tiempo que se elimina el bióxido de carbono (CO2 ) para su expulsión del cuerpo al medio ambiente a través de la espiración. La tercera
etapa, responsabilidad del sistema cardiovascular, explica la forma en que
se transportan por la sangre los gases respiratorios hacia y desde los tejidos, mientras que la cuarta etapa contempla el intercambio entre la sangre
y los tejidos (respiración interna), satisfaciendo las necesidades respiratorias tisulares, al asegurar la constancia de las condiciones del medio interno. La quinta etapa, respiración celular, explicada en la disciplina Bioquímica,
al desarrollar el proceso metabólico de vida. La intensidad del intercambio
de los gases respiratorios depende del nivel de intensidad metabólica, sien-
111
do capaz de incrementarse hasta 30 veces durante el ejercicio extenuante
en relación con el estado de reposo.
Otr as funciones, no menos importa ntes del sistema respiratorio, se
corresponden con su participación en: el me ca ni smo te rmo r r egul a do r,
mediante el jadeo, forma de vital importancia para las especies que no
presentan o presentan poco desarrollo de las glándulas sudoríparas, como
caninos, felinos, conejos, rumiantes y aves, por lo que este mecanismo
disipador de calor, como respuesta ante temperaturas ambientales elevadas,
se co nstituye e n una actividad fundamental para la r egulación de la
temperatura corporal; la emi sión de l os so nidos par a la comunicación o ral
o fo né ti ca en conjunto con los sistemas articulador y resonante durante la
fase de espiración; el se nti do de l o l fa to por la presencia, en la mucosa
nasal, de los receptores para la captación de las sustancias olorosas en el
aire inspirado que permiten la olfación de las sustancias estimutantes
relacionadas, fundamentalmente, con la conducta alimentaria, defensiva,
social y reproductiva; el mecanismo de coagula ción de la sangr e al producir
elementos coagulantes como tromboplastina y heparina; el si ste ma de
contr ol del e sta do á cido - bá si co , al controlar la presión parcial de CO2 e
influir en la formación y concentración de H+ en los líquidos corporales; el
si stema de defensa cor po ra l al eliminar agentes infecciosos inhalados que
penetran al organismo con el aire inspirado, gracias a la presencia de tejido
linfoide, leucocitos y la secreción de mucus con actividad antimicrobiana,
por contener inmunoglobulinas (IgA) y otras sustancias nocivas como polvos
y gases; realizar ciertas a cci o ne s me ta bó l i ca s relacionadas con el
metabolismo hidromineral y lipídico, así como de sustancias exógenas; como
órgano de depósito de sangr e, al poseer un sistema vascular abundantemente
desarrollado y ser una causa del me ca ni smo de ci rcul ació n de la sangr e,
al facilitar el retorno venoso por los cambios de presión que se crean en la
caja torácica durante el proceso de la ventilación pulmonar.
CONSIDERACIONES ANÁTOMO-FUNCIONALES
El sistema respiratorio en los mamíferos está constituido por las ví a s de
conducci ón de l ai re o vías aeríferas, la p or ci ón r esp ir ator ia o pulmones
propiamente dicho, lugar donde se desarrolla el intercambio gaseoso con la
sangre y el co nj unto e structural mo to r e squel éti co que asegura el proceso
de la ventilación pulmonar. El sistema de las vías aéreas desempeña tres
importantes funciones: conducción, que permite la entrada y salida del aire
de los pulmones, termorregulación-higrometría, que garantiza que el aire inspirado alcance la temperatura de núcleo y la humedad relativa adecuadas
112
para el intercambio gaseoso y defensa o protección contra impurezas y
microorganismos que penetran al sistema durante la inspiración. El sistema conductor de aire, desde el punto de vista morfológico es un sistema
ampliamente divergente para la penetración del aire atmosférico, con presión adecuada de O2 , al tiempo que es ampliamente convergente para la
salida del aire con presión de CO2 aumentada.
VÍAS DE CONDUCCIÓN DEL AIRE Y PULMO NES
Las vías de conducción del aire, estructuras tubulares por las que pasa
este, están constituidas por fosas nasales, faringe, laringe, tráquea y bronquios, no obstante es interesante señalar que, aunque no se considera una
vía respiratoria, la cavidad bucal sí permite el intercambio gaseoso durante
la ventilación pulmonar e incluso se comporta como vía primaria en caso de
obstrucción de las fosas nasales. Exceptuando el segmento faríngeo-traqueal
y los primeros centímetros del árbol bronquial, el resto del sistema conductor se encuentra en posición intrapulmonar y descansan dentro de una hoja
de tejido conectivo laxo que es el manojo broncovascular que, además, contiene a los principales vasos sanguíneos, linfáticos y nervios. Por sus funciones, las vías aéreas se pueden clasificar en tres tipos: de conducci ón desde
las fosas nasales hasta los bronquiolos respiratorios, de tra nsi ci ón que son
los bronquiolos respiratorios y r e spi r a to ri a s que incluyen los conductos y
sacos alveolares.
Las fo sa s na sa le s comienzan el acondicionamiento térmico del aire inspirado al calentarlo o enfriarlo, según la temperatura ambiental, al tiempo
que inicia el incremento del grado de la humedad relativa, principalmente,
a nivel de las superficies de los cornetes y el tabique medio. En su penetración al sistema durante la inspiración, el aire es filtrado por los pelos nasales
(que suprimen partículas voluminosas) y por la denominada precipitación
turbulenta, debido a que los cornetes y el tabique medio se disponen a
manera de aspas obstructivas en las que, al chocar el aire y desviarse,
cambio de dirección, hacen que las partículas suspendidas en él, al tener
mayor masa, no puedan cambiar su curso tan rápidamente, chocando contra la mucosa, por lo que se precipitan y adhieren al mucus aquí elaborado.
Toda la parte interna o mucosa de los conductos respiratorios está cubierta
por glándulas mucosas y células caliciformes productoras de mucus, así
como por células ciliadas con orientación de su movimiento, según la parte
de la vía, hacia la faringe; la presencia de este sistema secretor-transportador constituye una barrera protectora frente a sustancias o partículas extrañas que penetren en el aire inspirado. El mucus, donde están atrapadas las
113
partículas, es transportado por el sistema ciliar local con movimientos coordinados, siempre hacia la faringe, en sentido oral-aboral para el segmento
terminal nasal o aboral-oral para el segmento tráqueo-bronquial es, generalmente, deglutido por el sistema digestivo. Las glándulas mucosas y las
células caliciformes también participan en el mantenimiento de la humedad de la superficie de las fosas, evitando la resequedad de la misma por el
aire inspirado al tiempo que lo humedecen.
En la mucosa de las fosas nasales se localizan receptores mecánicos y
dolorosos (algiógenos) que al ser estimulados ante irritaciones de la mucosa, desencadenan el reflejo del estornudo, reflejo nervioso protector del
sistema coordinado a nivel de la médula oblonga o bulbo. En la mucosa
nasal se ubican, además, receptores térmicos y se localizan, en la mucosa
olfatoria, los receptores del olfato.
La fa r inge es una vía común para los sistemas respiratorio y digestivo. Desarrolla el papel general asignado a las vías de conducción del aire, al tiempo que incrementa el papel defensivo en función de la presencia de un gran
acúmulo de tejido linforreticular que conforma el anillo faríngeo-linfático de
Waldeyer que incluye las amígdalas o tonsilas. Esta vía común garantiza la
posibilidad de respirar por la boca ante dificultades obstructivas de la vía
nasal. La l ar i nge se conceptúa como una estructura compleja que participa
no solo en la conducción del aire sino también en la protección del sistema,
al presentar el cartílago de la glotis que se cierra durante la deglución de
alimentos sólidos o líquidos por el sistema digestivo, evitando el paso de
estos hacia las vías respiratorias al tiempo que participa activamente en la
fonación para la comunicación animal. En el hombre se encuentra adaptada para funcionar como un vibrador, en donde las cuerdas vocales se constituyen en la estructura vibradora. Las cuerdas vocales son pliegues de la
mucosa a lo largo de sus caras laterales, que se mueven y estiran por la
acción de un conjunto complejo de músculos estriados o voluntarios específicos, controlados por la corteza cerebral durante la comunicación oral o
fonética. La fonación o emisión comunicativa voluntaria del sonido se lleva
a cabo mediante la vibración de las cuerdas vocales durante la fase espiratoria
de la ventilación pulmonar, mientras que la articulación de la palabra se realiza con los labios, lengua, paladar blando, musculatura de la cara y el sistema de resonancia.
Definida como un tubo fibromuscular, la tr á que a está constituida por un
sistema de anillos cartilaginosos en sus caras ventrolaterales que conforman un sistema cartilaginoso incompleto y musculatura lisa en su cara dorsal, lo que determina que la modificación de su luz sea despreciable, de
manera que siempre se mantiene abierta, es decir, es una vía preferencial
114
de conducción del aire hacia y desde los pulmones. La mucosa traqueal
contiene células ciliadas, caliciformes y endocrinas. Las células ciliadas
presentan sus cilios en dirección opuesta al aire inspirado, de forma tal que
el mucus traqueal, que contiene atrapadas partículas extrañas pequeñas,
es transportado hacia la faringe a una velocidad de un centímetro por minuto para que sea deglutido y con ello se coopera en la limpieza del sistema
respiratorio. (Ver Fig. 4.2.).
F i gu r a 4.2. Sistema de conducción aéreo.
Las células caliciformes secretan un mucus rico en ácido hialurónico y siálico
que interviene en el humedecimiento del epitelio y crea condiciones para la
adherencia de partículas pequeñas extrañas que penetraron con el aire
inspirado. El mucus contiene también inmunoglobulinas, principalmente IgA
monómera, que intervienen en el mecanismo defensivo inmunológico protector del sistema, al atacar a microorganismos que penetran con el aire
atmosférico.
La irritación mecánica y química de la mucosa traqueal y bronquial es el
estímulo desencadenante de un reflejo prácticamente esencial para la vida
por su importante papel defensivo, el reflejo de la tos, mediante el cual las
vías respiratorias posteriores a la faringe pueden desembarazarse de materias extrañas, manteniendo limpia la luz del sistema conductor aéreo. Al
igual que el estornudo, la tos es un reflejo nervioso controlado a nivel de la
médula oblonga o bulbo. En ambos casos, la respuesta se instaura a partir
115
de una inspiración forzada sostenida, seguida de una espiración forzada
con la glotis cerrada que en un determinado momento se abre, permitiendo
la salida, de una manera brusca, del aire espirado que rápidamente es expulsado al exterior. En el estornudo el aire bruscamente espirado se dirige
principalmente, a través de las fosas nasales hacia el exterior, mientras que
en la tos abandona el sistema totalmente por la cavidad bucal.
En el mecanismo reflejo de la tos, la secreción mucosa del sistema traqueobronquial también alcanza la faringe con el objetivo de ser deglutido como
ocurre en todos los mamíferos, incluyendo al hombre; no obstante este último dispondrá, además, del mecanismo consciente de la expectoración para
el cual nos educan desde la infancia, es decir, nos enseñan a “toser y escupir” por lo que somos los únicos animales que eliminamos mucus directa y
conscientemente por la boca, así como somos los únicos que eliminamos
de manera consciente mucus por las fosas nasales al exterior, en función
del mecanismo aprendido de «soplarse la nariz» mediante el auxilio de las
manos o el pañuelo; los niños degluten el mucus nasal como cualquier animal y no lo expulsan por la boca.
La tráquea se ramifica en dos br o nqui o s primitivos, derecho e izquierdo,
para penetrar en cada uno de los pulmones, a partir de aquí comienza un
amplio sistema de dicotomización bronquial, al ramificarse repetidas veces
cada uno en bronquios de menor diámetro y longitud hasta conformar el
sistema de los br onqui o lo s, que a su vez se ramifican pasando por varios
tipos: lobulares, segmentarios, terminales y respiratorios. Se plantea que el
sistema de dicotomía del árbol bronquial en la zona de conducción alcanza
hasta 16 generaciones o divisiones y 23 divisiones hasta los alveolos. Los
grandes bronquios presentan una estructura bastante parecida a la tráquea, ya que poseen un sistema de cartílagos semicirculares, que a medida
que penetran en los pulmones son reemplazados por placas cartilaginosas
irregulares que rodean las paredes, dándole la forma cilíndrica a los
bronquiolos intrapulmonares, lo cual ayuda a sostener las vías respiratoria s; a medi da que se avanza por el sistema bronquial , las pla cas
cartilaginosas se van reduciendo alrededor de las vías respiratorias para
ser reemplazadas por una capa de musculatura lisa que se dispone en forma circular, lo que permite el control en la variación del diámetro de la luz
bronquial. Es a partir de los bronquiolos que desaparecen las placas
cartilaginosas, al tiempo que la capa muscular circular disminuye su calibre
a medida que avanza el sistema de los bronquiolos para irse entremezclando con fibras elásticas longitudinales que facilitan la distensión durante la
inspiración y el retorno al diámetro normal durante la espiración; ambos
tipos de fibras desaparecen a nivel de los conductos alveolares. La contracción de las fibras musculares lisas, que reduce la luz del sistema tubular
116
conductor, se constituye en un mecanismo defensivo que protege a los
alveolos contra la penetración de gases tóxicos, aerosoles, pequeñas partículas, aunque también pueden contraerse en situaciones específicas como
ocurre con el asma bronquial.
En la mucosa de los grandes y medianos bronquios se localizan, además,
folículos linfáticos con papel defensivo, células secretoras de enzimas específicas, desintegradoras del exceso de surfactante, indispensable para la
distensión alveolar que permite el intercambio gaseoso a nivel alveolar, células con limbo que se comportan como quimiorreceptores y células caliciformes elaboradoras del mucus con efecto bactericida y bacteriostático.
La denominada r esp ir a ci ó n co la ter a l se relaciona con el movimiento del
aire entre regiones adyacentes del pulmón por vías diferentes a las del árbol traqueobronquial. Este tipo de movimiento del aire en contigüidad, y no
en continuidad, que se realiza probablemente a través de bronquiolos respiratorios anastomosantes, está extendido en el perro, en menor grado en
caballos y ovejas y está ausente en cerdos y bovinos, debido a que en estos
existe una separación completa de los lóbulos pulmonares secundarios por
tabiques de tejido conectivo. Este arreglo morfológico explica por qué obstrucciones experimentales de las vías respiratorias posteriores son más
serias en los cerdos que en los perros.
Los p ul mo ne s son los órganos de ventilación de los vertebrados en donde
la renovación del aire atmosférico se lleva a cabo de una forma activa mediante procesos de flujo (inspiración) y reflujo (espiración). Los pulmones
son dos órganos separados por el mediastino, por lo que en realidad son
dos cámaras independientes, el pulmón derecho (tres lóbulos) y el pulmón
izquierdo (dos lóbulos) en función de la ubicación del corazón. Es a nivel de
la superficie interna de los pulmones donde se alcanza la mayor eficiencia
en el intercambio gaseoso. A los efectos evolutivos se describe que los pulmones evolucionaron a partir de la vejiga natatoria, con fines respiratorios,
de los peces dipnoos como respuesta adaptativa de vida ante las adversas
condiciones ambientales de las aguas en el período devónico; en estos peces también se inicia la evolución del sistema circulatorio hacia el circuito
pulmonar, es decir, la circulación menor. Hoy en día este tipo de evolución
tiene su representación en diversas especies de peces como las clarias de
aguas tropicales. El tamaño de los pulmones está estrechamente relacionado con la talla del cuerpo de la especie animal. En los pulmones se distinguen tres zonas básicas: la zona de conducción (bronquios y bronquiolos), la
zona intermedia de transición (bronquiolos respiratorios) y la zona respiratoria (alveolos respiratorios) que conforman el 10 %, 30 % y 60 % respectivamente, del volumen total pulmonar; en la zona respiratoria se establece
117
la denominada membrana respiratoria, formada por la intimidad de contacto entre las células alveolares y las células endoteliales de los capilares de
la circulación menor para desarrollar el intercambio gaseoso de la respiración externa.
La resistencia de las vías aéreas al flujo de aire se corresponde con la resistencia friccional entre las moléculas del aire y las células de las paredes de
las vías y en menor cuantía con el “agarre viscoso” de los tejidos. En condiciones fisiológicas esta resistencia es de poco valor, aunque en cuadros
patológicos que afectan las vías o la caja torácica, la resistencia puede
incrementarse considerablemente, dificultando el proceso de la ventilación
pulmonar. Se calcula que de la resistencia total que presenta el sistema
conductor al flujo de aire, el 80 % le corresponde a las vías aéreas, valor del
que el 50 % se corresponde con la resistencia del segmento naso-laríngeo,
y solo un 20 % a los pulmones. En su avance por el sistema conductor, el
aire genera diferentes tipos de flujos: tur bule nto , que acontece donde la
velocidad de tránsito y el diámetro del tubo son grandes, tal como ocurre
en la tráquea, l ami nar , observado a nivel de los bronquios producto de que
la lenta velocidad de tránsito por este segmento crea corrientes de aire
paralelas, y tr a nsi ci o na l , que se produce en cualquier tubo donde exista
una bifurcación y por lo tanto se genera a lo largo del sistema respiratorio
cada vez que se produce una dicotomización en las vías aéreas.
EL TÓRAX Y SU CONJUNTO ESTRUCTURAL MO TOR
El tórax es la cavidad que sustenta la funci ón respira toria, al ubicarse en
ella los pulmones y parte del sistema de conducción del aire, a demás
aquí se encuentra el corazón. Los límites anatómicos del tórax lo constituyen la caja torá cica con sus estructuras duras (huesos) y bandas (musculatura e squelética). La cavidad torá cica no presenta comunicació n con el
exter ior al tie mpo que e stá separa da de la cavidad a bdominal por el
diafr agma, músculo inspi rador por excelencia . Los pul mones son sacos
membra nosos y elásticos, que siguen a la pared torácica en su de splazamiento por lo que sencillamente se dilatan y retraen, mientras que le corresponde al sistema muscular esqueléti co y a la propiedad de elasti cidad
pulmonar ser las responsables de la actividad motora del sistema respiratorio, es decir, de la ventilación pul monar. Es incorrecto emplear las palabras contracción y relajación de los pulmones, ya que como se ha explicado,
los mismos care cen de fi bras musculares para desarrol lar movimi entos
propios. Por su tama ño, los pulmones son mucho más pe queños que la
cavidad torácica. (Ver Fig. 4.3.).
118
F i gu r a 4.3. Soporte morfológico del sistema respiratorio.
Los pulmones se encuentran recubiertos por la pleura, membrana serosa
de revestimiento que se dispone a manera de un saco perfectamente cerrado constituido por dos hojas, una adosada íntimamente a los pulmones, la
pleura visceral, cuyas fibras colágenas y elásticas se proyectan hacia el
tejido intersticial pulmonar y otra, la pleura parietal, con una menor capacidad elástica, que tapiza la cara interna de la pared torácica, los órganos
mediastínicos y el diafragma. Entre las dos pleuras existe una cavidad virtual, la cavidad pleural, prácticamente cerrada con una presión negativa en
su interior en relación con la presión atmosférica, la presión intrapleural,
por lo que ambas pleuras están en íntimo contacto entre sí, al atraerse mutuamente, al tiempo que se deslizan una sobre otra durante la ventilación
pulmonar, debido a la presencia de una delgada capa de líquido que las
humedece y lubrica, permitiéndoles la adecuada cohesión de atracción,
como si se unieran dos placas de vidrio húmedas, que resbalan, pero no se
separan. La presión negativa intrapleural se establece debido a tres causas
fundamentales: 1) al nacimiento, el aumento del volumen de la cavidad
torácica como resultado del cese de la presión del líquido amniótico sobre
la pared abdominal, hace que las vísceras abdominales desciendan, por lo
que disminuye la presión sobre el diafragma que al retraerse ligeramente
hacia sus puntos de inserción arrastra a la pleura parietal y esta a la visceral,
creando el vacío intrapleural, 2) el crecimiento más rápido de la caja torácica
que de los pulmones en el recién nacido, lo que somete al tejido pulmonar
a un efecto de distensión continuo y 3) la elevada propiedad de absorción y
119
drenaje linfático de las pleuras que mantiene constante el volumen del líquido intrapleural, drenando el exceso. El sistema pleural es decisivo para
la expansión y retracción de los pulmones durante la mecánica respiratoria.
Desde el punto de vista morfológico, la cavidad torácica presenta límites
duros y blandos. Los límites duros lo constituyen la base ósea de la región,
por lo que en posición dorsal o posterior están las vértebras torácicas, en
posición lateral las costillas que se articulan dorsalmente a la columna vertebral y ventralmente al esternón y en posición ventral o anterior el esternón. Los límites blandos, que se corresponden con los músculos esqueléticos
que recubren al sistema de sostén óseo, son: por delante la musculatura
del cuello y pecho, donde se ubican los músculos esternocleidomastoideos,
serratos y escalenos, por los lados los músculos intercostales externos e
internos, intercartilaginosos y transversal de las costillas, por detrás el
diafragma y por encima la musculatura vertebral. Por lo antes expresado en
la caja torácica morfológicamente se relacionan, en perfecta armonía funcional, los órganos activos, músculos y los órganos pasivos (huesos, cartílagos,
ligamento s, a rti cula ciones, tendone s) del movi miento, de mane ra que
la inter acción entre el los de ter mina y ase gur a l a secuencia armóni ca
de la mecánica respiratoria.
El diafragma, músculo inspirador por excelencia, está compuesto por una
hoja costal originada en el proceso xifoideo, las uniones costocondrales de
las costillas 8 a la 12, según la especie animal, y una parte crural que surge
en la superficie ventral de las primeras tres a cuatro vértebras lumbares y se
extiende hacia delante y centro tendinoso del diafragma. Este músculo presenta su base abovedada hacia la cavidad torácica, es decir, tiene su cara
anterior cóncava, de manera tal que su vértice se expande en dirección craneal hasta el espacio intercostal séptimo u octavo a nivel de la base del corazón, por lo que durante la inspiración al contraerse se acortan sus fibras, lo
cual hace que se aplane hacia sus puntos de inserción ubicados en posición
posterior, desplazándose hacia atrás, esto aumenta la cavidad torácica en su
eje longitudinal; el diafragma participa también en la inspiración y la espiración forzada. Este músculo, emigrado de la musculatura del cuello e inervado
por el nervio frénico, es realmente a los efectos evolutivos, una adquisición
filogenética reciente que solo se presenta en los mamíferos, ya que en las
aves es de tipo membranoso y no participa en el proceso respiratorio.
CONTROL NEUROENDO CRINO D E LAS VÍAS RE SPIRATO RIAS
El efecto de la broncomotilidad se ejecuta por un sistema de control intrínseco y uno extrínseco. El sistema intrínseco se corresponde con la actividad
120
de las células endocrinas de la mucosa tráqueo-bronquial que producen
hormonas pe ptídicas y aminas biógenas (noradrenal ina, seroto nina y
dopamina) que regulan la contracción de las fibras musculares lisas de los
bronquios, conformando un sistema de autocontrol respiratorio o potenciador
del efecto broncodilatador para facilitar el intercambio de aire del sistema
con el medio ambiente. El sistema extrínseco se corresponde con la
inervación vegetativa simpática-parasimpática. El músculo liso también se
contrae como respuesta a muchos de los mediadores de la inflamación,
particularmente a la histamina y los leucotrienos.
El sistema simpático mediante fibras postganglionares adrenérgicas inerva
la musculatura lisa bronquial, arterias pulmonares y glándulas bronquiales
que al estimularse producen broncodilatación, vasoconstricción arterial y
disminución de las secreciones de las glándulas bronquiales; es interesante destacar que en el caso de bovinos, ovinos, caprinos, cerdos y caballos,
las fibras simpáticas para el músculo liso bronquial son muy escasas o están ausentes, pero sí están presentes en perros y gatos, por lo que para la
mayoría de las especies, el control simpático se ejecuta mediante la inervación
directa de los ganglios parasimpáticos para la modulación de la actividad
parasimpática. El sistema parasimpático se corresponde con fibras del nervio vago, X par craneal, que inerva las mismas estructuras con efecto antagónico, es decir, producen broncoconstricción, vasoditalación arterial e
incremento en la secreción de las glándulas bronquiales. Esta respuesta
nerviosa vegetativa antagónica funcional permite la adaptación del sistema a los requerimientos del cuerpo animal.
LA VENTILACIÓN PULM ONAR
Se corresponde con la primera etapa del proceso respiratorio que permite
el intercambio gaseoso entre el medio y los pulmones. La ventilación
pulmonar se produce por la propiedad que tienen los pulmones de dilatarse
o expandirse y retraerse en función de los movimientos de la caja torácica y
la elasticidad pulmonar. Al carecer de fibras musculares en su parénquima,
los pulmones participan pasivamente en la mecánica respiratoria. El tórax,
debido al constante movimiento alternante de espansión o dilatación (inspiración) y retracción (espiración) determinado por la mecánica ventilatoria,
sufre variaciones de su volumen que modifican el volumen pulmonar. Los
alveolos pulmonares no poseen la capacidad de expandirse por sí mismos,
por lo que cuando este proceso ocurre se desarrolla en forma pasiva como
consecuencia de un incremento de la presión intraalveolar, resultante de
cambios de la presión intratorácica, producto de la acción conjunta muscu-
121
latura respiratoria-pleuras-elasticidad pulmonar. La ventilación pulmonar,
entrada y salida del aire del sistema respiratorio, es el resultado del proceso de la mecánica ventilatoria que consta de dos fases alternantes, una
activa, la inspiración y otra pasiva, la espiración; en condiciones fisiológicas, la inspiración es ligeramente más corta que la espiración.
Los pulmones están distendidos en la caja torácica producto de la interacción
de dos factores: intrínsecos, dados por la elasticidad (fibras elásticas) que
tiende a retraerlos y la tensión superficial (surfactante) que evita el colapso
alveolar y extrínseco, constituido por la presión intrapleural, responsable de
la distensión. De ser extraídos de la caja torácica, al cesar el efecto de distensión de la presión intrapleural, se observa la retracción o colapso de
estos que los hace aún más pequeños que la cavidad de donde proceden.
La interacción elasticidad pulmonar-presión negativa intrapleural, cohesiona
estrechamente al tórax con los pulmones, de manera que los cambios en
una modifican la otra. Cuando la glotis está abierta y no hay flujo de aire en
ningún sentido entre los pulmones y el exterior, la presión de aire en los
pulmones es igual a la presión atmosférica; esta situación se crea siempre
al final de la inspiración y de la espiración.
La i nsp i r a ció n, fase activa de la mecánica respiratoria durante la respiración normal en reposo, determina un ensanchamiento de los diámetros de
la caja torácica que produce la expansión de los pulmones, provocando el
flujo de aire del medio hacia estos, debido a la diferencia de presión que se
establece. Durante la inspiración, la contracción de los músculos inspiradores
produce el aumento de los diámetros vertical, por contracción de los músculos del cuello que elevan las costillas y proyectan el esternón hacia delante,
horizontal, contracción del diafragma, cuyo cuerpo, centro tendinoso, empuja las vísceras abdominales, elevando la presión intrabdominal, al tiempo que desplaza a las costillas caudales hacia afuera y ensancha los espacios
intercostales y transversales, debido a la contracción de los músculos
intercostales externos que tiran las costillas hacia delante y hacia afuera.
De lo antes expresado se infiere que los músculos inspiradores por excelencia son el diafr agma y lo s interco stal es ex ternos, a uxil iados por el
esternocleidomastoideo (propulsa el esternón hacia afuera), los serratos
anteriores (elevadores de las costillas), los escalenos de la primera costilla
y supracostal (elevador de las costillas), así como los intercartilaginosos
externos y el transversal de las costillas. La inspiración, como proceso activo tiene que vencer la elasticidad de retracción de los pulmones, por lo que
es, en condiciones fisiológicas, un proceso que requiere mayor esfuerzo que
la espiración. El papel de las costillas durante el proceso inspirador no es
uniforme, ya que las costillas anteriores al ser parte del soporte anatómico
122
de las extremidades anteriores, desempeñan una función de menor importancia que las costillas más caudales. (Ver Fig. 4.4.).
F igu r a 4.4. Ventilación pulmonar.
La contracción de los músculos inspiradores durante la inspiración aumenta los diámetros torácicos, determinando la expansión de las paredes del
tórax, por lo que la pleura parietal al seguir su desplazamiento y producto
de la presión negativa intrapleural, arrastra consigo a la pleura visceral que
a su vez atrae a los pulmones, provocando su distensión, lo que crea un
incremento en la presión negativa intrapulmonar con relación a la presión
atmosférica, por lo que el aire penetra al sistema respiratorio. Durante la
inspiración, la presión negativa intrapleural se hace más negativa, debido
al efecto de retracción elástica de los pulmones, que se opone a la distensión de estos cuando se están expandiendo, y a la caída de la presión en
las vías aéreas.
La mayoría de los mamíferos generan presiones pleurales similares durante la respiración tranquila. La capacidad residual funcional (FRC) del sistema respiratorio traduce el equilibrio entre el rebote elástico hacia adentro
de los pulmones y el rebote hacia fuera de la pared torácica La adaptabilidad
de la pared torácica es generalmente menor en los animales grandes, pared
rígida en equinos y bovinos, que en los pequeños, pared muy adaptable en
123
los pequeños roedores. En sentido general los recién nacidos presentan un
tórax más adaptable, con pulmones menos adaptables que los adultos de
su especie. Es interesante observar que humanos y pequeños roedores
neonatos presentan un volumen de equilibrio pared-pulmones, tan bajo,
que la capacidad residual funcional tiene que ser mantenida por la musculatura inspiradora, mientras que las especies que nacen con un estado más
o menos avanzado de madurez, como el potrillo, pueden presentar un tórax
lo suficientemente rígido como para mantener de modo pasivo la FRC.
El hecho de provocar un incremento de la presión negativa intrapulmonar
durante la inspiración tiende a colapsar, por succión, las vías superiores,
por lo que la contracción de los músculos abductores de las vías nasofaríngea-laríngea impiden este efecto al oponerse, provocando la distensión de la luz de estos segmentos conductores. Esta actividad, que se
produce en general en todas las especies animales, se observa con mayor
intensidad en algunas como el caballo, en donde el signo externo de la
función de los músculos abductores se manifiesta con la dilatación de los
ollares o narinas perfectamente visible durante la inspiración. El “ronquido”
en el caballo se debe a un fallo en la dilatación de la laringe por la musculatura abductora laríngea, que determina un flujo de aire turbulento a medida
que los pliegues de las cuerdas bucales del lado paralizado son succionados
hacia la luz, por lo que el animal emite el sonido característico durante la
inspiración.
La e sp i ra ci ón, es una fase pasiva de la mecánica respiratoria en la mayoría
de los animales domésticos, ya que en el perro y el caballo es un proceso
más activo que pasivo, es el resultado de la relajación de los músculos
inspiradores, por lo que debido a la elasticidad de los pulmones, una vez
que cesa la acción de distensión, estos tienden a retraerse para recuperar
su posición de reposo; esta presión de retracción determina que las costillas
desciendan y el diafragma regrese a su posición de reposo, auxiliado por la
compresión de las vísceras abdominales. La retracción de los pulmones
crea una presión positiva intrapulmonar superior a la presión atmosférica,
por lo que el aire es expulsado del sistema hacia el medio ambiente.
La e sp ir ació n acti va , que fuerza la salida de volúmenes de aire del sistema,
se produce como resultado de la reducción del volumen de la caja torácica
producto de la contracción de músculos espiratorios como los intercostales
internos, que tiran de las costillas hacia adentro y de los músculos que
conforman la pared abdominal (transverso, oblicuos externo e interno y recto
abdominal) que aumentan la presión intraabdominal, forzando al diafragma,
relajado, a desplazarse hacia delante, lo que reduce aún más el volumen
del tórax. La espiración como proceso activo se observa durante el ejercicio,
124
en procesos patológicos que afectan el sistema y en combinación con el
cierre de la glotis en situaciones específicas, como ocurre en los reflejos
defensivos del sistema (tos y estornudo), para provocar el vómito y en situaciones de cooperación con otras funciones fisiológicas como los clásicos
“pujos”, que facilitan micción, defecación y parto en la hembra, así como en
la emisión de sonidos para la comunicación sonora animal o durante la
comunicación oral humana.
El proceso de la ventilación pulmonar no es uniforme, durante la inspiración
el flujo de penetración del aire al sistema es estable hasta que al igualarse
las presiones intrapulmonar y atmosférica, al final de la inspiración, deja de
fluir aire a los pulmones, mientras que durante la espiración el aire sale de
los pulmones hacia el exterior, al principio rápido y luego más lento, porque
al principio, producto de la energía de retracción pulmonar, la presión
intratorácica es mayor que la atmosférica, pero paulatinamente se van igualando, por lo que el flujo de los pulmones hacia el medio ambiente se va
reduciendo, es decir, la ventilación pulmonar supone un doble gasto energético al tener que vencer por dos veces la masa de fluido, en su entrada y
su salida, no obstante al ser el aire un medio poco denso, el gasto es muy
bajo. El volumen de espiración no es uniforme tampoco en su composición
gaseosa, ya que el volumen inicial de expulsión, procedente de las vías superiores, al no alcanzar las áreas de intercambio no sufre ninguna modificación en su comp osición gaseosa, p or lo tanto es idéntico al a ire
atmosférico, mientras que los volúmenes finales, que sí proceden del área
de intercambio, presentan modificaciones en las presiones parciales de oxígeno (disminución), bióxido de carbono (incremento) y vapor de agua (humedad relativa).
En algunas especies animales, la ventilación pulmonar está sincronizada
con el movimiento de desplazamiento de las extremidades, como ocurre en
el caballo en el medio galope y el galope. En esta especie, la inspiración se
produce en el momento que el animal extiende las extremidades anteriores
hacia delante, propulsando el cuerpo por las posteriores, al tiempo que dilatan los ollares, permitiendo una mejor penetración del aire al sistema; mientras que la espiración acontece cuando las extremidades anteriores hacen
contacto de apoyo con el suelo, la acción parecida a un pistón, de las vísceras
abdominales sobre el diafragma, es una causa probable facilitadora de la
respiración en la coordinación respiración-movimiento de desplazamiento.
En el sistema respiratorio se pueden distinguir cuatro volúmenes de aire:
vol umen co r ri e nte o volumen de ventilación pulmonar, se intercambia con
el medio en cada respiración normal (inspiración-espiración), vol umen comp l eme nta ri o o volumen de reserva inspiratorio, que se corresponde con el
125
que penetra al sistema producto de una inspiración forzada sobre el volumen de inspiración normal, vol ume n de re ser va que es el volumen de aire
que sale del sistema producto de una espiración forzada sobre el volumen
de espiración normal y el vol ume n r esidual , volumen de aire que queda en
el sistema después de una espiración forzada, siendo de gran importancia,
porque proporciona el aire a los alveolos para la hematosis y mantiene estable, en ese nivel, la presión parcial de oxígeno atmosférico; el volumen
residual se subdivide a su vez en dos tipos de aire, el vo lume n de r e tra cci ó n, aire que sale de los pulmones cuando estos se retraen o colapsan
sobre sí mismos, al abrirse la caja torácica o al producirse un neumotórax y
el vo lume n mi ni ma l que es el aire atrapado en los pulmones, debido a la
oclusión del lumen de los pequeños bronquios por retracción de las fibras
elásticas, después del colapso pulmonar; este volumen de aire, presente
en los pulmones del recién nacido que haya efectuado al menos una inspiración, se utiliza con fines diagnósticos para conocer si el animal murió
antes o después del nacimiento, de haber respirado, una porción de pulmón puesta en un recipiente con agua flota, mientras que de no haber respirado, sencillamente se hunde. (Ver Fig. 4.5.).
F i gu r a 4.5. Volúmenes de aire en el sistemarespiratorio.
La presencia de los volúmenes de aire complementario y de reserva demuestra que en la respiración tranquila (volumen corriente) la expansiónretracción de la caja torácica se produce dentro de límites estables sin
alcanzar sus puntos máximos, por lo que en caso de necesidad, en función
de requerimientos corporales, tal como ocurre durante el ejercicio físico o el
126
trabajo, el volumen de aire de intercambio con el medio ambiente se va
incrementando hasta alcanzar, de ser necesario, la capa cida d vi tal del sistema, es decir, la suma de los vol úmenes de aire corri ente, más e l aire
compleme ntario, más el aire de reserva. La determinación de los valores
de la capacida d vital e s frecuentemente utilizada como índice de la función pulmonar. El volume n de la capacidad vital, más e l volumen de aire
residual constituyen la ca paci da d tota l volumétrica del sistema, que depende de factores tales como: edad, sexo, estado de salud y pr eparación
física (entrenamiento respiratorio).
La capacidad del sistema respiratorio para intercambiar con el medio ambiente durante la respiración moderada o tranquila (volumen de aire corriente) está directamente relacionada con el desarrollo físico o tamaño corporal
de la especie animal, así tenemos que el conejo intercambia 15,8 mL, la
cabra 310 mL, el hombre; 500 mL, el bovino 3 800 mL y el caballo, animal
de velocidad y resistencia, logra alcanzar valores de hasta 6 000 mL.
El volumen-minuto, cantidad total de aire atmosférico que penetra a los
pulmones por minuto, es igual al volumen de ventilación pulmonar por la
frecuencia respiratoria, de esta forma su valor depende de la profundidad y
frecuencia de la respiración, estando influenciado por numerosos factores
(físicos, psíquicos, estado de salud, temperatura ambiental, intensidad de
los procesos metabólicos, etc.). La relación entre amplitud y frecuencia respiratoria es inversamente proporcional, por lo que a mayor amplitud menor
frecuencia y viceversa. Ahora bien, es importante tener presente que a medida que aumentan las necesidades de oxígeno, para el trabajo corporal,
aumenta la frecuencia respiratoria y aunque el volumen de aire que penetra al sistema por cada ventilación es menor, debido al aumento de la frecuencia que hace más superficial la inspiración, en una unidad de tiempo
(minuto) es mayor, ya que se suple esta disminución en profundidad por un
aumento en el número de veces que entra aire fresco al sistema, de ahí que
sea importante conocer el volumen-minuto para saber la capacidad de respuesta del sistema ante las necesidades corporales, es decir, la eficiencia
de la ventilación pulmonar.
La respiración torácica propia de primates, caballos y perros, se clasifica en
tóraco-inferior o costo inferior, en caballos y perros, mientras que en el caso
del hombre se produce una respiración tóraco-inferior en los primeros años
de vida para ambos sexos, hasta que, con la llegada de la pubertad, la
respiración en la mujer se va instaurando de tipo tóraco-superior (costo
superior), no así en el hombre que se mantiene tóraco-inferior; este cambio
en la mujer, lógico como adaptación a la futura gestación, puede considerarse como un carácter sexual secundario. En toda respiración de tipo
127
torácica se constata el movimiento de la última costilla. En la respiración
abdominal, se observan movimientos de los flancos como acontece en los
herbívoros poligástricos o rumiantes (bovinos, ovinos y caprinos) y en herbívoros monogástricos como el conejo. No obstante lo planteado, siempre
que por alguna razón, como la presencia de vendas apretadas en el tórax o
dolores abdominales, en cualquier especie animal prevalece la respiración
de tipo torácica, independientemente de sus movimientos fisiológicos.
Durante el proceso de la mecánica respiratoria para la ventilación pulmonar
se producen en algunas especies, con mayor significación que en otras,
movimientos accesorios cooperantes, como los movimientos de los ollares
en el caballo, que producen una amplia dilatación de estos gracias a la
contracción de los músculos faciales durante la inspiración, en caso que el
animal desarrolle intenso trabajo físico o ejercicio (galope) y en el conejo
durante la respiración normal, lo que se hace más manifiesto ante el estrés
calórico, el ejercicio y el miedo, además en el hombre cuando se dificulta la
respiración y los movimientos laríngeos que acompañan también al proceso respiratorio, al observarse un ensanchamiento de la glotis con descenso
de la laringe durante la inspiración, con una respuesta contraria durante la
espiración (estrechamiento de la glotis y ascenso de la laringe), lo cual reduce la resistencia a la entrada del aire al amplificar las vías de conducción.
INTE RCAMBIO GASEOSO ENTRE LOS PULMONES Y LA SANGRE,
TRANSPORTE DE LOS GASES RE SPIRATORIOS POR LA SANGRE
E INTERCAMBIO GASEOSO ENTRE LA SANGRE Y LO S TEJIDOS
El intercambio gaseoso entre los pulmones y la sangre, respiración externa,
hematosis u oxigenación de la sangre, se desarrolla a nivel de los alveolos,
estos se reúnen entre sí, formando los acinis o sacos respiratorios que se
originan de los conductos alveolares procedentes de la dicotomización de
los bronquiolos respiratorios. Los acinis respiratorios están separados por
sus correspondientes septos, formando unidades funcionales. La superficie alveolar y por lo tanto la superficie de intercambio gaseoso es amplia, se
plantea que e n un hombre de tal la media , alcanza un área entre lo s 70y
90 m2 en la respiración tranquila, lo que se relaciona directamente con el
área de superficie de la amplia red capilar de circulación menor, que alcanza valores entre los 90 y los 100 m2 . En los mamíferos el área de contacto
alveolos-capilares depende de la especie animal y está en relación directa
con el consumo de O2 , ya que los requerimientos de este gas respiratorio se
relacionan logarítmicamente con la masa corporal, en la rana se calcula
una superficie de 0,75 m2 , mientras que en la vaca los valores alcanzan
128
hasta los 150 m2 . La amplia capacidad de distensión-retracción de los pulmones permite, en el humano, llegar a un área del valor de los 129 m2
durante la inspiración forzada (máxima distensión), para alcanzar una retracción 50 m2 en la espiración forzada (máxima retracción).
La denominada membrana respiratoria, relación alveolo-capilar que conforma la barrera aire-sangre, es extremadamente delgada y sencilla, lo que
facilita el intercambio gaseoso. Los elementos constituyentes de esta barrera
son de la sangre hacia el aire, las células endoteliales capilares, la capa
intermedia formada por membrana basal, fibras elásticas y colágeno y el
epitelio alveolar, constituido por dos tipos básicos de células: tipo I, que
recubren la mayor superficie de los acinis, constituyéndose en las células
alveolares respiratorias y tipo II, en forma de cubo, con abundantes microvellosidades en su superficie, gránulos y enzimas oxidativas citoplasmáticas,
que traducen una importante actividad metabólica, responsables de la síntesis del surfactante. Además de las señaladas existen otros tipos de células como son: epiteliales especiales, macrófagos alveolares, linfocitos y
células cebadas. Las células con propiedades fagocíticas que ejecutan una
función protectora, al ingerir y eliminar pequeñas partículas de polvo o
microorganismos que pudieran llegar con el aire inspirado a la zona de intercambio. La barrera física o membrana respiratoria, que separa el aire de
la sangre, solo alcanza unas 0,5 micras de espesor. El diámetro medio de
los capilares pulmonares oscila entre 5-8 micras, de manera que los glóbulos rojos deben deformarse para transitar por la luz de estos, en filas, lo que
garantiza un estrecho contacto entre la membrana de los eritrocitos y la
membrana de las células del endotelio capilar, por lo cual O2 y CO2 tienen
que pasar por una capa muy delgada de plasma, cuando difunden a través
de la membrana respiratoria. (Ver Fig. 4.6).
F i gu r a 4.6. Estructura morfológica de la membrana respiratoria.
129
El surfactante, similar en todas las especies y que desde el punto de vista
químico está constituido por proteínas, fosfolípidos e iones con propiedades análogas a los detergentes, es vertido a la luz alveolar por las células
de tipo II, mediante exocitosis. La sustancia más importante como surfactante es el lípido dipalmitol-fosfatidilcolina, que se sintetiza a partir de ácidos grasos sanguíneos o elaborados en el propio pulmón. Por su efecto
reductor de la tensión superficial, el surfactante presenta, como papeles
fisiológicos, facilitar la distensión alveolar durante la inspiración, al tiempo
que evita la retracción extrema de estos en la espiración, oponerse a la
penetración de microorganismos presentes en el aire inspirado, impedir la
trasudación del líquido desde los capilares a la luz alveolar y disminuir al
mínimo la tensión superficial del líquido alveolar que evita el colapso de los
pulmones. El surfactante comienza a ser secretado hacia los espacios
alveolares y el fluido traqueal del feto en la etapa final de la gestación en
estrecha relación con la elevación del cortisol plasmático fetal, de ahí que
el parto prematuro pueda ser seguido, en el recién nacido, de estrés respiratorio por niveles inadecuados de surfactante. Se ha demostrado que la
“maduración del surfactante” puede inducirse mediante la administración
de glucocorticoides.
La r esp ir aci ón ex te r na o intercambio gaseoso entre los pulmones y la sangre ocurre solamente a nivel de los alveolos, de manera que el aire que
ocupa el resto del sistema no tiene posibilidades de ser intercambiado, constituyendo el volumen del espacio muerto, por lo que la mecánica respiratoria asegura la ventilación del sistema al entrar aire atmosférico que se
distribuye a lo largo de las vías de conducción para la renovación del aire
alveolar; la espiración no es uniforme en relación con el aire expulsado, ya
que se expulsan dos tipos de aire, un primer volumen que por encontrarse
en las vías de conducción no sufrió allaración en su composición (similar al
aire atmosférico o aire inspirado), y un segundo volumen que al proceder de
las áreas de intercambio sí ha sufrido modificación en su composición gaseosa. En el caso de los rumiantes, como resultado de la actividad
fermentativa del saco retículo-ruminal, el aire espirado inicial, también contiene metano que llega a las vías respiratorias altas como consecuencia del
mecanismo de la eructación.
El proceso de intercambio gaseoso responde al mecanismo físico de difusión en función de las diferencias de presiones de los gases respiratorios a
ambos lados de la membrana de intercambio, es decir, los gases se desplazan del área de mayor presión al área de menor presión, por lo que se establece un gradiente o diferencia de presión; a nivel alveolar el oxígeno difunde
hacia la sangre procedente del aire alveolar, mientras que el dióxido de
130
carbono lo hace en sentido contrario. En función del intercambio gaseoso,
la composición gaseosa del aire espirado es una mezcla de un tercio del
aire atmosférico que no sufrió modificaciones en su constitución gaseosa,
por estar en las vías de conducción y dos tercios del aire alveolar que sí
intercambió.
En la membrana respiratoria es interesante destacar que se ponen en contacto dos interfases, gaseosa (alveolos) y líquida (sangre), de manera que
el aire atmosférico que llega a los alveolos debe tener condiciones adecuadas, muy similares a la sangre para facilitar el intercambio gaseoso. Las
consideraciones físicas de los gases a valorar para el intercambio son:
1. El volumen ocupado por un número de moléculas a temperatura y presión ideal es igual a la composición del gas.
2. Los gases difunden del área de alta presión al área de baja presión, en
dependencia de la intensidad de difusión del gradiente de concentración y de la naturaleza de la barrera situada entre las dos áreas, estando
sometidas todas sus moléculas a un tipo de movimiento continuo, por lo
que las moléculas libres desarrollan un movimiento lineal a gran velocidad, que al chocar con otras desvían su movimiento hasta dar a otras
moléculas, de manera que se mueven rápidamente entre sí.
3. En una mezcla de gases, la presión ejercida por uno de ellos, presión
parcial, es igual al tiempo de presión total de la fracción de la cantidad
del gas, mientras que la presión que ejerce un gas contra una superficie
es producida por el constante impacto con que se mueven cinéticamente
sus moléculas sobre ella y por lo tanto, a mayor concentración mayor
será la presión.
4. La concentración de un gas en una solución depende, tanto de su presión como de su coeficiente de solubilidad, que expresa el volumen de
gas que puede disolverse en un mililitro de líquido a O oC con una presión
gaseosa de 760 mm Hg, de manera que mientras mayor este sea, mayor
será la solubilidad del gas en la solución. El CO2 posee un coeficiente de
difusión, 20 veces superior, en un medio acuoso, al O2 (0,510 vs 0,022)
de ahí que sus moléculas sean más rápidamente atraídas, física o químicamente, por las moléculas de agua.
5. Siempre que en el organismo se produzca una mezcla de gases en su
fase de gas y entre en contacto con el agua de los tejidos, este tiende a
evaporarse hacia la mezcla y humedecerla, por lo que continuamente
las moléculas del gas escapan de la superficie del agua hacia su forma
de gas; la presión que desarrollan las moléculas de agua para escapar
a través de la superficie se conoce como presión de vapor de agua y
depende por completo de la temperatura.
131
Al tomar en consideración las propiedades físicas señaladas para los gases, podemos obtener tres importantes conclusiones: 1. Aunque la presión
total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones de cada
gas del que está compuesto (presiones parciales), cuando está en contacto
con un líquido, cada uno se disuelve en el líquido independientemente de la
presencia de los otros, en dependencia de su coeficiente de solubilidad
(Ley de Dalton), 2. A la temperatura constante corporal, temperatura de
núcleo, la densidad del gas varía con su presión (Ley de Boyle) y 3. Cuando
un líquido, tal como el agua, se pone en contacto con un gas, o una mezcla
de gases, estos penetran en el líquido y se disuelven en él en un volumen
que depende de la presión del medio circundante (Ley de Henry), destacándose una vez más la importancia del coeficiente de solubilidad, ya que la
difusión en los líquidos corporales es igual a la difusión en los tejidos, que
es igual a la difusión a través del agua.
En la membrana respiratoria por lo tanto, el aire inspirado, ya convertido en
aire alveolar o aire de intercambio, será un aire con un 100 % de humedad
relativa y una temperatura de núcleo (37,5-38,0 oC) de mane ra que la
interfase gaseosa tendrá las mismas condiciones físicas que la fase líquida, sangre, y así el intercambio de O2 por CO2 o hematosis, dependerá del
coeficiente de difusión de ambos gases liposolubles, superior para el CO2
que, por lo tanto necesita de menor diferencia de presión para el intercambio, así como de la superficie y grosor de la membrana. La principal consecuencia del intercambio gaseoso en la respiración externa es que el aire en
los pulmones se empobrece de O2 y se enriquece en CO2 y vapor de agua, al
tiempo que la sangre de los capilares respiratorios de la circulación menor se
enriquece de O2 y se empobrece de CO2 , demostrándose el intercambio gaseoso a nivel de los alveolos y específicamente de la membrana respiratoria.
Se calcula que aproximadamente dos tercios del aire inspirado participa
del proceso de la hematosis en todo el sistema de intercambio pulmonar
alveolar, por lo que un tercio permanece en el sistema de conducción y no
es intercambiable. El volumen de intercambio se denomina vo l ume n de
ve ntil aci ón a lve ol ar e fecti vo que se corresponde en realidad con un pequeño volumen del aire atmosférico que se mezcla con un volumen amplio,
formado por el aire de reserva espiratorio y el aire residual que crean el
denominado vol umen r esidua l funci onal . Esta relación fisiológica del aire,
que entra con el aire que está en el sistema, explica el por qué de las pocas
oscilaciones en las presiones parciales de O2 y CO2 , que unido a movimientos respiratorios lentos y un control exquisito de la frecuencia y amplitud
respiratoria, evitan los cambios bruscos de las presiones parciales de los
gases respiratorios en la luz alveolar.
132
Desde el punto de vista morfofuncional es importante recordar que a diferencia de la circulación sistémica, por la circulación pulmonar pasa toda la
sangre hacia los pulmones, por lo que en caso de ejercicio, la circulación
pulmonar debe ser capaz de acomodarse a este incremento circulatorio del
flujo sanguíneo sin producir aumento grande en el trabajo del ventrículo
derecho. Las principales arterias pulmonares que acompañan a los bronquios son elásticas, pero las arterias medianas y pequeñas adyacentes a
los bronquiolos y a los conductos alveolares son musculares. En realidad, los
pulmones reciben dos tipos de irrigación sanguínea, una constituida por la
circulación menor para el intercambio gaseoso y otra que forma parte de la
circulación mayor para garantizar la constancia del medio interno en el tejido conectivo, tabique y bronquios; esta circulación bronquial, que recibe
aproximadamente solo el 2 % del gasto cardíaco del ventrículo izquierdo, se
inicia en las arterias broncoesofágicas y una rama del tronco bicarotídeo, a
partir de la aorta anterior. Una característica de la circulación al sistema
pulmonar es el amplio sistema de anastomosis que se establece entre las
circulaciones mayor y menor a nivel de los bronquiolos terminales, en donde
los vasos bronquiales se anastomosan con los de la circulación menor, al
tiempo que existen unas cuantas anastomosis entre las arterias bronquial y
pulmonar, la mayoría a nivel de los capilares y las vénulas. En el cierre circulatorio el flujo sanguíneo bronquial de las vías respiratorias extrapulmonares
grandes drena hacia las venas ácigos, mientras que el flujo sanguíneo
intrapulmonar entra a la circulación menor a nivel pre y postpulmonar.
La característica descrita para la circulación del sistema pulmonar garantiza una doble vía circulatoria, de manera que la interrupción del riego sanguíneo por la arteria bronquial no tiene como consecuencia la muerte del
tejido pulmonar, debido al incremento de la circulación pulmonar; al igual
que si se interrumpe la circulación pulmonar entonces la circulación bronquial prolifera para mantener el flujo sanguíneo pulmonar, es decir, existe
un mecanismo protector para el proceso de la hematosis y para el mantenimiento de la constancia del medio interno, aunque no es menos cierto que
siempre existe un nivel de afectación. Se describe una extensa proliferación
bronquial en las regiones dorsales de los pulmones en caballos que sangran de los mismos durante el ejercicio.
En el transporte de los gases respiratorios por la sangre el papel primario es
desarrollado por los glóbulos rojos o hematíes en general y por la hemoglobina en particular. La hemoglobina, metaloproteina que contiene hierro en
forma ferrosa (Fe ++ ) con peso molecular aproximado de 68 000, está constituida por cuatro unidades moleculares, cada una con un grupo hemo y su
proteína relacionada; el grupo hemo es una protoporfirina de cuatro anillos
pirroles con un Fe++ en el centro. La molécula de hemoglobina tiene forma
133
esferoidal unida a una cadena lateral de aminoácidos a cada grupo hemo.
El O2 se une al Fe ++ , por lo que cada molécula de hemoglobina es capaz de
transportar cuatro moléculas de oxígeno. Cada mol de Fe ++ transporta un
mol de O2 , por lo que un gramo de hemoglobina es capaz de transportar
1,34 mL de O2 ; este hecho capacita a la corriente sanguínea para transportar cerca de 60 veces más oxígeno de lo que podría transportar un volumen
similar de agua o de plasma, la parte líquida de la sangre. La presencia de
los grupos hemo, especialmente los grupos 1 y 2, le proporcionan a la hemoglobina una afinidad superior por el O2 en relación con el CO2 . En los
vertebrados, un glóbulo rojo maduro transporta alrededor de 265 millones
de moléculas de hemoglobina. Como definiciones relacionadas con los tipos de hemoglobina están la o xi hemogl obi na en su unión con el oxígeno, la
ca r ba mi no he mo gl o bi na en su unión con el bióxido de carbono, la
ca r box i he mo gl o bi na , altamente tóxica, en su unión con el monóxido de
carbono (CO), por el que posee mayor afinidad que para el oxígeno y
meta he mogl o bi na como resultado de la intoxicación por nitratos y nitritos.
A los efectos interespecies, la hemoglobina de especies íntimamente ligadas como humanos y primates antropoides, presenta secuencias similares
de aminoácidos en las cadenas laterales, mientras que especies divergentes presentan grandes diferencias en las cadenas.
En la r esp ir a ció n e x te r na el oxígeno difunde de la luz alveolar a la sangre
por diferencia de presión, 100-110 mm Hg en el alveolo y 40 mm Hg en la
sangre venosa que llega al capilar de circulación menor procedente de las
arterias pulmonares que transportan sangre venosa, por lo que a medida
que penetra a la sangre, la va saturando hasta alcanzar un valor similar a la
presión que posee a nivel alveolar, 100-110 mm Hg, valor con el que será
transportado por la sangre arterial del sistema de las venas pulmonares
hacia el corazón izquierdo, para iniciar la circulación mayor, a partir de la
acción de bomba del ventrículo izquierdo. El O2 es transportado en forma
física como gas en el pl asma (1 %) y en forma química unido a la hemoglobina, de manera que una vez saturado el plasma comienza a penetrar al
glóbulo rojo, uniéndose a la hemoglobina (99 %), formándose la o xi he mo gl o bi na (Hb4 O8 ). Transportado por la sangre hacia el área de intercambio
tisular, en la r esp ir aci ón inte r na ocurre el proceso inverso, debido a la mayor presión de O2 en la sangre arterial que llega al área de intercambio
capilar de circulación mayor-tejidos (100-110 mm Hg vs 40 mm Hg), por lo
que comienza la difusión del O2 del plasma hacia el líquido intersticial tisular
para ser seguido por el O2 unido a la hemoglobina (Hb4 O8 ). Especialmente
en las hipoxias, la disociación de la oxihemoglobina es favorecida por la
presencia de 2,3 difosfoglicerato (2,3 DPG) que se encuentra en elevadas
concentraciones en el eritrocito y determina una disminución en la afinidad
del O2 por la hemoglobina. (Ver Figs. 4.7. y 4.8.).
F igu r a 4.7. Respiración externa.
F igu r a 4.8. Respiración interna.
135
En el caso del CO2 , el proceso respiratorio debemos enfocarlo en sentido
inverso, es decir, primero a nivel de la respiración interna y después en la
respiración externa, ya que este gas es el resultado de la actividad respiratoria a nivel celular. En la r esp i ra ci ón i nte r na, la presión parcial de CO2 a
nivel tisular es de unos 46 mm Hg, mientras que la sangre arterial de circulación mayor llega al área de intercambio con una presión de 40 mm Hg,
por lo que el CO2 penetra a la sangre para ser transportado por esta hacia
los pulmones. El CO2 viaja en la sangre en forma física y química, al igual
que el O2 y le corresponde a la forma química ser la más importante. El 7 %
del Co2 es transportado en forma física como gas disuelto en el plasma, un
70 % en la combinación reversible entre el CO2 y el agua, reacción catalizada
por la anhidrana carbónica en el interior de los glóbulos rojos y de un 15 a
un 25 % co mbi na do con l a he mo glo bina (Hb) ba jo la fo rma de
carbaminohemoglobina y unido a proteínas plasmáticas (albúminas), esta
última representa la fracción menos importante. En consecuencia, la mayor
parte del CO2 es transportada como bicarbonato (aproximadamente en
63 %), seguido por la carbaminohemoglobina, disuelto como gas y unido a
las albúminas. Durante el proceso de la respiración interna, la aceptación
del CO2 por el sistema buferante ácido carbónico / bicarbonato determina
un intento de ruptura de otro indicador del medio interno, el equilibrio ácido-básico, al aumentar la cantidad de hidrogeniones libres (H+ ), por lo que
la hemoglobina amortigua este intento de acidosis metabólica aceptando
los H+ , al comportarse como base al tiempo que se acidifica, es decir, la
hemoglobina en sangre venosa es ácida, mientras que a nivel de la respiración externa ocurre el fenómeno contrario, al ceder la sangre el CO2 hacia
los alveolos cede H+ la hemoglobina, por lo que se comporta como un ácido
y al tiempo se alcaliniza, por lo tanto, la hemoglobina arterial es básica y la
venosa ácida.
En la respiración interna la producción de aniones bicarbonatos (CO3 H- ) en
el sistema ácido carbónico / bicarbonato en el eritrocito y su salida al plasma determina la entrada de aniones de cloro (Cl - ) al eritrocito, en lo que se
conoce como fenómeno de desviación de los cloruros o “fenómeno de
Hamburger”, por lo que el plasma de la sangre venosa contiene un valor
inferior de cloruros al compararse con el plasma de la sangre arterial, ya
que en la respiración externa ocurre el proceso inverso, es decir, entra CO3 H–
y sale Cl – del eritrocito. Otro aspecto interesante es que el sistema buferante
ácido carbónico / bicarbonato necesita, en la respiración interna, de agua
para su reacción, por lo que este penetra al eritrocito, provocando un cierto
hinchamiento del mismo, de manera que el eritrocito venoso es de mayor
tamaño que el arterial. (Ver Fig. 4.9.).
136
F i gu r a 4.9. Transporte de los gases respiratorios por la sangre.
El incremento en la temperatura corporal o un descenso en el pH (acidosis)
hacen que se requiera una mayor presión de O2 para la oxigenación de la
hemoglobina; la disminución de la afinidad por el oxigeno de la hemoglobina cuando aumentan los iones de hidrogeno o cuando aumenta la presión
de CO2 en sangre está dada por el hecho de que en su acción tamponante
o buferante, la hemoglobina unida a los H+ es más activa que la oxihemoglobina; esto se conoce como efecto Bohr y es importante su conocimiento
para explicar cómo el CO2 a nivel de la respiración interna facilita la
desoxigenación de la hemoglobina, incrementando el transporta del O2 hacia los tejidos, mientras que en la respiración externa el efecto es contrario,
aumentando la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno para la formación
de Hb4 08 . Por consiguiente, a cualquier presión de 02 , un aumento en la
concentración de CO2 produce desprendimiento de oxigeno de la hemoglobina, mientras que una disminución de su concentración incrementa la formación de la oxihemoglobina.
Es interesante señalar que animales como la llama y la vicuña que viven a
grandes altitudes, donde la presión parcial de O 2 es baja en el aire atmosfér ico, presenta n una cur va de disocia ción cara cterí stica, en donde a
137
bajas presiones se obtiene un por ciento elevado de saturación de oxígeno
en la hemoglobina, que se caracteriza por una mayor afinidad por el O2 ; en
el hombre este fenómeno no ocurre igual, ya que en la altura disminuye la
afinidad de la hemoglobina por el O2 como consecuencia del aumento de
los fosfatos en el eritrocito, lo que si bien determina una menor carga de O2
en los pulmones, incrementa su suministro en los tejidos. Se ha demostrado que la llama, si se adapta a vivir a nivel del mar, no pierde esta característica en su desviación de la curva, por lo que se deduce que la adaptación
de las especies a las grandes alturas tiene un carácter hereditario. La particularidad química de la hemoglobina de los mamíferos que viven en grandes altitudes está relacionada con la particularidad de la hemoglobina fetal
(HbF) que presenta mayor afinidad por el O2 que la hemoglobina de la madre (HbA), además desciende paulatinamente posterior al nacimiento, según la especie animal, por ejemplo, en el bovino desaparece aproximadamente a los 80 días, ya que a pesar de tener mayor afinidad por el O2 , su
presión de descarga es excesivamente baja, por lo que no conseguiría desprenderse de este a la velocidad que se necesita para satisfacer los requerimientos de vida tisular .
REGULACIÓN DE LA RESPIRACIÓN
Es un hecho cierto que la actividad del sistema respiratorio varía entre las
diferentes especies animales, según las características metabólicas propias de la especie y las circunstancias como: el reposo, la actividad locomotora, las condiciones ambientales, etcétera, por lo que es necesario disponer
de mecanismos encargados de modificar la función respiratoria que garanticen el adecuado aporte de O2 y eliminación de CO2 , manteniendo la constancia del medio interno. El consumo de O2 y la producción de CO2 varían de
acuerdo con la tasa metabólica; el metabolismo basal, función del peso
corporal metabólico (M0,75 ), está relacionado directamente con el tamaño
de la especie animal, por lo que el consumo de O2 por kilogramo de peso
corporal será mayor en especies pequeñas que en especies grandes. El
efecto comparado entre animales de diferentes especies con pesos corporales similares es también un factor modificante del consumo de O2 , al demostrarse que el consumo máximo de O2 en el caballo es tres veces mayor
que en el bovino, mientras que el perro presenta un consumo superior que
las cabras. Tanto caballos como perros son especies más aeróbicas al presentar una mayor densidad de mitocondrias en la musculatura esquelética,
de ahí la capacidad de velocidad y resistencia al ejercicio prolongado.
138
Estas modificaciones no solo interesan al sistema respiratorio sino también
al sistema cardiovascular, responsable del transporte de los gases respiratorios de los pulmones a los tejidos y viceversa; de este forma se asegura,
por el sistema respiratorio, el adecuado proceso de intercambio gaseoso
entre el animal y el medio (ventilación pulmonar) y por el sistema cardiovascular la estabilidad de los gases respiratorios a nivel tisular. La actividad
respiratoria-cardiovascular puede ser modificada como respuesta inmediata ante cambios rápidos de las necesidades de oxígeno que provocan un
cambio de la ventilación pulmonar y de la circulación o como respuesta
ante cambios permanentes ambientales, tales como: la baja tensión de O2
en la altura en donde las respuestas son más duraderas, unas de carácter
bioquímico, como el aumento en la capacidad de transporta (sistema eritrocito-hemoglobina) y otras de carácter morfológico, como el aumento en la
red capilar alveolar, alteraciones de estructuras bronquiales, etcétera.
La actividad del sistema respiratorio está regulada por mecanismos complejos que, aunque presentan cierta individualidad, funcionan estrechamente o vinculados para el cumplimiento de su objetivo primario, regular el
proceso de la ventilación pulmonar; estos mecanismos de control son de
carácter nervioso y químico.
El contr o l ner vi o so se desarrolla mediante el centro respiratorio, conjuntos
de neuronas situadas en el nivel encefálico bajo el sistema nervioso central, controlan la musculatura respiratoria, por lo que tiene la función de
garantizar el sincronismo de los numerosos actos que intervienen en la realización rítmica de los movimientos respiratorios, así como en la adaptación
de la mecánica ventilatoria en función de las necesidades del cuerpo animal (reposo o ejercicio), de forma tal que, tanto las presiones sanguíneas
de oxígeno (pO2 ) y de dióxido de carbono (pCO2 ), dificílmente se modifican,
ni tan siquiera durante un ejercicio intenso o en situaciones de alarma respiratoria. Por su ubicación morfológica en la formación reticular, el segmento bulbo-protuberancial controla y coordina la mecánica ventilatoria para
que se puedan realizar otras importantes actividades fisiológicas como: la
deglución, la eructación, la regurgitación en los rumiantes durante la rumia,
la tos y el estornudo, la fonación, el jadeo, la micción y la defecación, el
parto, el control postural y el ejercicio.
Los estudios investigativos para conocer la localización y organización de
las estructuras nerviosas que intervienen en el control de la respiración
tienen como base las observaciones efectuadas en diferentes tipos de investigaciones como: lesiones nerviosas destructivas, excitaciones locales
por estímulos eléctricos o químicos, secciones escalonadas del conjunto
cerebro-espinal y lesiones por diferentes enfermedades que atacan al siste-
139
ma nervioso. Lo antes expresado permitió la localización, estudio y descripción del ce ntr o respir atori o formado por cuatro áreas o conjuntos neuronales
que interactúan entre sí: el área neumotáxica, el área apneústica, el área
inspiradora y el área espiradora. (Ver Fig. 4.10.).
F igu ra 4.10. Centro respiratorio.
El área neumotáxica, localizada en la parte alta de la protuberancia, se
encuentra bien definida y tiene como función transmitir impulsos continuos
inhibitorios al área inspiradora, por lo que ayuda a detener las señales del
área inspiradora antes que los pulmones se llenen demasiado de aire, es
decir, antes que se distiendan exageradamente, evitando una gran inspiración, por lo que contribuye a la armonía de la ventilación pulmonar. Por su
acción inhibidora sobre el área inspiradora, dicha área tiene como papel
secundario el incremento de la frecuencia respiratoria, ya que al estimularse, señales neumotáxicas intensas acortan el tiempo inspiratorio que conlleva a un acortamiento del tiempo total de la mecánica respi ratoria
(inspiración-espiración), lo que produce una mayor frecuencia respiratoria,
por disminución de la amplitud, en la misma unidad de tiempo; el efecto
inverso se observa ante la depresión del área neumotáxica que se traduce
en señales neumotáxicas débiles, lo cual determina una prolongación de la
inspiración, produciéndose una mayor duración en el movimiento respiratorio, aumento en amplitud, con la consiguiente disminución de la frecuencia
respiratoria en la misma unidad de tiempo.
140
El área apneústica, caracterizada por ser menos definida como conjunto
neuronal y ubicación en la parte baja de la protuberancia, tiene como función fisiológica invertir la duración de los movimientos respiratorios. En condiciones normales, la inspiración es más corta que la espiración, pero la
estimulación del área apneústica decide que la inspiración sea mayor en
tiempo que la espiración, situación que no se produce normalmente por
cuanto el papel activo del área neumotáxica se le opone y la frena, de manera que es raro observar su efecto durante la vida (inspiración sostenida
profunda que infla los pulmones al máximo) tal como ocurre cuando penetramos bruscamente en un chorro de agua fría en condiciones climáticas
frías. Una sección a nivel del límite entre el bulbo y la protuberancia muestra cómo la respiración se mantiene prácticamente normal, pero con tendencia a que las inspiraciones sean más intensas (respiración boqueante).
El área inspiradora, localizada a ambos lados de la parte dorsal de la formación reticular bulbar, ocupa aproximadamente casi toda la longitud del mismo y se caracteriza por presentar sus neuronas estrechamente unidas e
interconectadas, mediante el haz solitario que se forma de la terminación de
los nervios vago y glosofaríngeo, les corresponde a estos nervios transmitir
las señales sensoriales de los quimiorreceptores periféricos, cooperando así
en el control de la mecánica respiratoria (ventilación pulmonar).
Durante el proceso de la ventilación pulmonar le corresponde a la inspiración desarrollar el proceso activo, mientras que la espiración es la consecuencia de la primera, por lo tanto, tiene un carácter pasivo. De lo antes
expresado se infiere que el ritmo básico respiratorio es responsabilidad del
área inspiradora, dependiendo de un proceso de excitabilidad-inhibición de
carácter intrínseco, inherente a su conjunto neuronal, que establece una
oscilación reverberante interneuronal con fatigabilidad sináptica y extrínseco por influencia frenadora del área neumotáxica. Durante la fase de excitabilidad los impulsos nerviosos originados en el área inspiradora llegan al
diafragma y otros músculos inspiratorios para aumentar, rápidamente, la
contracción de estos, que se acentúa para obtener una contracción cada
vez más intensa del conjunto muscular inspiratorio, con la consiguiente dilatación del tórax y la expansión de los pulmones (inspiración); en un momento dado, las neuronas inspiradoras cesan la generación de impulsos,
caen bruscamente en una fase de inhibición que las hace permanecer inactivas por un lapso de tiempo mayor que en la fase de excitabilidad, entonces se produce la espiración con relajación de los músculos inspiratorios y
producto de la retracción de los pulmones el retorno de la caja torácica a su
volumen de reposo. La duración del proceso alterno de excitabilidad-inhibición de las neuronas del área inspiradora depende de la especie animal, ya
141
que determina la frecuencia respiratoria, diferente, según la especie. En
senti do general , podemos afirmar que prácticamente par a todos lo s mamíferos (excepto roedores), la fase de excitabilidad (inspiración) es menor
en tiempo que la de inhibición (espiración), por lo que esta última es más
prolongada.
El área espiradora, localizada también en la formación reticular a ambos
lados del bulbo, pero en su parte ventral, ocupa prácticamente casi toda su
longitud. La excitación de este conjunto neuronal produce la contracción de
los músculos espiratorios, pero al ser la espiración, durante la respiración
normal tranquila un proceso pasivo, entonces podemos afirmar que esta
área no participa en el control del ritmo básico respiratorio y solamente lo
hace cuando, por determinadas causas, se refuerza la señal inspiradora
que produce un aumento de la ventilación pulmonar (distensión torácica
aumentada), tal como ocurre en la tos, el estornudo, la fonación, la fase
expulsiva del tiempo de regurgitación de la rumia, etc., entonces, señales
del área inspiradora al área espiradora estimulan su puesta en marcha con
la consiguiente generación de impulsos nerviosos excitatorios que producen la contracción de la musculatura espiratoria que contribuye, con su
contracción enérgica, al proceso de la ventilación pulmonar.
Al describir el centro respiratorio como estructura del sistema nervioso,
controladora de la actividad respiratoria, podemos deducir la posibilidad de
que otras estructuras nerviosas participen también, de forma voluntaria o
involuntaria, en el control de esta actividad. El control voluntario de la respiración tiene como característica que la decisión consciente, a nivel de la
corteza cerebral, para modificar la actividad respiratoria no se produce directamente sobre el centro respiratorio, sino sobre la musculatura respiratoria, mediante la vía corticoespinal o piramidal que conduce los impulsos
nerviosos hasta las motoneuronas espinales que inervan estos músculos,
por lo que el aumento o disminución, inclusive el paro temporal, respiratorio, se desarrollan directamente sobre los órganos efectores. Como veremos más adelante, el paro respiratorio voluntario, que con tanta facilidad
realizamos, tiene un límite, según la capacidad individual del sistema, ya
que estímulos más potentes, de carácter humoral como son las presiones
parciales de bióxido de carbono y oxígeno y la concentración de hidrogeniones en sangre, impiden su prolongación por un tiempo más allá de lo
permisible. La interacción corteza-sistema límbico queda demostrada al
comprobarse y observarse que en estados emocionales como ansiedad, ira
o rabia, inquietud y miedo se produce una modificación de la actividad del
sistema respiratorio, al incrementarse la frecuencia, por lo que aumenta la
ventilación.
142
En relación con el control involuntario, diferentes estructuras nerviosas como
el hipotálamo, el bulbo y la relación funcional entre los receptores pulmonares
y el centro respiratorio establecen el refejo.
Las señales sobre el centro respiratorio procedentes del hipotálamo desempeñan un importante papel en el mecanismo termorregulador, con mayor
significación en muchas aves y mamíferos, perro, conejo, gallina, etc., donde el mecanismo de la sudoración es práctica o completamente nulo, por lo
que la ventilación pulmonar se constituye en la vía primaria para la disipación del calor (jadeo o polipnea térmica); en estas especies el mecanismo
del “jadeo” es el incremento de la frecuencia respiratoria con aumento del
proceso de ventilación al sistema. Ante la tendencia al aumento de la temperatura corporal de núcleo, por diversas razones como son: la actividad
física o el aumento de la temperatura ambiental, el centro termorregulador
hipotalámico (hipotálamo anterior) envía señales estimulantes al área
neumotáxica que incrementa su generación de impulsos inhibitorios hacia
el área inspiradora bulbar, por lo que se acorta la inspiración y se incrementa
la frecuencia respiratoria con el consiguiente aumento de la ventilación
pulmonar. El jadeo produce un mayor intercambio gaseoso con el medio
ambiente, por lo que penetra mayor cantidad de aire fresco, que se calienta
en las vías de conducción aéreas, para ser expulsado al exterior mediante
la espiración en una unidad de tiempo. En el caso del jadeo debemos señalar que el aumento de la frecuencia respiratoria como respuesta fisiológica
ante la hipertermia no produce alteraciones de las presiones parciales de
los gases respiratorios en la sangre, debido a que son movimientos respiratorios muy superficiales, por lo que no se incrementa la ventilación pulmonar
y el aire que llega a los alveolos es el procedente de las vías de conducción
bajas, no el aire atmosférico directo, lo que impide con efectividad la pérdida excesiva de CO2 y por lo tanto, evita que se establezca una alcalosis
respiratoria grave.
El hipotálamo, por ser un punto básico de integración funcional neuroendocrino, influye también en forma indirecta sobre la actividad del centro
respiratorio, mediante sus hormonas liberadoras de hormonas adenohipofisiarias como son las hormonas TRH y GRH que estimulan, respectivamente, la producción por la adenohipófisis de las hormonas TSH (tirotropa)
y GH ( del crecimiento) que, mediante las hormonas del tiroides (T3 y T4) y las
somatomedinas hepáticas, estimulan el metabolismo y por consecuencia
el aumento de la actividad respiratoria. Un estímulo potente para la entrada
en juego del eje hipotalámico-hipofisiario-tiroideo es el descenso de la temperatura ambiental (frío), ya que las hormonas del tiroides al incrementar el
metabolismo basal aumentan la producción de calor (efecto calorigénico).
143
A nivel del bulbo se establece una estrecha relación entre los conjuntos
neuronales o núcleos nerviosos aquí situados, como es la relación entre el
centro respiratorio y el centro vasomotor bulbar (controla actividad cardíaca y constricción vascular periférica), de manera que cualquier estímulo
que aumenta la actividad del segundo, también estimula al primero, como
ocurre en el caso de una disminución de la presión arterial, donde la inhibición de los barorreceptores aórticos y carotídeos, próximos a los cuerpos
aórticos y carotídeos, reducen su acción frenadora sobre el centro vasomotor, lo cual aumenta la actividad de este, al tiempo que se incrementa la
frecuencia respiratoria, aumentándo se la ventilación, mientras que la
hipertensión arterial produce el efecto contrario. Otro ejemplo de la influencia bulbar queda demostrado en el acto de la deglución, cuyo objetivo es la
conducción del bolo alimentario desde la boca hasta el estómago, pasando
por la faringe, vía común de los sistemas respiratorio y digestivo, por lo que
cuando se deglute, no se puede respirar en el momento en que se desarrolla
el tiempo faríngeo de esta actividad fisiológica. La deglución se controla por
el centro bulbar de la deglución, que al activarse produce un paro respiratorio fisiológico, momentáneo, para propiciar que el bolo de deglución alcance al esófago, evitando su proyección hacía las vías respiratorias, acción
conocida popularmente como “irse por el camino viejo”.
Las señales medulares se consideran también de extraordinaria importancia, por cuanto se comprueba que la sección de la médula espinal, por debaj o de l bul bo, dete rmina una inactivi dad casi tota l de los centros
respiratorios que se activan hasta establecer casi un ritmo normal respiratorio, cuando se estimulan los fascículos seccionados (fascículos de degeneración ascendente o sensitivos). La importancia de esta influencia queda
demostrada cuando, en caso de depresión del centro respiratorio hasta el
paro, en una gran cantidad de casos es posible su reactivación mediante
golpes en la piel o un golpe térmico de agua bien fría.
Sobre el centro respiratorio actúan otras señales nerviosas que proceden
de receptores ubicados, tanto en el sistema respiratorio como en otras partes del cuerpo. Entre estos receptores se describen:
 Localizados en la musculatura lisa de las vías aéreas de la tráquea, bron-
quios y bronquiolos primarios, mecanorreceptores pulmonares o receptores de estiramiento, de acción lenta, desencadenan el reflejo de
Hering-Breuer, común en todos los mamíferos y en otros de respiración
pulmonar como la tortuga, aunque puede variar en intensidad, es una
actividad nerviosa de carácter armónico para la mecánica respiratoria,
que se desarrolla a partir de señales excitatorias originadas en respuesta al estímulo ante la inflación de los pulmones durante la inspiración, y
144
que viajan por fibras aferentes vagales hasta el tronco del encéfalo,
proyectándose sobre el núcleo del tracto solitario y el área neumotáxica,
produciendo el “frenado” del área inspiradora, por lo que cesa la inspiración, evitando que los pulmones se expandan demasiado. El reflejo de
Hering-Breuer es, por lo tanto, un mecanismo que coopera en la armonía
de expansión-retracción de los pulmones en condiciones de reposo o
actividad muscular moderada.
 Los denominados receptores de irritación, del tipo mecanorreceptores y
quimiorreceptores, ubicados en las células epiteliales de las vías altas
como laringe y tráquea, en bronquiolos y posiblemente alveolos, responden ante estímulos mecánicos y químicos por sustancias irritantes como:
gases nocivos, humo, polvo, aire frío y sustancias como histamina y
prostaglandinas. Estos receptores, de adaptación rápida, envían sus impulsos nerviosos mediante las fibras mielínicas del nervio vago, provocando un conjunto de respuestas como: broncoconstricción, secreción
de moco y respiración superficial (taquipnea) como respuestas protectoras del sistema, facilitando su expulsión o eliminación.
 Receptores yuxtacapilares localizados en las paredes alveolares próximas a los capilares pulmonares, son del tipo de adaptación rápida, que
presentan un potencial umbral muy elevado, por lo que en condiciones
normales no son estimulados; en cambio lo hacen ante procesos patológicos que afectan los pulmones. Al igual que los anteriores son del tipo
mecanorreceptores, que se estimulan por distensión mecánica del aumento del líquido intersticial o quimiorreceptores que responden ante
sustancias químicas transportada s por la sangre como: histamina,
serotonina, bradicinina, prostaglandinas, etc. Los impulsos generados
por estos receptores se transmiten por fibras amielínicas vagales que
determinan una taquipnea por excitación del centro respiratorio. Se describe que en caso de sobreexcitación, es decir, de estímulos intensos, se
puede producir una apnea que es frecuente en casos de enfermedades
alérgicas o infecciosas que afectan los pulmones.
 Situados en la mucosa de las fosas nasales y vías altas respiratorias,
receptores mecánicos y químicos captan sustancias que penetran al sistema durante la inspiración y transmitan sus impulsos por el trigémino y
olfatorio, quinto y primer pares craneales, respectivamente, provocando
los reflejos del estornudo y la tos y reacciones de broncoconstricción. En
algunos animales acuáticos, como el pato, los movimientos respiratorios cesan en cuanto el animal sumerge la cabeza en el agua, contacto
de este con las fosas nasales, y en otros terrestres como el conejo, se
observa una respuesta similar cuando se proyecta un fino chorro de agua
sobre los orificios nasales. Esto explica la apnea refleja que se observa,
145
frecuentemente, al comienzo de la aplicación de la anestesia por inhalación de anestésicos volátiles, cuyos vapores son más o menos irritantes
(éter, cloroformo).
 La conexión con los receptores algiógenos o nociceptores o del dolor
demostrada por la respuesta hiperventiladora ante el dolor somático o
hipoventiladora ante el dolor visceral.
 Conexión con los receptores especializados, husos musculares y órganos tendinosos de Golgi, ubicados en la musculatura esquelética respiratoria y los receptores de las cápsulas articulares de la caja torácica
que informan al centro respiratorio el esfuerzo mecánico de la ventilación pulmonar.
Está comprobado el co ntro l quími co de la re sp ir ació n por la estrecha relación que existe entre la composición química de la sangre, que irriga el segmento bulbo-protuberancial del nivel encefálico bajo y la actividad respiratoria.
Si el objetivo fundamental del proceso respiratorio es mantener en sangre, y
por lo tanto en los líquidos corporales, las presiones normales de los gases
respiratorios, oxígeno y bióxido de carbono, además el pH, entonces podemos deducir que le corresponde a estos compuestos químicos desarrollar
el denominado control químico de la respiración. El incremento de la presión parcial en sangre del CO2 o de la concentración de hidrogeniones (H+ ),
permaneciendo constantes los demás factores, produce un aumento de 5
a 10 veces en la ventilación pulmonar que, en un inicio, se efectuará en
forma inconsciente (taquipnea), pero que posteriormente y a medida que
se refuerce y mantenga esta situación traducirá una sensación desagradable, por la participación de la corteza (disnea).
El efecto de las variaciones de la composición química de la sangre arterial
sobre la ventilación pulmonar se e stablece mediante la presencia de
quimiorr eceptores bulba res (CO2 , H+ ) y cuerpos aórti cos y caro tídeos
quimiosensibles (CO2 ), los cuales desencadenan impulsos excitadores hacia el centro respiratorio. La acción estimulante del CO2 y de los H+ se debe
a la existencia, en el nivel bulbar, de la denominada zona respiratoria
quimiosensible del centro respiratorio, localizada a ambos lados de la pared ventral del bulbo, en estrecha proximidad con la entrada-salida de los
nervios glosofaríngeo y vago y en estrecha intimidad con el líquido intersticial
cerebral; esta zona es muy sensible a los cambios en las concentraciones
en sangre del CO2 y de los H+ y aunque este último es el estímulo más potente,
al no poder atravesar con facilidad la barrera hematoencefálica ni la barrera sangre-líquido cefalorraquídeo, tiene un efecto menos estimulante que
el CO2 , que pasa ambas barreras con extraordinaria facilidad, por lo que al
difundir más rápido, entonces posee un efecto más potente para estimular
146
la zona quimiosensible, que al excitarse estimula al área respiratoria,
incrementando la frecuencia respiratoria.
En realidad, el estímulo más potente es el H+ y aunque el estímulo inicial
desencadenante se corresponde con el CO2 que, a nivel de las neuronas
quimiosensibles, se une con el agua para formar ácido carbónico, que como
ácido débil se disocia rápidamente en anión bicarbonato e ion hidrógeno, le
corresponde a este último ser el causante directo de la estimulación de la zona
quimiosensible por irritación del cuerpo neuronal, de manera que las neuronas
quimiosensibles generan impulsos nerviosos que proyectados sobre el área
neumotáxica la deprimen, por lo que se reduce el efecto inhibidor de este
sobre el área inspiradora, incrementándose la frecuencia respiratoria al reducirse el tiempo inspirador. (Ver Fig. 4.11.).
F i gu r a 4.11. Activación de la zona quimiosensible bulbar.
Recientemente se le atribuye un papel más importante a las variaciones de
presión del CO2 en el líquido cefalorraquídeo que en el líquido intersticial,
por cuanto se constató una menor cantidad de proteínas amortiguadoras
del estado ácido-básico en el líquido cefalorraquídeo que en el líquido
intersticial que rodea las células, por lo que un aumento en la pCO2 en el
líquido cefalorraquídeo producirá un incremento más rápido en la concentración de hidrogeniones en las neuronas quimiosensibles. La importancia
de las zonas quimiosensibles bulbares y el efecto potenciador CO2 e H+ queda demostrada en el experimento denominado “circulación cruzada de
Frederick”. Una vez desviada entre sí la circulación hacia la cabeza en dos
147
perros, se procede a ligar las arterias vertebrales y seccionar los nervios
vago en el perro A, para que no reciba ningún tipo de información en su
centro respiratorio, y seguidamente se le produce una compresión de la
tráquea hasta la asfixia; como está recibiendo sangre del perro B, que tiene
intactas sus conexiones arteriales y nerviosas, entonces observamos que A
muere sin producir ninguna modificación del ritmo respiratorio, mientras que
B incrementa extraordinariamente su frecuencia respiratoria, a pesar de que
nada le está ocurriendo. De este forma se pone en evidencia la importancia
que tiene la relación composición química de la sangre arterial –nervios
vagos– zona respiratoria quimiosensible bulbar, al observarse que la sangre asfíctica y por lo tanto con alta pCO2 (hipercapnia), baja pO2 (anoxemia)
y enriquecida en metabolitos ácidos (acidosis) estimula intensamente al
centro respiratorio del perro B, mientras que la sangre oxigenada, con baja
pCO2 (hipocapnia), elevada pO2 y baja concentración de hidrogeniones
(alcalosis), producto de la hiperventilación de B, determina un cuadro de
apnea mortal en A (paro respiratorio). (Ver Fig. 4.12.).
F i gu r a 4.12. Circulación cruzada de Frederick.
La presión pO2 en sangre también regula la frecuencia e intensidad de los
movimientos respiratorios, aunque no de forma directa, sobre el centro respiratorio, sino que se manifiesta a través de los quimiorreceptores localizados a cada lado de la bifurcación de la carótida (cuerpos carotídeos) y en el
arco de la aorta (cuerpos aórticos). Cada cuerpo aórtico o carotídeo contiene aglomeraciones de dos tipos de células, rodeadas por un sistema vascular
sinusal: las células de tipo I que producen catecolaminas, probablemente
dopamina, y establecen conexión sináptica recíproca con terminaciones
148
nerviosas del glosofaríngeo y células del tipo II que se consideran como
células gliales que rodean a las de tipo I. Las terminaciones amielínicas del
nervio glosofaríngeo se distribuyen con cierto intervalo entre las células de los
senos, por lo que se consideran como los verdaderos quimiorreceptores para
pO2 . La vía aferente será el nervio de Hering, el glosofaríngeo para los cuerpos
carotídeos y el vago para los cuerpos aórticos. Estudios efectuados demuestran que estos cuerpos quimiorreceptores incrementan la generación de
impulsos por sus vías aferentes (hacia el bulbo), cuando se les perfunde
sangre con baja presión de O2 , mientras que la perfusión de sangre oxigenada disminuye la generación de estímulos, por lo que las señales aquí
producidas tienen un efecto excitador sobre el centro respiratorio.
Indiscutiblemente que de no mantenerse controlados la pCO2 y la concentración de H+ , el O2 presenta un papel secundarlo en cuanto a la ventilación
pul monar. Ahor a bie n, un descenso e n la p02 se rá capta do p or l os
quimiorreceptores que enviarán, por sus vías aferentes, impulsos excitadores
al centro respiratorio y este responderá con un aumento en la ventilación
pulmonar, por lo tanto de la ventilación alveolar, con la consiguiente respuesta que produce un doble efecto poderosamente inhibidor, disminución
del C02 y de los H+ , que se oponen a la excitación inicial lograda por la
disminución del O2 , impidiéndose de esta forma un aumento neto en la
ventilación y relegándose al 02 a un plano secundario.
No obstante lo explicado, debemos expresar que a pesar de esta débil respuesta a la disminución de la pO2 , el mecanismo quimiorreceptor del mismo es muy i mpo rta nte , pues co nsti tuy e de por sí el úni co capaz de
aumentar la ventilación pulmonar o alveolar en caso de un descenso de la
presión de O2 en sangre arterial e, indiscutiblemente, este aumento de la
ventilación, aunque ligero por la acción frenadora del CO 2 y el H+ , a veces
resulta de vital i mportancia para la vida del animal. La acción de frenado
no sie mpre es de la misma forma, ta l como se observa en el meca nismo
de adaptación a la altura, donde al princi pio ante la reducción de la presión de O2 en el aire por la altura, el organismo responde con un aumento
en la frecuenci a respiratoria, al cual se le oponen la presión de CO2 y la
conce ntració n de H+ en su lógico efecto frena dor antes estudiado, p ero
un tiempo después el centro respiratorio se a costumbra a la disminución
del C02 , como consecuencia del aumento de la frecuencia, y por lo tanto va
perdi endo pote ncia la a cció n de frenado, lo que permite el ajuste gradual de la respi ración a l nivel adecuado de ventil ación que garanti za la
oxigenación, según la al titud. Otr o ejemplo de disminución del e fecto
frenador del CO2 y los H+ es que estos pierden prácticamente su potencia
cuando se encuentra muy dificultosa la respiración externa, intercambio
149
gaseoso entre la sangre y los alveol os, como o curre en l a neumonía , por
lo que e l si stema regulador, a parti r del O2 de sempeña e l pa pel más
importa nte.
Los conceptos antes expuestos en relación con la regulación química, toman
en consideración el papel individual de cada compuesto (CO2, H+ y O2 ), manteniendo constante, en forma artificial, los otros dos compuestos. Ahora
bien, en condiciones normales de funcionamiento del cuerpo animal, el
control es más complejo y entonces el orden de importancia reguladora es
el siguiente: pCO2 , concentración de H+ y por último, con una débil importancia, la pO2.
Por su potente acción reguladora se considera, al CO2 como la hormona
respiratoria prácticamente para todos los mamíferos, aunque no siempre
sucede así, ya que entre los animales superiores, los buenos nadadores
como la foca, son prácticamente insensibles al efecto estimulante respiratorio de la pCO2 . Como planteamos anteriormente, siempre que lo deseemos podemos detener la respiración (apnea o paro respiratorio voluntario)
durante un lapso de tiempo corto, dependiendo de la persona, pero al aumentar pC02 en sangre, llega un momento en que su acción estimulante
sobre el centro respiratorio es tan potente que vence la inhibición voluntaria, por lo que es imposible que una persona se asfixie a sí misma, simplemente por retener el aliento, es decir, el suicidio voluntario por paro
respiratorio consciente es imposible por los mecanismos de control humoral o químico.
El me canismo a uto rre gul ado r de l a función re spi ratori a se desarrolla en
dos niveles diferentes: a nivel del propio sistema, para aumentar inmediatamente la ventilación alveolar y a nivel tisular para satisfacer las necesidades locales.
La autorregulación, como mecanismo a nivel del propio sistema, se establece por la presencia de células endocrinas en las mucosas tráqueo-bronquial productora s de catecol aminas, nora drenalina, principalmente, que
al ser descargada a la circul ación local determina una re lajación de la
muscul atura lisa bronquial, br oncodilatación, que aumenta el cali bre de
los br onquios, per mitiendo una mayor circulación de ai re al disminuir la
resistencia bronquial, lo que repercute en una mejor ventilación alveolar.
Este sistema autorregulable del calibre bronquial para mejorar la ventilación alveo lar se desarrolla, principalmente, ante un esfuerzo respiratorio
de cualquier índole, al comienzo del ejercicio y en condiciones de reposo
durante el sueño, cuando se dificulta, por alguna causa, la respiración. El
mecanismo autorregulador tisular establece, una vez más, la estrecha relació n funcional entre los siste mas r espir ator io y cardiovascular, en su
150
fo rma más íntima, que es la relación tejido-respiración-celular-circulacióncapilar; la apertura de los esfínteres precapilares para la circulación de la
sangre hacia el tejido que irriga, fenómeno de la vasomotilidad, tiene como
estímulo más potente las necesidades de O2 tisular. Es también importante
destacar que tanto la producción de ácido láctico, como de CO2 por el tejido
en actividad, incrementan, al descender el pH local, el coeficiente de utilización
del oxígeno, por cuanto reducen la afinidad de la hemoglobina por este, facilitando una mayor difusión del O2 de la sangre hacia los tejidos. La utilización del
O2 también se incrementa a nivel tisular, cuando producto del trabajo muscular, aumenta la temperatura del área en actividad por el aumento del metabolismo.
EJE RCICIO Y RE GULACIÓN DE LA RE SPIRACIÓN
Durante el ejercicio, las presiones en sangre de los gases respiratorios no
sufren prácticamente cambios en relación con sus valores en condiciones
de reposo, a pesar de que las necesidades de O2 pueden incrementarse
hasta 20 veces más que el valor normal, por lo que tanto la ventilación
pulmonar como el volumen-minuto cardíaco aumentan en relación directa
con el esfuerzo físico en concordancia con la intensificación de los procesos oxidativos musculares. ¿Cuáles son entonces los factores que estimulan la hiperventilación durante el ejercicio si los estímulos humorales
prácticamente no se alteran?
La respuesta a esta interrogante es simple al responderse que son factores
neurohumorales, pero es compleja si analizamos cuáles son y cómo actúan. Los factores que determinan la respuesta de la hiperventilación durante el ejercicio son tres: dos factores neurógenos, de origen cortical y
muscular, y un factor humoral (pCO2 ) que actuarían en el mismo orden, es
decir, en la relación corteza cerebral-musculatura esquelética-pC02 y siempre tomando en consideración que el aumento en la ventilación pulmonar
puede hacerse mediante dos vías: aumentando la amplitud o aumentando
la frecuencia.
El factor ne ur ó ge no cor ti cal se instaura desde que se inicia el ejercicio, al
transmitirse impulsos nerviosos excitadores, mediante la vía motora voluntaria, vía corticoespinal, que estableciendo sinapsis en las astas ventrales
de la médula, trasmiten los impulsos nerviosos para la ejecución del movimiento deseado a la musculatura esquelética a través de las raíces motoras de los nervio s espinales y al mismo tiempo se envían estímulos
colaterales a la formación reticular del nivel encefálico bajo, por el fascículo
corticobulbar, lo que incrementa la actividad neuronal en este estructura
151
nerviosa y como el centro respiratorio se encuentra localizado en ella, no
escapa de estos estímulos positivos que lo excitan, por lo que desde su
inicio el ejercicio se acompaña de un aumento de la ventilación pulmonar,
incluso antes de que realmente sea necesario, por lo que considera una
respuesta anticipada al ejercicio, una respuesta que prepara al sistema
respiratorio para el adecuado desarrollo de su función, es más, actualmente se considera que es una respuesta “aprendida”, es decir, que el factor
cerebral se va haciendo cada vez más capaz de estimular al centro respiratorio al producir la señal adecuada y que esto se debe a la repetición del
ejercicio, por lo que es necesario tomar este aspecto en consideración en el
entrenami ento par a dicho ejercici o. Por su parte, el fa cto r ne ur ó ge no
muscul a r refuerza la acción estimulante de la corteza, a partir de las contracciones musculares, fundamentalmente de la musculatura esquelética
de las extremidades, mediante excitaciones propioceptivas que se transmitan por vía sensitiva medular hacia la formación reticular excitatoria, por lo
que se excita el centro respiratorio.
Durante el ejercicio hay un incremento del nivel de vigilia o relación de atención con el medio: de ahí que una forma de desperezamiento para reducir
un estado de somnolencia consiste en efectuar movimientos de extensión y
flexión de las extremidades o caminar, lo que repercute en un aumento de
la ventilación pulmonar. (Ver Fig. 4.13.).
F i gur a 4.13. Ajuste de la actividadrespiratoria enel ejercicio.
Al facto r ho rmo nal (pC02 ) le correspondería ser el responsable de realizar
el ajuste fi nal de la ventilaci ón pulmonar de acue rdo con l as ne cesi dades cor poral es de fo rma tal que, a l pr incipio del ej erci cio y a pesar de
152
que se incrementa la producción de C02 por el cuerpo animal, debido al aumento de ventilación pulmonar por a cción de los factores neurógenos se
constata que el valor de la pCO2 estará por debajo de lo normal; a medida
que se desarrolla el e jercicio y en forma progresiva en función de su producci ón, se aumenta la pCO2 , por lo que ento nces le co rresponde a este,
en su papel ex citador, aumentar la actividad del centro re spiratori o que
refue rza la ventilació n pulmonar, retor nando la pCO2 a su valor no rmal.
Cuando el ejercicio termina, los factores neur ógenos cesan, por lo que la
excitación del centro re spiratorio disminuye , pero la presión de CO2 no
desci ende tan rápidamente, debido a que el metabolismo muscul ar se
mantiene, incrementado por un tiempo, en dependencia del grado de preparación física del animal, por lo que se opone al retorno de la frecuencia
de re poso del centro re spiratori o; aI ce sar los factores neurógenos, que
reduce n la excitabilidad del centro unido a la aún incre mentada pr oducción de CO2 , entonces se increme nta en sangre la pCO2 que ma ntiene
aumentada la ventilación, por estímulo humoral, hasta que su valor alcance la normalidad para recuperar se la fre cuencia r espirato ria de re poso.
Por l o antes e xpuesto, al finali zar el ej ercicio, el cese de los factores
neurógenos y musculares tiende a normalizar la respira ción, pero la consecuencia del ejercicio en los cambios en la composición gaseosa de la
sangre (facto r humoral) p ersisten aun durante un mayor o menor tiempo,
lo que explica la demora en que la ventilación pulmonar retorne a su frecuencia de reposo.
RESPIRACIÓN EN E L FETO
El feto, durante su permanencia en el útero, se encuentra en estado de
apnea (sin movimientos de ventilación pulmonar), por lo que el intercambio
gaseoso se desar rolla en l a placenta de mane ra que este se convierte
durante la vida fetal, en el lugar donde se ejecuta la aceptación de O2 y
elimi nación de l CO2 por la sangre fetal. De lo antes expresado se infiere
que en el feto el paso uno del proceso respiratorio, la ventilación pulmonar
no se desarrolla, mientras que el paso dos, respiración externa, se efectúa
a nivel de la placenta.
El intercambio de los gases respiratorios a ambos lados de la membrana
respiratoria placentaria tiene la misma base física, proceso de difusión, con
la característica de que la diferencia de presión para el oxígeno es menor
que la diferencia de presión a ambos lados de la membrana respiratoria
pulmonar, no obstante la hemoglobina fetal (HF), que de las cuatro cadenas
de aminoácidos posee dos  y dos  presenta una mayor afinidad por el
153
oxígeno que la hemoglobina de vida de relación animal medio ambiental
(HA), con dos cadena  y dos cadenas  de manera que para lograr una
saturación de un 60 % es suficiente una diferencia de presión de solo 30 mm
Hg a ambos lados del área de intercambio. La mayor afinidad por el oxígeno
de la hemoglobina fetal o hemoglobina F en relación con la de la hemoglobina
adulta, hemoglobina A, se debe a la pobre atracción del 2,3-DPG que tienen
las cadenas polipeptídicas que sustituyen a las cadenas en la hemoglobina
fetal y la hacen, por lo tanto, más afín a la atracción del O2 . En relación con
el intercambio del CO2 , la diferencia de presión a ambos lados de la membrana respiratoria placentaria es prácticamente similar a los valores a nivel
de la membrana respiratoria pulmonar.
La placenta tiene, por lo tanto entre sus diversas funciones, la función respiratoria que regula las presiones parciales de los gases respiratorios en la
sangre fetal, de tal forma que no se alcance la suma de estímulos necesarios para que el centro respiratorio entre en actividad, es decir, se mantenga el o los fetos en apnea, evitando el desarrollo de la ventilación pulmonar
y la aspiración de los líquidos que produciría la muerte fetal por asfixia. Si
como consecuencia de un movimiento brusco fetal en el interior del útero
se interrumpiera la circulación placentaria por torsión del cordón umbilical,
entonces el incremento en sangre fetal de la pCO2 y de los H+ (acidosis
respiratoria) unido al descenso de la p02 estimularía el centro respiratorio,
desencadenándose la primera inspiración y el feto moriría por asfixia, al
penetrar líquido amniótico en las vías respiratorias que encharcarían los
alveolos respiratorios, este situación descrita es siempre preocupante en
los partos prolongados o en aquellos en los que el feto pueda torcer o comprimir el cordón umbilical.
RESP IRACIÓN EN EL RECIÉN NACIDO
La mecánica respiratoria que asegura la ventilación pulmonar comienza,
como acto fisiológico, en el momento del nacimiento al cesar la relación
sanguínea placentaria, es decir, un breve espacio de tiempo después de
interrumpida la relación feto-madre y producto del desbalance de los gases
respiratorios en la sangre del recién nacido al aumentar la pCO2 y descender la pO2.
Como se explicó en el contr ol humoral de la respiración, por su po tente
efecto estimulado r le corresponde al a umento en l a pCO2 ser el estímulo
fundamental que activa el centro respiratorio, produciéndose la primera
inspiración, fase a ctiva de la ventilación pulmonar, se guida de la primera
espiración, fase pasiva de la ventilación pulmonar y a partir de este momento,
154
la mecánica respiratoria se mantendrá de forma vegetativa, rítmica y ajustable a las necesidades corporales, según actividad desarrollada a lo largo
de la vida del animal. Si bien es cierto que el principal estímulo para el
desencadenamiento de la entrada en actividad permanente del centro respiratorio se corresponde con el aumento de la pCO2 en la sangre del recién
nacido, no podemos minimizar el valor estimulante que posee el golpe térmico que recibe el feto al nacer y abandonar un hábitat extremadamente
caliente, el útero y su temperatura de núcleo, por el medio ambiente y su
temperatura, que en general es mucho más baja, aunque esta depende de
la época del año y de la zona geográfica, por lo que estímulos excitadores
originados a partir de los receptores térmicos cutáneos, conducidos mediante las vías sensitivas medulares epicrítica y protopática (fascículos del
cordón dorsal y espinotalámicos) hacia la formación reticular del nivel encefálico bajo, estimulando el área apneústica que refuerza al área inspiradora
en su primera actividad para la instauración de la ventilación pulmonar, por
lo que aumenta el grado de excitación neuronal capaz de responder a estímulos moderados. Otro estímulo importante capaz de cooperar con desencadenamiento de la respiración en el recién nacido es el estímulo mecánico
del golpe, las clásicas “nalgadas” en el niño, que es perfectamente aplicable a cualquier especie mamífera en caso de necesidad por apnea prolongada o sencillamente como cooperación al desencadenamiento de la primera
ventilación pulmonar; estos estímulos que se originan en receptores táctiles cutáneos utilizan las mismas vías y mecanismos estimulantes que el
descrito para el golpe térmico.
Es interesante señalar que se ha demostrado que la interrupción de la circulación por el cordón umbilical y el cese de la capacidad respiratoria de la
placenta debe ser en forma brusca, para desencadenar la mecánica respiratoria (inspiración-espiración), ya que al comprimir lentamente el cordón
umbilical no se estimularía el centro respiratorio con la potencia necesaria
para que el recién nacido inicie la respiración.
Capítulo
5
SISTEMA DIGESTIVO
INTRODUCCIÓN
La digestión es el conjunto de procesos mecánicos, químicos y microbiológicos que se desarrollan en el sistema digestivo, con la finalidad de reducir en talla física y química los alimentos para convertirlos en partículas
pequeñas absorbibles y asimilables por el organismo que se conocen como
principios nutritivos o nutrientes que, según el científico francés Claude
Bernard, el organismo utiliza para asegurar el trabajo y mantenimiento de
la vida celular cuando les son administrados por vía parenteral. Estas partículas pequeñas o simples se corresponden con los monosacáridos para los
carbohidratos, los aminoácidos para las proteínas, los ácidos grasos, glicerina, monoglicéridos, diglicéridos y triglicéridos para los lípidos y los nucleósidos
para las nucleoproteínas. Además, mediante el sistema digestivo y a través
de los alimentos, se obtienen los minerales y vitaminas, así como el agua,
elementos tan necesarios para el mantenimiento de la vida. (Ver Fig. 5.1.).
F i gu r a 5.1. Objetivosdel sistemadigestivo.
156
En los mamíferos este sistema comprende el tubo di gesti vo , abierto en sus
dos extremos, por lo que se constituye en una prolongación del medio ambiente en el interior del organismo y está formado por conductos y reservorios
de calibres desiguales que se comunican entre sí, pero que son capaces de
aislarse temporalmente por la acción de los esfínteres. A lo s efectos
histológicos, se describen cuatro túnicas o capas: la interna o mucosa que
presenta diferentes tipos de células con funciones específicas y glándulas
que elaboran secreciones con diversas acciones, la submucosa de tejido
conjuntivo laxo con rica irrigación e inervación, la muscular constituida por
diferentes capas de fibras musculares lisas y la externa o serosa formada
por el mesotelio y los ó r gano s a nex o s que intervienen en la prehensión y
masticación de los alimentos (labios, lengua y dientes) y en la digestión
propiamente dicha (glándulas salivales, páncreas e hígado). En las aves,
animales de estómago policavitario, el tubo digestivo presenta las mismas
características generales que los mamíferos con particularidades en el segmento bucogástrico (buche-proventrículo-molleja) y en el intestino grueso
(uno o dos ciegos y ausencia de recto).
El tubo digestivo está constituido de forma tal que permite el almacenamiento temporal de los alimentos, facilitando que se produzca la ingestión
en forma intermitente, por lo que el animal tiene la posibilidad de desarrollar
otras actividades entre las comidas. El gasto energético del organismo no
cesa jamás, incluso en los períodos de reposo, pero los principios nutritivos
satisfacen este gasto, ya que el tránsito gastrointestinal se encuentra regulado de forma tal que, con un sistema de alimentación normal para la especie, el animal no queda sometido al ayuno y, por consiguiente, obligado a
consumir su propia reserva. A este efecto, tanto el humano como los animales desarrollan un número determinado de períodos de ingestión de alimentos diariamente (comidas) que garantizan el aporte casi continuo de
nutrientes y energía, sin embargo el aporte alimentario es discontinuo.
El proceso de la digestión está conformado, en esencia, por una diversidad
de acciones físicas y químicas estrechamente relacionadas entre sí y finalmente coordinadas bajo el control del sistema nervioso autónomo que se
complementan con la actividad del sistema nervioso intrínseco y el sistema
endocrino gastrointestinal.
Desde el punto de vista fisiológico y según el tipo de alimentación, los animales domésticos se clasifican en: he r bívo r o s, que se alimentan con productos de origen vegetal, entre los que se encuentran los rumiantes (bovinos,
ovinos y caprinos), equinos y conejos; ca rní vo r os con su base alimentaria
de origen animal, tal como acontece con el perro y el gato y o mní vo ro s con
la doble posibilidad alimentaria, como es el caso del cerdo.
157
En los mamíferos domésticos la conformación anatómica de los diversos
segmentos del tubo digestivo está adaptada a las características de los
alimentos que le son adecuados. Anatómicamente, el estómago es el único
órgano que, en sentido general, presenta modificaciones morfológicas en
al gunas especi es de ani mal es, lo que permite su cl asi ficaci ón en
mo nogá str ico s como son: los carnívoros, omnívoros y algunos herbívoros
(caballo, conejo) y en p ol i gástri co s con varios compartimientos, tal como se
observa en los herbívoros rumiantes.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DIG ESTIVO
Los factores que intervienen en el proceso digestivo son: mecánicos, químicos y microbiológicos con la particularidad fisiológica de que mientras el
factor mecánico mantiene su importancia digestiva en cualquier especie
animal, los otros dos factores priman uno sobre otro según el tipo de alimentación de la especie y así el factor químico es decisivo para los carnívoros y omnívoros, mientras que el fa ctor microbiológico lo es para los
herbívoros y omnívoros. (Ver Fig. 5.2.).
F i gu r a 5.2. Factores que participan enel proceso digestivo.
El facto r me cá ni co de la digestión se debe a la acción primaria de la actividad muscular para la reducción en talla física del alimento. La musculatura
estriada del segmento cabeza-cuello y la presente en el esófago aseguran
158
los procesos de prehensión, masticación y deglución del alimento, actividades que se ven auxiliadas por los labios, lengua y dientes, con apoyo de la
saliva. Le corresponde a la musculatura lisa del segmento gastrointestinal
producir los movimientos de mezcla del alimento con las secreciones digestivas, garantizar el tránsito adecuado según el gradiente digestivo, coayudar
a la trituración de las partículas alimentarias, permitir la renovación del contenido en contacto con la mucosa, facilitando su recambio, de ahí una mejor absorción y finalmente, mediante la disposición esfinteriana de la
musculatura lisa, controlar el tránsito alimentario entre los diferentes segmentos, según las condiciones del contenido y la actividad nerviosa.
El facto r quí mi co lo desarrolla la actividad hidrolítica o digestiva química del
alimento, produciendo su reducción a compuestos químicos simples, mediante la acción de las enzimas, es decir, determina la reducción en talla
química. El sistema enzimático que actúa a nivel del tubo digestivo presenta dos orígenes: uno se corresponde con el complejo equipo enzimático
elaborado por las glándulas propias y anexas del tubo digestivo, de valor
indispensable, y el otro se debe a las enzimas presentes en el alimento que
cooperan con el primero, pero que son incapaces de sustituirlo.
El factor químico está sometido al control del sistema neuroendocrino (extrínseco e intrínseco). Desde el punto de vista nervioso el control interesa a
dos sistemas, el extrínseco en donde el papel excitosecretor es responsabilidad de la e stimulación para simpática, mientras que una respuesta
inhibosecretora es consecutiva de la estimulación simpática y otro intrínseco constituido por los plexos de Auerbach y Meissner. A los efectos del control endocrino, la estimulación secretora del sistema glandular tiene su base
en hormonas de acción local elaboradas por células de la propia mucosa
gastrointestinal y hormonas de acción general.
Un hecho interesante de carácter evolutivo es la ausencia de enzimas
celulolíticas en las secreciones digestivas de los vertebrados superiores
(mamíferos y aves), sin embargo múltiples especies se alimentan de productos de origen vegetal (hierbas), situándose como primeros consumidore s en la ca dena al ime ntar ia, al establ ecer una simbi osi s con l os
microorganismo para la obtención de energía mediante el proceso de la
fermentación, por lo que el factor mi cro bio l ógi co es esencial para el mantenimiento de la vi da de estas especies de ani males super iores. La ferme ntaci ón es desa rr oll ada por lo s microo rgani smos ce lul ol íti co s,
pri ncipa lmente ba cteri as (huéspe des), que esta blece n una rel ación de
simbio sis con los animales (hospederos) de carácter pregástrica en el saco
retículo-ruminal en los herbívoros poligástricos o rumiantes (bovinos, ovinos,
159
caprinos) o de carácter postgástrica en los herbívoros monogástricos (caballos,
conejos), así como en los omnívoros.
EL ACTO FISIOLÓGICO DE INGESTIÓN DE LOS ALIMENTOS
El patrón de alimentación circadiano o nictemeral (24 horas) depende de la
especie animal, el tipo de alimentación y sus hábitos de vida, por lo que el
número de comidas, alternando con períodos de ayuno, fluctúa desde una
comida al día, para los carnívoros con un amplio tiempo de ayuno, hasta
múltiples comidas, alternando con varias fases de ayuno en los herbívoros.
La actividad ingestiva es preferencial durante el día para los animales de
hábitos diurnos y preferencial durante la noche para los de hábitos nocturnos, con la característica general de que prácticamente todas las especies
de animales de granja tienen preferencia ingestora en la fase diurna. El
tiempo que el animal dedica a cada comida se define como período prandial,
mientras que el tiempo que dura la saciedad de esta comida se conoce
como período postprandial (ayuno).
En la ingestión de alimentos desempeñan un papel fundamental los métodos alimentarios, la conformación del aparato masticatorio y del sistema
digestivo, así como el tipo de alimento. En todas las especies de animales
superiores le corresponde al sistema nervioso regular la ingestión de los
alimentos, mediante actos reflejos a nivel encefálico, sobre los cuales operan mecanismos superiores de facilitación o inhibición de carácter cortical
o voluntario. Estos mecanismos determinan un control altamente complejo
que involucra a factores de los sistemas nerviosos central y periférico. La
actividad fisiológica de ingestión presenta su control y desarrollo según el
alimento sea sólido o líquido (leche o agua).
La palabra “hambre” designa el ansia por el alimento y se asocia con sensaciones objetivas. El apetito se diferencia del hambre en que permanece
cuando esta ya está saciada y siempre que el animal tenga ocasión de ingerir
determinados alimentos agradables para él. Para satisfacer el hambre lo importante es la cantidad del alimento, mientras para calmar el apetito lo que
interesa es su calidad y sabor (gusto, palatabilidad). El apetito está estrechamente unido a la palatabilidad del alimento, aunque también puede ser
como consecuencia del crecimiento y del metabolismo.
En los monogástricos la sensación de hambre va acompañada, generalmente, de contracciones rítmicas del estómago vacío que se denominan “del hambre” y son ondas peristálticas que provocan un aumento de la presión
intragástrica, mientras que en los animales poligástr icos es prácticamente
160
imposible afirmar la existencia de las contracciones del hambre, debido al
tránsito alimentario continuo.
En los rumiantes es evidente la saciedad o paro en la ingestión desencadenada, inicialmente, más por el volumen de la ración que por la energía que
ella es susceptible de aportar. La liberación de nutrientes depende, en gran
parte, de los microorganismos ruminales, los cuales presentan una fase de
hiperactividad al final de la comida. El fenómeno inicial de la saciedad será
entonces completado por un fenómeno de satisfacción secundario como
resultado de la absorción de los ácidos grasos volátiles (AGV) de cadenas
cortas a nivel de los reservorios gástricos (retículo, rumen y omasum) para
la utilización de estos en el metabolismo. La limitación en la cantidad de
alimento ingerido, ya sea en una comida o en un día, pudiera estar dada por
factore s relacionados tanto por el efecto físico de repleción r uminal,
abomasal e intestinal como por las concentraciones de ciertos metabolitos
en el sistema digestivo y en la sangre.
La localización a nivel del hipotálamo del centro de la ingestión de alimentos (feeding center) fue presentida después de observarse alteraciones del
comportamiento alimentario, debido a tumores hipofisiarios en el hombre y
como consecuencia de la destrucción de zonas nerviosas locales en el gato
y el perro. Tomando como base estas experiencias, podemos considerar la
existencia morfológica y funcional de un centro de la ingestión localizado a
nivel del hipotálamo, compuesto por dos áreas: una lateral en los núcleos
laterales que comprende el “centro del hambre” propiamente dicho y un
área ventromedial compuesta por núcleos de la zona que estructuran el
“centro de la saciedad”. La estimulación del primero produce una hiperfagia
espectacular e inmediata y su destrucción es seguida de anorexia grave y
definitiva; la estimulación del segundo determina el paro en la ingestión,
mientras que su destrucción conduce a una hiperfagia permanente.
Al “centro de hambre” del hipotálamo lateral llegan fibras aferentes olfatorias,
visuales, gustativas, trigeminales y viscerales procedentes del estómago e
intestinos, fibras aferentes y eferentes vagales (X par craneal), así como haces de fibras aferentes procedentes de la corteza orbitofrontal de tipo mixto
(excitatorias e inhibitorias). Esta altísima complejidad informativa permite
que un animal hambriento, ante estímulos olfatorios y visuales apetecibles,
establezca su patrón conductual ingestor que se ve reforzado por estímulos
gustativos, originados en sus receptores específicos linguales, producto del
efecto palatabilidad. La estimulación central hipotalámica para la puesta
en marcha de la conducta ingestora, a partir de estímulos que involucran a
los órganos de los sentidos mencionados necesita de dos condiciones para
su efecto excitador: hambre y alimentos habituales en la dieta de los anima-
161
les, ya que en animales saciados o ante la presencia de alimentos no habituales, objetos u olores indiferentes entonces no existe el estímulo ingestor.
La excitación del “centro del hambre” determina dos respuestas básicas:
percepción consciente del deseo de comer (hambre), vía hipotalámicacortical y los movimientos “del hambre” en el estómago monocavitario, vía
vagal. Ante la excitación del “centro del hambre” se refuerza la relación
funcional corteza cerebral-formación reticular, incrementándose la vigilia,
lo que explica por qué con hambre es difícil o casi imposible dormir.
Los mecanismos que controlan la ingestión de alimentos permanecen aún
en amplia discusión, por su alto grado de complejidad. En los animales
monogástricos estos mecanismos reguladores a corto plazo ajustan el nivel
de calorías perdidas con el nivel de calorías ingeridas y en ellos intervienen
un conjunto de factores como son: efecto específico dinámico del alimento,
nivel de glucosa en sangre (teoría glucostática), concentración de metabolitos
grasos en sangre (teoría lipostática), nivel de aminoácidos en sangre (teoría
proteostática), sensaciones procedentes del tractus digestivo durante la
ingestión, distribución del agua corporal y la temperatura corporal (teoría
termostática). Todos los factores mencionados actúan como un mecanismo regulador integrativo, por lo que el control de la ingestión de alimentos a
corto plazo es la resultante de este conjunto modulador. Si el control
desencadenante e inhibidor de la ingestión a corto plazo presenta esta complejidad, podemos afirmar entonces que el control a largo plazo es también
altamente complejo por su interacción neuroendocrina. En los pollitos ha
sido demostrada la existencia de un mecanismo regulador glucostático que
opera inmediatamente después de la eclosión de los huevos, la cual determina una ingestión precoz de alimentos. (Ver Fig. 5.3.).
El hábito alimentario de la especie animal responde a un patrón programado neuroendocrino de carácter hereditario. Según la fase del día (diurna o
nocturna) en que la especie realiza su vida de relación se establece el patrón de regulación lipogénesis-lipólisis. En la rata (hábito nocturno) durante
la noche y en el humano (hábito diurno) durante el día está elevada la tasa
de utilización de la glucosa, la secreción de insulina en respuesta a esta
hiperglicemia y la sensibilidad tisular a la acción de la insulina, por lo que
predomina la lipogénesis con comidas más frecuentes y un balance positivo de energía, mientras que la fase contraria, rata en el día y humano en la
noche, se produce intolerancia a la glucosa, hipoinsulinismo e insensibilidad tisular a la insulina, por esta razón prima la lipólisis con balance energético negativo y comidas menos frecuentes o totalmente deprimidas. Según
el momento de actividad (diurna o nocturna) los animales presentan un
incremento en el cociente respiratorio, el peso y los líquidos corporales. La
162
administración de insulina durante el día a ratas (hábitos nocturnos) produce inmediatamente un patrón de ingestión de alimento (comida) idéntico al
observado normalmente en la noche, mientras que la administración de
adrenalina en la noche (fase normal de actividad de la especie) determina
un patrón alimentario típico del día (fase luminosa) sin ningún tiempo de
latencia. Los experimentos descritos muestran que el nivel de utilización
periférica de la glucosa es, indiscutiblemente, un factor importante en la
frecuencia de iniciación de la comida en animales monogástricos, lo que
valoriza la teoría glucostática.
F i gu r a 5.3. Control de laingestión de alimentos.
En los animales poligástricos (rumiantes) el mecanismo controlador de la
ingestión es aún más complejo e involucra una gran variedad de estímulos.
Una idea de su complejidad queda demostrada en el resumen de hipótesis
siguiente: 1) factores químicos unidos a cambios en la composición de la
ración y de los nutrientes, además el metabolismo de estos en el saco retículo-ruminal y el resto del cuerpo, 2) contenido intestinal, digestibilidad de
los alimentos, tránsito de estos a través del tracto gastrointestinal, tipo de
fermentación ruminal, concentración de algunos metabolitos en la sangre,
balance energético y composición corporal, 3) interacción nutricional (dieta) con el aspecto fisiológico (animal) y los procesos biológicos (función
ruminal y endocrino-metabólica) cuyo objetivo final es la regulación del ba-
163
lance energético, 4) sistema nervioso central y periférico con integración a
nivel hipotalámico, además del papel de los ácidos grasos volátiles, principalmente acético y propiónico (teoría quimiostática), la producción de calor
(teoría termostática), el balance energético (teoría energética) y el papel de
los órganos de los sentidos (vista, olfato y gusto en ese orden) como base
de la teoría sensorial. El control del comportamiento ingestivo puede, no
obstante, ser sui generis y como resultado del desarrollo de los procesos
digestivos evolutivos en los artiodáctilos rumiantes.
En el rumiante lactante el proceso digestivo y su metabolismo intermediario
son similares a los animales monogástricos. Los carneros lactantes reducen la ingestión de leche después de la administración oral de glucosa o
lactosa, mientras que la aplicación parenteral de la sacarosa no presenta
efectos sobre la ingestión láctea. Se plantea que en el rumiante lactante las
señales decisivas o controladoras del nivel de ingestión de alimentos parten del tractus digestivo o del hígado. El sistema controlador de la ingestión
de alimentos en los rumiantes se va desarrollando, probablemente, en forma simultánea co n e l desar ro llo de l a di gesti ón si mbi ótica y l os
microorganismos en el saco retículo-ruminal (fermentación) hasta alcanzar
la complejidad descrita para el animal adulto.
Si complejos resultan los mecanismos que desencadenan la ingestión de alimentos, complejos son también los que deciden el tamaño o duración de una
comida, es decir, la saciedad o el paro en la ingestión de los alimentos. La
cantidad de alimentos ingerida en una comida, desde el inicio de la ingestión hasta su terminación, depende de la especie animal, tipo y calidad del
alimento, régimen de alimentación, tiempo de ayuno, palatabilidad del alimento y capacidad gástrica. En los animales carnívoros y omnívoros la capa cidad gá str ica es un factor impor tante por cuanto la rel aj aci ón
receptiva-adaptativa del estómago tiene un límite y la sensación de llenura
impide en un momento dado que el animal continúe comiendo aunque el
alimento le sea muy palatable o agradable (sabroso).
A la necesidad de comer se añade la necesidad de beber desencadenada
por la sensación de sed que presenta un carácter más imperioso que la
sensación de hambre. El carácter más intenso de la necesidad de agua del
organismo se explica porque el agua ponderalmente es el constituyente
más importante del cuerpo animal (±70 %). El organismo no posee reservas de agua para hacer frente a sus pérdidas continuas por la orina, la
evaporación cutánea y pulmonar, la sudoración y las heces fecales. La sed
se corresponde con la sensación de sequedad de la boca y la faringe, principalmente en la base de la lengua y el paladar. La sed, expresión de la disminución de las reservas de agua del organismo, es el regulador primario del
164
ingreso de a gua a l cue rpo a nimal y se define como e l deseo co nscie nte
de be ber.
Una pequeña zona ubicada por delante de los núcleos supraópticos en el
área preóptica lateral del hipotálamo recibe el nombre de “centro de la sed”.
La estimulación eléctrica de esta zona con electrodos implantados, hace
que un animal empiece a beber agua al cabo de pocos segundos y siga
bebiendo hasta que se interrumpa la estimulación eléctrica. El consumo de
agua está relacionado con la presión osmótica de los líquidos corporales,
de tal modo que un aumento en aquella (hemoconcentración) induce el
acto de beber. La ingestión de agua depende, por lo tanto, de la interrelación
funcional que se establece entre los osmorreceptores hipotalámicos que
generan impulsos ante una tendencia a la hemoconcentración y la corteza
cerebral donde se hace consciente el deseo de ingerir agua (sed), ante la cual
el animal desarrolla el patrón comportamental de búsqueda e ingestión. Entre ambas estructuras nerviosas debemos mencionar el papel del sistema
límbico para la instauración del patrón comportamental. (Ver Fig. 5.4.).
F i gu r a 5.4. Mecanismo de control de la ingestión de agua.
La deshidratación celular es la causa primaria del consumo de agua o acción de beber, ya que la inyección intravenosa de solutos trae como consecuencia el beber, debido a que estos solutos no penetran en las células y
para restablecer el equilibrio osmótico se produce la salida pasiva del agua
(ósmosis) desde el espacio extracelular, líquido intersticial, hacia la sangre
que a su vez atrae agua del espacio intracelular, causando la deshidrata-
165
ción de las células y en especial de los osmorreceptores hipotalámicos. El
efecto contrar io se obtiene como consecuencia de la hemodilución, en
donde el agua se mueve en senti do contr ario, por lo que l a hidratación
celul ar inhibe la sensación de sed. En definiti va el ani mal ajusta la
osmolaridad de los fluidos corporales y responde a una situación de hiper
o hiposmolaridad.
En el animal sediento se encuentra disminuida la secreción salival y como
consecuencia se dificulta la deglución. En el humano se añaden dificultades en la articulación de la palabra por la sequedad bucal. La anestesia de
la región bucofaríngea puede suprimir la sensación de sed. El cese en la
ingestión de agua, saciedad, se produce en función de tres tipos de informaciones escalonadas: estímulos de origen bucofaríngeos que aseguran
una inhibición temporal, estímulos de origen gástrico que refuerzan la acción de los precedentes y finalmente informaciones de origen central, más
tardías, que resultan de la corrección del desequilibrio hidromineral por el
agua absorbida. Es conocido que un animal sediento nunca bebe más de lo
necesario para aliviar su estado de deshidratación y es extraordinario comprobar que bebe el volumen preciso.
PREHENSIÓN DE LOS ALIMENTOS
Posterior al nacimiento y en los primeros tiempos de vida extrauterina, cuya
duración depende de la especie animal, los mamíferos se alimentan en
mayor o menor grado del calostro y seguidamente de la leche elaborada por
las glándulas mamarias de la madre, mediante el desarrollo del reflejo innato de la succión o acción de mamar, de carácter hereditario con control
nervioso reflejo a nivel del segmento bulboprotuberancial supeditado a la
acción de la corteza cerebral. A medida que avanzan en edad, relativamente bien temprano en la mayoría de las especies, la captación o toma de los
alimentos para su introducción en la boca se ejecuta por movimientos
secuentes y coordinados de las estructuras anatómicas componentes de
este primer segmento del tubo digestivo, auxiliadas por movimientos de la
región cabeza-cuello y de las extremidades anteriores según la especie, que
responden también a programas hereditarios con control cortical e incluso
a programas aprendidos en algunas especies como humanos y primates.
La prehensión de los alimentos traduce el acto fisiológico, mediante el cual
los alimentos son conducidos o introducidos en la cavidad bucal, y es la
actividad que comienza la reducción en talla física del alimento, al tomarse
una parte del mismo en un accionar repetido, por lo que pequeñas porciones son ingeridas hasta completar el todo.
166
En los mamíferos domésticos la prehensión es efectuada con la intervención, en diferente forma, orden e importancia, de las estructuras siguientes:
labios, lengua, dientes y la musculatura masticatoria, destacándose el papel del masetero con el auxilio de movimientos del segmento cabeza-cuello
y las extremidades anteriores según la especie animal. La actividad de la
prehensión de los alimentos depende, por lo tanto, de la especie animal y
de la característica física del alimento (sólido o líquido); la misma puede
dificultarse debido a la presencia de malformaciones en los dientes, la
mandíbula, la lengua, o en casos de parálisis facial. El conjunto muscular
esquelético que interviene en el desarrollo del mecanismo de la prehensión
de los alimentos está subordinado a los nervios craneales facial (VII),
glosofaríngeo (IX) y ramas motoras del trigémino (V).
La prehensión de los alimentos sólidos se ejecuta según la especie animal
y su tipo de alimentación de manera que los herbívoros se alimentan de
forraje (fresco, heno o ensilado) en forma larga, troceada o molida, concentrados y granos, los carnívoros de grandes piezas o piezas troceadas de
carne o animales enteros sacrificados por ellos o brindados por el humano
y los omnívoros lo hacen en adaptación ingestora, según el tipo y forma del
alimento. La secuencia prensil y el papel de los órganos que la ejecutan es
la siguiente:
 He rbí vo r os: El caballo emplea como órganos prensiles, los labios, fuer-
tes, móviles y sensibles, en especial el labio superior, al tiempo que se
auxilia de los incisivos para cortar la hierba en su base, por lo que heridas o parálisis del labio superior pueden conducir al animal a un cuadro
de anorexia, capaz de ser de tipo terminal (muerte), al dejar de comer;
en condiciones de pastoreo el labio inferior se mueve hacia abajo, permitiendo a los incisivos separar el pasto desde la base, lo que decide
sea una especie que pastorea de forma profunda. En el bovino, una menor
apertura bucal y labios más cortos que ejecutan movimientos muy limitados, decide el papel protagónico de la lengua, larga, áspera y móvil,
que curvan para rodear los haces de hierba e introducirlos en la cavidad
bucal y cortar por acción de los incisivos de la mandíbula contra el rodete maxilar, auxiliados por movimientos de la cabeza hacia atrás. Los ovinos
se valen, fundamentalmente, de los labios finos y móviles, de los cuales
el superior es hendido, lo que les garantiza una acción de pastoreo profunda, más la acción de los incisivos contra el rodete maxilar; en condiciones de pastoreo las ovejas son animales más selectivos en la ingestión
cualitativa de las hierbas que los bovinos, así como pastorean de una
forma muy corta, es decir, muy pegado al suelo. La cabra, rumiante
ingestor intermedio, se adapta a cualquier tipo de alimentación, aunque
167
prefiere los vegetales bajos en fibras y por marcaje de conducta ancestral y evolutiva de montaña, trepa a los árboles accesibles para alcanzar
los alimentos de su elección por palatabilidad. El conejo, lagomorfo herbívoro, emplea básicamente los incisivos largos y afilados que le permiten introducir y cortar continuamente los haces de hierba en la boca.
 Ca r ní vo r o s: Cuando disponen de piezas de carne grandes o animales
enteros, perros y gatos fijan el alimento con las extremidades anteriores,
al tiempo que con los incisivos y caninos cortan y rasgan una parte del
mismo, retirando la cabeza con movimientos bruscos para de esta forma
tomar pequeñas porciones de carne (acción de trocear); en el perro una
pieza de tamaño mediano puede ser tomada con los dientes y mediante
movimientos enérgicos laterales de la cabeza en uno y otro sentido (movimientos de péndulo) cortarla en pequeñas porciones, mientras la parte mayor es despedida con cierta velocidad. La oferta de carne en
pequeñas porciones (troceada) determina un efecto preponderante de
los incisivos y caninos, mientras los movimientos de la cabeza son exclusivamente para el acomodamiento del bolo en la cavidad bucal sin el
auxilio de las extremidades anteriores.
 Omní vo r o s: El cerdo en condiciones de vida libre o crianza extensiva desarrolla la acción de hocear, empleando el labio superior armado (hocico
o trompa) en la remoción del suelo para la búsqueda y selección de raíces o tubérculos y lombrices de tierra, entonces por medio del puntiagudo labio inferior introducir el alimento en la cavidad bucal. En condiciones
de estabulación se valen básicamente de los dientes, la lengua y el típico movimiento de hoceo, que no pierden en este sistema de tenencia,
con el objetivo de remover el alimento para seleccionar lo que le es
palatable. La potencia masticatoria de esta especie es significativa, logrando fraccionar alimentos groseros para su ingestión, tal como ocurre
con las hierbas, que las cortan con los incisivos o las sujetan con ellos
para cortarlas, auxiliándose de movimientos de la cabeza o con el fraccionamiento de raíces o tubérculos.
El humano utiliza en la prehensión de los alimentos a los incisivos y caninos, pero el papel de las manos alcanza un valor extraordinario, ya que son
las responsables de tomar y mantener el alimento en contacto con la boca
al tiempo que ayudan a su troceado con acciones de retroceso o alejamiento una vez que ha sido fijado por los dientes, cuando la pieza es relativamente grande. En las aves el órgano prensil es el pico cuya forma y tamaño
depende del tipo de alimentación de la especie de que se trate. En la mayoría de los mamíferos y aves, exceptuando insectívoros y algunos piscívoros,
toda acción de prehensión es iniciadora del efecto reductor en talla física
del alimento, al tomarse en pequeñas porciones parte de este.
168
En sentido general, según la forma o mecanismo que desarrollan para la
prehensión de los líquidos, es posible describir cuatro variantes fisiológicas
que agrupan a nuestros animales domésticos (de granja y afectivos):
 Acció n de bebe r : Conceptuada como la forma más común es la activi-
dad desarrollada, en sentido general, por los herbívoros y omnívoros,
incluyendo al humano, que se caracteriza porque los animales introducen los labios en el líquido, manteniendo fuera de este las fosas nasales
al tiempo que se ejecuta el descenso mandibular con retracción de la
lengua a manera de pistón, lo que crea una presión negativa en la cavidad bucal, por lo que el agua fluye hacia la boca por diferencia de presión (efecto de bomba aspiradora).
 Aspi r aci ó n: Característica prensil exclusiva del cerdo, es en realidad una
acción de beber al igual a la descrita anteriormente, pero en esta especie animal el hecho anatómico de poseer las comisuras labiales profundamente insertadas en la cara impide que para mantener las aperturas
nasales fuera del líquido pueda introducir toda la boca, por lo que cuando el animal bebe penetra a la cavidad bucal agua, pero además entra
aire, lo que hace se produzca un sonido típico de sorbo en esta especie.
 Acci ó n de l a me r : Propia de los carnívoros es la acción que emplea la
lengua como órgano prensil, de forma tal que la misma es introducida y
retirada rápidamente del líquido mediante movimientos secuentes continuos de protusión-retracción, facilitados por el reflejo de la masticación,
que permite el descenso de la mandíbula en respuesta a la extensión o
protusión de la lengua (reflejo linguomandibular); tanto el perro como el
gato utilizan la punta de la lengua colocada en forma de cuchara, el gato
se auxilia de la presencia de numerosas papilas dispuestas en el dorso
de la lengua, en dirección aboral o faríngea, que contribuyen atrapando
gotas de agua que son introducidas en la cavidad bucal en forma reiterada e incrementan el volumen de prehensión.
 Succió n o acci ó n de mama r: Es la actividad ingestiva desarrollada por
todos los mamíferos recién nacidos (neonatos o lactantes). El flujo de
leche hacia la cavidad bucal de la cría se obtiene con la introducción en la
boca del pezón de la madre, al tiempo que el mismo es envuelto con la
lengua por un lado, el paladar duro y la arcada dentaria por el otro, mientras se produce e l descenso de la mandíbula, lo que crea una presión
negativa (vacío) en l a cavidad buca l en el extremo del pezón que en el
terne ro puede ser de unas 0,43 a tmósferas como val or medio; después ocurre una pausa e n la succión que se corresponde con la deglución de la leche por lo que la sucesión rítmica de estas dos fases entre
las que se intercalan breves pautas permite que la leche sea obtenida
169
de la madre. Durante el acto de succión los golpes de cabeza de algunos
recién nacidos sobre la mama de la madre, ej.: los terneros, estimulan la
excreción o bajada de la leche, al tiempo que aumentan la presión sobre
los sistemas conductores lácteos y propician un mejor avance de la leche hacia la cisterna, facilitando su ingestión por el neonato. En la
lactación de las crías politocas (perros, gatos, cerdos, etc.), este efecto
positivo es producido mediante la presión ejercida por las extremidades
delanteras de las crías al momento de lactar, que amasan las mamas y
facilita la succión.
MASTICACIÓN
El proceso masticatorio o efecto triturador del alimento en la cavidad bucal
se corresponde con la reducción en talla física del alimento ingerido. Es una
actividad refleja de tipo comportamental con control nervioso a nivel del
bulbo y subordinación cortical. La masticación se desencadena con la llegada del alimento a la boca y tiene como funciones fisiológicas la reducción
mecánica en talla física de las partículas del alimento y la mezcla de este
con la saliva, por lo que participa activamente en la preparación del bolo
alimentario para una correcta deglución. El efecto reductor en talla física de
las partículas alimentarias facilita la actividad digestiva para la formación
del quimo en las especies monogástricas y el proceso fermentativo pregástrico en los herbívoros poligástricos. El proceso masticatorio es desarrollado en forma bucal refleja-voluntaria en los mamíferos, mientras que en
las aves, la no presencia de dientes en la cavidad bucal, lo convierten en un
proceso exclusivamente reflejo (involuntario) que se ejecuta a nivel de la
molleja o molino gástrico con el auxilio de piedrecillas.
La masticación es una actividad refleja que puede ser modificada o detenida en cualquier momento por intervención de la corteza cerebral, por lo que
puede ser conceptuada como un acto reflejo sometido al control cortical.
Esta doble posibilidad permite que una vez iniciada no requiera o requiera
de poco control voluntario cortical para su desarrollo, es decir, los animales
mastican si ese es su deseo, pero una vez decidida la actividad, su accionar
es reflejo; en el humano el efecto cortical decide el desarrollo de masticaciones voluntarias sin alimentos en cavidad bucal (acción mimética) o un
proceso masticatorio completamente bajo el control cortical (consciente)
cuando, por ejemplo, se come pescado y debemos tener sumo cuidado con
las espinas. El denominado “centro masticatorio” localizado en un conjunto
neuronal bulbar controla la actividad trituradora sin necesidad de intervención
cortical, lo que permite al animal mantener, en todo momento, su relación con
170
el medio. La energía masticatoria no es constante, por lo que la fortaleza
del movimiento masticatorio depende de la resistencia que le oponga el
alimento al efecto triturador de los molares, es decir, los molares se constituyen en el área sensitiva, a partir de la cual se establece por el centro
bulba r la potencia o e nergía de mastica ción. Ante cualqui er agresión y
bajo co ntrol cortical todos los animales y en especial los carnívor os pueden abrir y ce rrar la boca, ejecutando la acción de morder como respuesta de fensiva. El tiempo de ma sticació n y el número de movimie ntos
mastica torios por bolo alimentario depende de la especie animal y de la
característica física del alimento ingerido.
Los movimientos masticatorios bucales se desarrollan debido a la interacción
de grupos musculares con el soporte óseo de la región (mandíbula-maxilar)
y los dientes u órganos trituradores. La musculatura esquelética se clasifica según la acción que ejecutan en el movimiento de descenso y ascenso
de la mandíbula, único hueso móvil de la cara, ya que el maxilar se encuentra soldado a los huesos del cráneo, por lo que se dividen en músculos
depresores (pterigoideo externo, digástrico, milohiodeo y genihiodeo) y músculos elevadores (masetero, temporal y pterigoi deo inte rno) cuyas acci one s coor dinada s permite n movi mientos al ter nantes de al eja mie nto y
aprox ima ció n de l a mandíbul a a l maxi lar en un efecto bote-rebote. El
músculo más importante, potente e indispensable para el desarrollo adecuado del proceso masticatorio es el masetero. (Ver Fig. 5.5.).
F i gu r a 5.5. Dirección de los movimientos masticatorios según la especie animal.
El descenso y ascenso rítmico de la mandíbula se explica por el efecto “boterebote”. En la acción de prehensión una porción del alimento es introducida
171
en la cavidad bucal como resultado de la inhibición refleja de los músculos
elevadores con estimulación de los depresores, por lo que la mandíbula
desciende y asciende con fuerte presión, produciéndose la “mordida” del
alimento y a partir de aquí se desarrolla la actividad masticatoria con la
misma base anatómica; una vez alcanzado un ángulo de descenso o caída
mandibular se invierte el proceso al deprimirse los depresores y estimularse los el evador es, por lo que la mandíbula asciende y así, en secuencia
alterna nte, se r epeti rá e l pro ceso de desce nso y ascenso mandibul ar,
desarrollándose la actividad masticatoria. La causa que determina el efecto
“bote” o descenso mandibular es el cierre de las superficies dentarias o presión de contacto y el estímulo de la presión del alimento contra la mucosa
bucal, mientras que el efecto “rebote” se produce como consecuencia de la
caída brusca de la mandíbula. En condiciones fisiológicas normales la boca
siempre está cerrada producto al “tono muscular elevador” que mantiene
semicon-traidos los músculos elevadores y relajados los depresores; de
manera que se establece un ángulo de cierre en donde las arcadas dentarias se encuentran próximas, pero no están en contacto y los labios están
unidos suavemente, por lo que la cavidad bucal y por lo tanto el sistema
digestivo están aislados del medio ambiente. Durante la masticación la apertura labial se mantiene cerrada por contracción de sus músculos, lo que
impide que el alimento pueda escapar o salir de la cavidad en sentido oral.
Los movimientos constantes de la lengua y carrillos, que a su vez generan
movimientos de áreas correspondientes al suelo de la boca y el paladar, en
forma coordinada con la acción masticatoria, mantienen el alimento entre
las superficies dentarias al tiempo que cooperan en la formación del bolo
alimentario de deglución. La energía de la contracción masticatoria es fuerte, lo que se ejemplifica al plantearse que el músculo masetero es, en condiciones de vida natural, el más potente de la economía animal. El empleo
de las estructuras bucales en el proceso masticatorio depende de la especie animal y de la naturaleza del alimento, por ejemplo en los omnívoros,
mientras que en el cerdo la lengua es empleada relativamente poco, en el
humano satisface en mayor grado el efecto removedor del alimento en las
áreas trituradoras (molares).
Los dientes, órganos accesorios del sistema digestivo, se constituyen en las
estructuras anatómicas responsables de la trituración o molinaje del alimento. Según su ubicación y forma se clasifican en: incisivos (cortan), caninos o colmillos (rasgan) y molares (trituran). Todos los mamíferos poseen
dos tipos de dentición, una de carácter temporal “de leche”, con la que múltiples especies nacen o brota en edade s temprana s y que pa ulatinamente
con la edad se pierde para ser sustituida por la dentición permanente que
172
es la definitiva, por lo que su pérdida o desgaste mecánico no permite su
reemplazo. En el perro, su dentadura potente, engranada y dilacerante presenta los caninos adaptados para desgarrar y arrancar, mientras que los
molares, puntiagudos, no garantizan una trituración efectiva, por lo que esta
especie prácticamente no mastica sino que ejecuta la prehensión, acomoda el alimento o fragmenta los huesos en la cavidad oral y deglute, después
de una masticación superficial. El caballo, herbívoro monogástrico, es un
ingestor de alimentos vegetales duros y bastos, por lo que presenta incisivos muy cortantes para la acción de mordida del material vegetal y molares
de gran potencia trituradora, al tener sus superficies anchas y ligeramente
planas, pero con crestas fuertes, lo que les asegura el desarrollo de una
masticación lenta, profunda, potente y cuidadosa que caracteriza a la especie y que necesitan al poseer un estómago pequeño de poca capacidad y
un proceso fermentativo primario de tipo postgástrico. Los rumiantes presentan molares bien formados y espaciados, de forma tal que solo pueden
masticar de un solo lado, es decir, tanto el bolo alimentario como el mericico
que inicia su masticación en la arcada derecha, completa toda su reducción física en el lado derecho, por lo que la lateralidad del movimiento
mandibular es la actividad típica de la especie. Tanto los caballos como los
rumiantes son capaces de producir movimientos de protusión (hacia delante) y de retropulsión (hacia atrás) gracias a la flexibilidad de la articulación
temporomaxilar. El conejo es una especie de masticación muy completa
como herbívoro monogástrico.
Por su forma de cincel con puntas y superficies en crestas de los molares,
en el equino se aconseja limar estas superficies puntiagudas internas y en
los extremos, con la finalidad de no ocasionar lesiones de la lengua y del
labio inferior, evitando que los animales mastiquen de una forma incorrecta
el alimento, lo que puede constituirse en una causa de cólico. En las especies omnívoras, como el cerdo y el humano, los incisivos son empleados
principalmente para morder los trozos de comida, al tiempo que los molares
se han adaptado a la masticación de alimentos poco fibrosos.
La dirección en que se desarrollan los movimientos masticatorios en una
especie animal depende de la relación anatómica que se establece entre la
mandíbula y el maxilar y por lo tanto de la capacidad de contacto de las
superficies dentarias. Al presentar una amplitud similar del sistema mandíbula-maxilar los carnívoros ejecutan movimientos masticatorios verticales
en la misma línea de descenso-ascenso, mientras que los rumiantes como
tienen la mandíbula más estrecha que el maxilar las superficies dentarias
no coincidan en el plano ver tical , de ahí que en esto s ani males la
masticación es de tipo lateral o de diducción. En el caballo, cerdo y huma-
173
no se desarrollan ambos tipos de movimientos (verticales y laterales) al
tiempo que los dos tipos de omnívoros mencionados pueden, además, producir movimientos de propulsión y retropropulsión.
La mayoría de los mamíferos mastican de un lado o del otro en varias secuencias alternas, por lo que el alimento estará solo en contacto con ambas hileras de molares, superior e inferior del mismo lado activo.
INSALIVACIÓN
La insalivación es el proceso fisiológico mediante el cual el alimento es
mezclado con la saliva para facilitar la masticación y su transformación en
bolo alimentario, al tiempo que es lubricado para su ulterior deglución. La
saliva es el producto de la secreción de las glándulas salivales, las cuales
son glándulas anexas al sistema digestivo.
Las glándulas salivales, en la mayoría de los mamíferos, se presentan como
órganos conglomerados, lobulados y pares que se clasifican en: parótidas
(justo por debajo del oído y por detrás de la rama vertical de la mandíbula),
submaxilares (en el espacio intramandibular), sublinguales (en la base de
la lengua) y en forma de numerosas y pequeñas glándulas mucilaginosas
en la mucosa de los carrillos y la lengua, conocidas como parietales o
bucales. La saliva, mezcla de la secreción de todas estas glándulas, contiene variedad de sustancias orgánicas e inorgánicas. El desarrollo de las glándulas salivales se relaciona directamente con la importancia del proceso
masticatorio, por lo que en los herbívoros son glándulas robustas, fuertes y
bien desarrolladas.
Histológicamente las glándulas salivales se describen como pequeños lóbulos, los acinis glandulares, formados por una luz central (túbulo) rodeada
de células secretoras piramidales. Los acinis drenan en tubos de pequeño
calibre (conductos intercalares) limitados por pequeñas células cuboides
rodeadas de algunas células mioepiteliales, que a su vez van confluyendo
en los conductos intralobulares, las cuales son de mayor calibre y finalmente se unen originando el sistema conductor extralobular que vierte la saliva
en la cavidad bucal. Según su característica física, la saliva puede ser clasificada en:
a) Ser o sa: Saliva muy líquida con presencia de proteínas, enzimas y ausencia de mucina. En la mayoría de las especies animales la secreción de
las glándulas parótidas es de tipo seroso, de baja densidad y osmolaridad,
contiene electrolitos, proteínas y algunas enzimas hidrolíticas.
174
b) Muco sa : Es una saliva densa que contiene mucina (glucoproteína) y se
elabora por las células mucosas. Se produce en las glándulas sublinguales de los roedores y en las glándulas parietales o bucales de todas
las demás especies.
c) Mi xta : Es un tipo de saliva de composición combinada (seromucosa) elaborada por células de tipo seromucosas. Se produce en las glándulas
submaxilares de algunas especies (ungulados, perro, gato, humanos),
en las sublinguales del caballo, cerdo, perro y gato y en las parótidas de
los cachorros.
La saliva es un Iíquido incoloro, inodoro e insípido, relativamente fluido,
más en el perro y menos en los herbívoros, de pH siempre alcalino en los
animales domésticos, con valores medios que fluctúan entre 7,2 en el perro
y 8,2 en el bovino, con un 99 % de su composición en agua (la secreción
corporal más rica en agua) y una densidad de 1,001 a 1,009. Es considerable la cantidad de saliva secretada en 24 horas; valores del orden de los
0,8 a 1,5 litros se describen en el humano, unos 15 litros en el cerdo, de 30
a 40 litros en el caballo y de 90 a 150 litros en los bovinos. El residuo seco de
la saliva está formado por e l eme ntos figur a do s, al observarse leucocitos,
microorganismos, células epiteliales de decamación, etc., co mp ue stos o rgánico s que representan el 70 % del residuo seco, entre los que se encuentran
proteínas, aminoácidos libres, lisozimas, enzimas e inmunoglobulinas del tipo
IgA, carbohidratos y glucoproteínasy co mp ue stos inor gá ni co s como cloruros,
fosfatos, bicarbonatos y yoduros de sodio, potasio, calcio, magnesio, etcétera.
La calidad y cantidad de saliva dependen del tipo de alimento, por lo que
mientras menos grado de hidratación tenga este, mayor será la producción
de saliva; además la frecuencia de alimentación y la composición química
del alimento influyen sobre el índice cuantitativo de descarga salival. En
sentido general, la producción de saliva se realiza de modo continuo, pero
var iable en vo lumen, siendo má xima durante la actividad i ngestora
(prehensión, masticación, deglución) que se desarrolla en la fase diurna,
preferentemente y mínima durante el período de sueño.
La saliva de algunas especies animales contiene una enzima amilolítica
llamada p ti al i na o a lfa- ami la sa sa li va l, por lo que su presencia no es una
característica universal; en bovinos y ovinos hay solo pequeñas concentraciones y carecen de ella los carnívoros como gato y perro; se describe su
presencia y mayor relativa importancia en los omnívoros, donde están incluidos los humanos. Esta enzima hidrolítica transforma el almidón en dextrina y finalmente produce maltosa (80 %) y maltotriosa (20 %), es una
enzima de acció n parcial o incomple ta en la digestión de los glúcidos, ya
que se forman disacáridos. La ptialina reacciona óptimamente con los
175
carbohidratos en un pH neutro (6,9) hasta ligeramente alcalino, pero el poco
tiempo de permanencia del alimento en la cavidad bucal y el pH ácido del
estómago hacen poco significativo su valor digestivo. La ausencia de mezclado en la región cardial gástrica (estómago proximal) puede considerarse
esencial para que esta alfa- amilasa pueda cumplir por mayor tiempo su
función digestiva de los almidones. (Ver Fig. 5.6.).
F igu ra 5.6. Secreción salival.
La saliva, como todas las secreciones digestivas, se forma a partir de la
sangre mediante un proceso complejo. La saliva secretada a nivel de los
acinis glandulares está compuesta por agua, Na+ , Cl – , CO3 H– , poco K+ ,
enzimas (de estar presentes) y mucus, por lo que la saliva primarla es
isotónica en relación con el plasma sanguíneo. A su paso por el sistema
conductor se producen importantes modificaciones en la composición
electrolítica de esta saliva primaria por efecto de las células tubulares que
reabsorben de forma activa Na+ con secreción de K+ (de manera similar a lo
que acontece en el sistema tubular distal de las nefronas) y Cl– con secreción de aniones bicarbonatos (CO3 H– ), lo que produce un cambio cualitativo
en su constitución. Producto de la actividad de las células del sistema conductor la saliva definitiva es hipotónica con valores osmóticos de solo 2/3
al del plasma.
De incrementarse la secreción salival aumentan las concentraciones de
Na+ y Cl – en la saliva definitiva, reduciéndose la concentración de K + y el pH
176
de la misma, ya que estaría disminuido el tiempo disponible para el intercambio de los iones mencionados por las células tubulares.
Los papeles fisiológicos de la saliva son múltiples:
1. Diluye las sustancias sápidas del alimento para impresionar los receptores nerviosos gustativos (sentido del gusto).
2. Humedece el alimento, ablandándolo, por lo que facilita la masticación
para su trasformación en una pasta húmeda (bolo alimentario).
3. Aglutina las partículas del alimento al tiempo que las rodea de una
cubierta resbaladiza que facilita la deglución.
4. Enjuague continuo de la cavidad bucal eliminando restos de alimentos
y manteniendo el pH bucal dentro de los límites que exige la higiene y
salud de esta área.
5. En el hombre humedece los labios y partes blandas de la boca, facilitando el proceso de articulación de la palabra.
6. Participa en el control del equilibrio hídrico y electrolítico, ya que ante
una deshidratación corporal la disminución de su producción produce
la sensación de resequedad bucofaríngea que se constituye en el estímulo más potente para beber agua.
7. Es un vehículo eliminador de fármacos (yoduro, bromuros, etc.) y de
microorganismos (virus de la rabia). Asimismo, la saliva contribuye a la
expulsión de la boca de partículas extrañas que pueden alcanzar, por
diversas causas, la cavidad bucal.
8. Actúa como solución buferante o tamponante por su alto contenido de
bicarbonatos y fosfatos para el control del pH gástrico.
9. En los rumiantes la saliva cumple múltiples e importantes funciones
relacionadas con la actividad de los microorganismos y de las condiciones ecológicas del saco retículo-ruminal: p ap el tamp onante neutralizador de los ácidos producidos en el proceso fermentativo de la celulosa
por los microorganismos ruminales, gracias a su elevada concentración de bicarbonatos (pH 8,2), p ap e l antie spuma nte por su capacidad
detergente o reductora de la tensión superficial, debido a la concentración de iones fosfatos y se constituye en la vía de cierre del ci cl o de l a
ur e a al cumplir el papel suministrador de este compuesto nitrogenado
no proteico (NNP) procedente del plasma sanguíneo para la síntesis de
proteína microbiana.
10. En los animales domésticos es conocida la presencia de una enzima
idéntica a las del grupo de las estearasas pregástricas, la lipasa salival,
que actúa sobre los triglicéridos con grupos butiratos, liberando ácido
butírico como producto único final. En el animal lactante es donde mayor valor tiene para la digestión de la grasa de la leche.
177
11. En los animales que poseen tialina y en las personas se inicia la hidrólisis
de los carbohidratos. Poseen tialina el conejo, cobayo, cerdo y rata,
mientras que está ausente o casi no aparece en la saliva del perro,
gato, rumiantes y aves (exceptuando al ganso). En el caso del bovino se
describe la presencia de una amilasa en la secreción de las glándulas
buconasales del morro que alcanza la cavidad bucal por “efecto de
barrido” de la lengua.
12. Presenta actividad bactericida al contener inmunoglobulina A (IgA),
lisozimas y rodanitiones que si bien es cierto son poco eficientes, debido a que en la boca normalmente existe una población bacteriana grande
y cambiante, sin embargo, la presencia de estas sustancias bactericidas
en la saliva ayuda a mantener esta población en un nivel aceptable y
evitar enfermedades infecciosas de la cavidad bucal. La interacción
IgA-lisozimas es capaz de inactivar virus.
13. En el perro y el gato desempeña un papel destacado en el proceso de la
termorregulación para la disipación del calor (enfriamiento evaporativo
cutáneo).
14. Desarrolla efecto protector de la mucosa bucal, faríngea y esofágica al
paso del bolo emético ácido, gracias a la acción combinada de sus
componentes bicarbonato y mucus.
15. Las glándulas salivales también actúan como órganos endocrinos, elabo ra ndo ho rmona s con apar ente funci ón en la di fe rencia ci ón
embriológica del tejido nervioso, con mayor efecto sobre el sistema nervioso vegetativo (fa ctor de cr ecimi ento de l ner vi o), en la diferenciación
del tejido mesenquimatoso que influye en la diferenciación celular de
huesos, músculos, etc., (fa cto r de dife r enci a ci ó n me se nqui ma l ) y
estimulación del tejido epidérmico con influencia en la erupción de los
dientes y en la apertura de los párpados en el recién nacido (facto r de
cre ci mi e nto epi dér mi co ); además se plantea que estos factores pueden ser importantes en el mantenimiento de la diferenciación de dichos
tejidos en el animal adulto. Otros componentes de la función endocrina
salival son la sustancia insulínica, el factor transformador de linfocitos
(FTL) y los factores de letalidad. Por sus papeles fisiológicos, la saliva
aplicada por los animales cuando se pasan la lengua por las heridas
cutáneas, al tiempo que ejecutan acción de limpieza y eliminación de
suciedades, se aplican en el área de lesión inmunoglobulinas y otras
sustancias bactericidas y el factor de crecimiento epidérmico que estimula la restauración de la piel.
No existen evidencias que permitan suponer la producción espontánea de
saliva por las principales glándulas salivales en el hombre y el perro, tal
178
como acontece con las parótidas de los rumiantes; no obstante todo parece
indicar que las glándulas parietales o bucales pueden secretar pequeñas
cantidades de saliva en forma espontánea y continua. Entre las causa s de
l a se cr e ci ó n sa l i va l son fundamentales los reflejos condicionados e
incondicionados, en donde los primeros se desencadenan a partir de estímulos visuales, olfatorios o auditivos, mientras que los segundos están dados por la acción de estímulos químicos, mecánicos y térmicos, actuando
sobre receptores específicos bucales. Mientras más grato sea el alimento
mayor será la descarga de saliva, ahora bien, se ha comprobado que no
todas las especies reaccionan igual a los diferentes estímulos y así vemos
que los estímulos condicionados tienen mayor potencia en los carnívoros y
omnívoros que en los herbívoros y en estos últimos es más importante el
estímulo incondicionado mecánico que el químico, por lo que en el caballo
y el rumiante apenas aumenta la secreción salival cuando se le aplican
soluciones ácidas en la cavidad bucal. (Ver Fig. 5.7.).
F i gu r a 5.7. Causas de lasecreción salival.
La producción y descarga de saliva se establece en tres etapas secuentes:
1. Estí mul o s co ndici o na do s que desencadenan la descarga de saliva a
partir de estímulos visuales, olfatorios y auditivos sin necesidad de que
el alimento esté en contacto con la cavidad bucal; se producen según los
reflejos condicionados de Pavlov (1910) y están dados por la experiencia de vida del animal, en particular, ante el alimento apetecible.
179
2. Estí mulo s inco ndicio na do s buca le s que actuando sobre los receptores
nerviosos químicos (gusto), mecánicos y térmicos determinan la descarga de saliva; en esta etapa el alimento se encuentra en la cavidad bucal.
3. Estímulo s i nco ndi cionado s postbucale s fundamentalmente del tipo mecánico por el efecto de distensión del esófago terminal al paso del
bolo de deglución (reflejo esofágico-salival) y distensión del estómago
durante la repleción ingestora (reflejo gastro-salival).
El control de la producción salival corre a cargo de la inervación vegetativa
subordinada a un grupo neuronal a nivel bulbar que conforma el conocido
centro salival (CS), el cual se localiza en la formación reticular del segmento
bulbar entre el núcleo de Deiters y el núcleo de origen del séptimo par craneal, facial, en estrecha relación con los centros respiratorio y del vómito. El
centro salival produce respuestas reflejas largas, rápidas, y directas a estímulos bucales y recibe fibras corticales para la producción de la saliva síquica
o condicionada. La parte anterior del CS controla la secreción de todas las
glándulas salivales excepto de la parótida, la que se somete al control de la
parte posterior o caudal del centro salival.
La estimulación de la inervación parasimpátlca (procede del ganglio ótico y
lingual) produce una saliva abundante y fluida con alto contenido enzimático,
mientras que la estimulación simpática (procede del ganglio cervical anterior) determina la elaboración de una saliva escasa, densa y mucoide. Este
efecto, en principio antagonista, en realidad no lo es, ya que estos sistemas
no tienen el mismo órgano efector; el parasimpático actúa directamente
sobre las células de los acinis glandulares, mientras que el simpático lo hace
sobre el sistema vascular de la glándula, provocando una vasoconstricción
que disminuye el aporte de sangre al área de producción salival.
Al analizar el orden cronológico de la producción salival vemos que sus causas se ordenan lógicamente, primero mediante los reflejos condicionados
(preparación de la cavidad bucal para la llegada del alimento), segundo por
la acción directa del alimento en la cavidad bucal y tercero por estimulación
del esófago terminal y del estómago como forma de reforzar el inicio del
proceso digestivo.
DEGLUCIÓN
La deglución es el proceso fisiológico mediante el cual los alimentos son
conducidos desde la cavidad bucal a través de la faringe y el esófago hasta la
cavidad gástrica. Es un proceso complejo en el que intervienen órganos de
las estructuras mencionadas y el sistema respiratorio en forma coordinada y
bajo la dirección de un grupo neuronal denominado “centro de la deglución”,
180
localizado a nivel del bulbo, sometido al control cortical, es decir, los animales
degluten si así lo desean, sino, expulsan al exterior el contenido bucal.
En su transporte por el esófago, el bolo de deglución ve facilitada su conducción por la secreción mucosa de las glándulas esofágicas que se localizan en su mucosa y lubrican este segmento del tubo digestivo unido al papel
de la saliva. Es interesante destacar que histológicamente el sistema glandular esofágico no es uniforme, la mayor parte del esófago presenta glándulas mucosas simples, pero en su extremo inferior, cerca del esfínter
esofágico-caudal (cardias) las glándulas son compuestas, lo que incrementa
la producción del mucus esofágico como efecto protector contra la acción
del jugo gástrico que en determinados momentos puede refluir hacia el
esófago terminal.
El bolo de deglución es la resultante del proceso de masticación o trituración del alimento y su mezcla con la saliva, aunque también puede ser líquido cuando se deglute saliva o se ingiere agua, leche u otro tipo de alimento
o medicamentos orales.
El proceso de la deglución, que a los efectos fisiológicos es un proceso único, continuo y secuente, por conveniencia, para su estudio se divide en tres
tiempos: bucal (período de tiempo en que el bolo pasa de la cavidad bucal a
la faringe), faríngeo (período de tiempo en que el bolo transita a través de la
faringe hacia el esófago) y esofágico (período de tiempo en que el bolo es
conducido a lo largo del esófago hasta alcanzar el estómago). El tiempo
bucal es voluntario, mientras que los tiempos faríngeos y esofágicos se conceptúan como involuntarios. No obstante, el paso del bolo por el tiempo
faríngeo puede ser interrumpido cuando se percibe algo “no normal” en el
contenido del bolo de deglución, produciéndose la expulsión brusca en forma retrógrada al exterior.
a) Tiempo bucal.
El bolo de deglución se sitúa en el dorso de la lengua, colocándose en posición favorable y entonces con la boca cerrada se va forzando su traslado
hacia la porción caudal de la lengua por contacto anteroposterior de esta
sobre el paladar duro; en este momento se detiene la masticación y la base
de la lengua se proyecta bruscamente hacia atrás y arriba, impulsando al
bolo a que franqué el istmo de las fauces al tiempo que se establece un
movimiento de elevación de la laringe y del aparato hioideo y un paro temporal de la respiración.
b) Tiempo faríngeo.
Se desarrolla al contacto del bolo de deglución con la mucosa faríngea, al
tiempo que se observa el paro temporal de la respiración debido a los pro-
181
cesos que acontecen. La base de la lengua es mantenida en posición caudal con proyección ventral, al tiempo que se eleva el velo del paladar
oclusionando las coanas u orificios nasales, la laringe se aplica contra la
base de la lengua, con cierre de la glotis por contracción de los músculos
vocale s y tiroari tenohideo, se ocluyen l as entradas de los conductos
faringotimpánicos (trompa de Eustaquio) que conectan al oído medio y faringe por los músculos específicos y la faringe se eleva acortando su longitud, pero incrementando sus diámetros transversal y sagital, al tiempo que
arrastra en acercamiento al esófago proximal para finalmente generarse
una onda contráctil peristáltica de la musculatura faríngea, desde la parte
anterior hacia la parte posterior, que propulsa el tránsito del bolo auxiliada
por la relajación del esófago anterior con efecto de aspiración. Cuando finaliza este tiempo quedan liberadas las vías r espiratorias. La pre sión
bucofaríngea es la fuerza más importante en la deglución de líquidos. En
este tiempo la relajación del músculo cricofaríngeo proyecta la laringe hacia
adelante, produciendo, de forma pasiva, la apertura del esfínter esofágico
craneal (EEC) al ser tirado pasivamente dada la unión del esófago proximal
con la laringe, por lo que se facilita la recepción del bolo de deglución. El
desarrollo secuente de los tiempos bucal y faríngeo forman una cámara completamente cerrada que propulsa al bolo de deglución a través del EEC que
inmediatamente se cierra de nuevo, debido a su alta tonicidad en reposo,
por lo que, en principio, siempre está cerrado. (Ver Fig. 5.8.).
F i gu r a 5.8. Tiempo faríngeo de la deglución.
182
c) Tiempo esofágico.
Este tiempo en la mayoría de las veces se ve favorecido por la gravedad,
pero siempre se desarrolla gracias a la musculatura bucal y al peristaltismo
esofágico. La musculatura esofágica en un gran número de especies animales (perro, bovino, ovino) está formada por fibras musculares estriadas a
todo lo largo del órgano (fibras longitudinales y circulares), pero en algunas
especies (cerdo, caballo, gato y primales) partes variables del esófago terminal presentan fibras musculares lisas. En el humano, solamente el tercio
superior está constituido por fibras musculares estriadas, mientras que en
las aves todo el esófago es de musculatura lisa. En condiciones fisiológicas
de no deglución, el cuerpo del esófago se encuentra relajado, presentando
sus esfínteres craneal (faríngeo) y caudal (cardias) contraídos. La contracción de los esfínteres esofágicos es importante, ya que como una gran parte del esófago atraviesa la cavidad torácica, se encuentra sometido a las
diferencias de presión que acontecen en esta durante la respiración. En el
momento de la inspiración y producto del descenso de la presión intratorácica
las paredes del esófago se distienden aumentando su diámetro, por lo que
se crea una presi ón de succión, pero al estar cerr ados sus extremos
esfinterianos no puede entrar aire por el craneal (faríngeo) ni contenido
gástrico de reflujo por el caudal (cardias).
La capa submucosa esofágica proyecta la superficie del epitelio (mucosa)
en pliegues, de forma tal que cuando el esófago está relajado, sin actividad
de tránsito, estos pliegues se encuentran en estrecha aposición obliterando
la luz, pero cuando por él transita un bolo de deglución, entonces la actividad motora “aplasta” estos pliegues, por lo que el lumen se hace liso en
forma de tubo de paredes uniformes y lubricado.
En el tiempo esofágico el bolo de deglución es transportado activamente
por razón de ondas contráctiles peristálticas. El peristaltismo es un proceso
motor presente en aquellos conductos cuya pared es un sincitio funcional
de fibras lisas, que se caracterizan por la aparición de una contracción que
se mueve en dirección distal como una onda, de modo que se contrae el
segmento adyacente, relajándose el contraído y así sucesivamente. La
peristalsis consiste, por lo tanto, en un anillo de constricción luminal con
movimiento precedido de una zona de dilatación luminal. La constricción es
responsabilidad de las fibras circulares, mientras que la dilatación se debe
a las fibras longitudinales. Las ondas peristálticas esofágicas pueden ser
primarias y secundarias. Las contracciones peristálticas primarias son la
continuación de la peristáltica faríngea y están asociadas al transporte del
bolo de deglución a lo largo del esófago, mientras que las contracciones
peristálticas secundarias se originan localmente por estímulos sobre la
183
mucosa de restos del bolo de deglución, presentando un efecto de limpieza. En la zona del esófago terminal se describen las contracciones terciarias, locales y no peristálticas, cuya función es desconocida aunque parecen
estar relacionadas con el efecto de impedir el reflujo gástrico.
La llegada de la onda peristáltica primaria al esófago terminal determina la
apertura del esfínter esofágico caudal (cardias) al tiempo que genera una
relajación refleja del estómago anterior e incluso del duodeno proximal, por
lo que descienden las presiones intragástrica y duodenal, lo que favorece la
recepción del bolo de deglución por el estómago.
El contr ol ne rvio so de la degluci ón mediante su reflejo respectivo, se desencadena por impresiones originadas en las denominadas zonas reflexógenas que se localizan principalmente en la base de la lengua, el velo del
paladar, la mucosa faríngea y la epiglotis; de estas zonas reflexógenas parten fibras centrípetas (nervios craneales glosofaríngeo, vago e hipogloso)
que transmiten los impulsos hasta el centro de la deglución, localizado en
la formación reticular bulbar en las proximidades de los centros respiratorios, cardiovascular y emético y los núcleos de origen del X par o vago. Una
vez elaborada y coordinada la respuesta se transmite por las vías centrífugas o eferentes (glosofaríngeo, trigémino y vago) a la musculatura efectora
que interviene en este proceso fisiológico. La anestesia local de las zonas
reflexógenas hace momentáneamente imposible la deglución.
El centro de la deglución en sentido general actúa como área coordinadora,
ya que mediante un sistema interneurónico asegura el envío de impulsos
necesarios a diferentes centros o áreas especializadas cuyo funcionamiento aseguran el buen desenvolvimiento del proceso al producirse un paro
respiratorio y un ligero aumento de la frecuencia cardíaca.
Desde el punto de vista motor el único tiempo voluntario es el bucal, ya que
el animal inicia la deglución si lo desea y una vez producido el tiempo bucal
se continúan involuntariamente los tiempos faríngeo y esofágico, ahora bien,
sobre la posibilidad de detener la deglución por intervención de la voluntad
esto se puede lograr tanto en el tiempo bucal como en el faríngeo, pero en
el tiempo esofágico es total y absolutamente imposible.
La inervación esofágica es de tipo extrínseco (sistema nervioso vegetativo)
y de tipo intrínseco (plexos nerviosos). La acción del sistema nervioso
vegetativo se corresponde con la inervación parasimpática vagal con efecto
excitomotor y responsable del peristaltismo y por la inervación simpática
procedente de la cadena ganglionar simpática cérvico-dorsal con efecto inhibomotor (relajación del esófago), mientras que fibras motoras somáticas inervan
la musculatura estriada. El papel de la inervación intrínseca se corresponde
184
con la acción del plexo mientérico (Auerbach) que es un plexo nervioso
intramural, situado entre las capas musculares estriada o esquelética con
función sensorial y coordinadora de los movimientos.
La actividad contráctil peristáltica es responsabilidad del nervio vago, al
extremo que la sección de estos nervios produce una parálisis muscular
esofágica y solamente se observará una ligera recuperación de la misma
en la parte esofágica que posee fibras musculares lisas, debido a la entrada en acción de los plexos de Auerbach, mientras que las zonas de fibras
musculares estriadas permanecen paralizadas. El comportamiento de activación de las fibras musculares se diferencia según el tipo. Las fibras
longitudinales se contraen, mientras dura el estímulo (respuesta-on), pero
las fibras circulares responden, tras un pequeño y corto aumento inicial de
presión, con la contracción propiamente dicha solo después que finalice el
estímulo (respuesta-off). Se describe un gradiente de latencia entre el esófago anterior y el posterior en donde las áreas distales se contraen después
de las proximales en el sentido oral-aboral.
En el esófago se establecen ondas antiperistálticas, es decir, contrarias a
las producidas durante la deglución y por lo tanto originadas a partir del
esfínter esofágico caudal en dirección oral; estas ondas antiperistálticas
están asociadas al vómito (excepto el caballo) y la eructación en todas las
especi es (excepto en los he rbívoro s mo nogástr icos) y a l a fase de
regurgitación durante el acto fisiológico de la rumia en los rumiantes.
Para deglutir es importante mantener la boca cerrada, ya que con la boca
abierta se dificulta mucho y hasta se hace prácticamente imposible. Este
hecho es perfectamente demostrable en el humano cuando está sometido
a tratamiento en el dentista.
ESFÍNTER ESOFÁG ICO CAUDAL O CARD IAS
Localizado en el punto de unión del esófago con el estómago, se forma
producto del engrosamiento de las fibras circulares lisas en este punto de
contacto y aunque en algunas especies de animales no es posible su disección anatómica, en otras como el caballo es muy potente. El cardias se
caracteriza porque posee un tono muscular constante que lo mantiene contraído (cerrado) y solamente se abre con la Ilegada de ondas peristálticas
esofágicas de deglución, permitiendo el paso del bolo en tránsito hacia el
estómago, al tiempo que impide con su presencia y actividad el reflujo del
contenido gástrico al esófago terminal. Durante la deglución de líquidos se
plantea que el esfínter esofágico caudal se mantiene abierto, mientras que
en la deglución de sólidos se abre intermitentemente en coordinación con
185
el tránsito oral-aboral. Durante la ingestión de agua en el caballo, su potente EECaudal es capaz de retener cierto volumen que se acumula en el esófago distal y que en un momento dado se descarga en su totalidad hacia el
estómago.
La acción esfinteriana del cardias, al permitir el tránsito progresivo del bolo
alimentario, se corresponde con las presiones que se necesitan para su
apertura a ambos lados y así tenemos que del lado esofágico se abre con
una presión aproximada a la ejercida por una columna de agua de 7 cm de
altura, mientras que por el lado gástrico se necesita una presión cinco veces superior, de ahí que sea, por ejemplo, tan fácil deglutir y tan difícil vomitar. Sobrepasar la presión del lado gástrico depende de la especie animal;
en el caballo la regurgitación del contenido gástrico al esófago es muy difícil
y siempre se acompaña con ruptura de fibras esfinterianas, mientras que
en los rumiantes, durante la rumia, es sumamente fácil.
La i nervaci ón del EECauda l se cor responde con e l siste ma nervioso
vegetativo; el vago lo inhibe o relaja (para permitir el paso del bolo de deglución), mientras que las fibras simpáticas lo excitan o contraen. La energía
de contracción del esfínter esofágico caudal se incrementa ante un pH
alcalino en el estómago o una comida rica en proteínas, sin embargo, otros
componentes de la dieta como las grasas o sustancias ingeridas por las
personas como la menta, el alcohol y la nicotina, la disminuyen.
LA D IGESTIÓN GÁSTRICA EN EL E STÓMAG O MONO CAVITARIO,
SU P APEL DIGESTIVO Y ACTIVIDAD MO TORA
El alimento, a medida que va llegando al estómago por el proceso de la
deglución, se va almacenando en este órgano en donde permanece por
cierto tiempo (según la especie) para ir avanzando hacia el intestino de
forma controlada y gradual. En el estómago se elabora el jugo gástrico que
se mezcla paulatinamente con el bolo alimentario para iniciar la digestión
del mismo y transformarlo en una papilla fluida que recibe el nombre de
quimo. Tanto la mezcla del jugo gástrico con el alimento como la evacuación del estómago por el quimo son responsabilidades de la actividad contráctil del órgano. Alteraciones, por diferentes causas, del proceso digestivo
gástrico desencadenan un mecanismo defensivo que permite expulsar al
exterior (vía esofágico-bucal) el contenido gástrico; este proceso que se denomina vómito o émesis puede estar dado, además, por diferentes causas.
En los animales monogástricos, el estómago es un ensanchamiento del
tubo digestivo en forma de saco que se encuentra limitado cranealmente
por el cardias (EECaudal) y caudalmente por el píloro. La pared gástrica
186
está constituida por cuatro capas: serosa, muscular, submucosa y mucosa.
La mucosa o pared interna se encuentra totalmente tapizada por glándulas
que reciben el nombre de acuerdo con la región donde se localicen, por lo
que las mismas pueden ser de tres tipos: cardiales, fúndicas y pilóricas.
En la mayoría de los animales, la mucosa cardial forma una banda estrecha
alrededor del esfínter esofágico caudal, pero en el cerdo la mucosa cardial
cubre una parte importante del estómago proximal. En el caballo y la rata se
describe un área en el estómago proximal cubierta por un epitelio escamoso estratificado no glandular y visiblemente diferente al área glandular. Esta
área no glandular, unida a la poca actividad motora de mezcla del estómago proximal, permite una cierta actividad fermentativa al proteger a los
microorganismos del efecto bactericida de la acidez del jugo gástrico,
Las glándulas de la mucosa gástrica se localizan en profundidad y vierten
su secreción mediante sus conductos distribuidos sobre los pliegues de la
mucosa e n for ma de peque ñas a berturas o poro s secr etore s (fo sas
gástricas). En la base de cada fosa se encuentra un estrechamiento o istmo, el cual continúa hacia adentro, hacia la apertura de una o más glándulas gástricas. La secreción mixta de todas las glándulas constituye el jugo
gástrico, aunque la secreción de las glándulas cardiales y pilóricas es de
tipo mucoide y de reacción alcalina, mientras que le corresponde a las glándulas fúndicas la elaboración del componente inorgánico fundamental, el
ácido clorhídrico y de los componentes orgánicos enzimáticos. La distribución de las diferentes áreas glandulares depende de la especie animal, planteándose que en carnívoros el área glandular fúndica es muy extensa,
mientras que en herbívoros, como el caballo, es estrecha; el área glandular
cardial del cerdo está bastante desarrollada.
Las glándulas cardiales se caracterizan por ser muy ramificadas e histológicamente son glándulas tubulares conformadas por dos tipos de células:
células mucosas que producen una secreción mucoide de reacción alcalina
y células argentófilas que elaboran serotonina, una hormona con efecto
sobre la actividad motora-secretora gástrica. Las glándulas cardiales segregan además otra hormona, la gastrina, que tiene acción local estimulante
de la producción y secreción del jugo gástrico, es decir, es una hormona con
acción excito-secretora.
Las glándulas pilóricas son cortas y presentan, desde el punto de vista
histológico, abundantes células mucosas. Al igual que las glándulas cardiales
se encuentran formadas por dos tipos de células: mucosas que elaboran
una secreción mucoide de reacción alcalina y también producen gastrina
aunque existen ciertas evidencias de que en el perro elaboran pepsinógeno
187
(forma celul ar inactiva de la pepsina, fermento proteolítico) y células
argentófilas que contienen gránulos citoplasmáticos que indican la secreción de productos endocrinos, que aunque se desconocen cuales son, se
especula sean la gastrina o la serotonina. (Ver Fig. 5.9.).
F i gu r a 5.9. Mucosagástrica.
Las glándulas fúndicas que se presentan como glándulas menos ramificadas
poseen histológicamente una constitución más compleja al describirse tres
tipos de células componentes: cél ul as pr incipal es, pépticas o adelomorfas
que presentan una gran cantidad de gránulos citoplasmáticos, finos y
refringentes, las cuales contienen las enzimas proteolíticas del jugo gástrico
(abundantes en el citoplasma celular del estómago en ayuno y marcadamente reducidas después de producirse la descarga del jugo gástrico) y
localización predominantemente en la base de las glándulas con disposición
en estratos continuos; cél ula s pa ri e ta l es, bordeantes o delomorfas que se
hallan dispersas por fuera de las células principales y por lo tanto no forman
estratos continuos, se caracterizan por tener gránulos eosinófilos que no
disminuyen en número después de la descarga de jugo gástrico y por
presentar un sistema de canalículos intracitoplasmáticos creados por una
modificación del sistema retículo endoplasmático; en estas células se
elabora el ácido clorhí drico y gran cantida d del agua, compone ntes
inorgánicos del jugo gástrico, y las productoras de mucus denominadas
células accesorias, con localización en el cuello y en la zona superficial de
la glándula, este mucus es más denso.
188
Las células mucosas del cuello, además de su superficie secretora, parece
que se comportan como células madres o progenitoras para la mucosa
gástrica, ya que son las únicas células del tapizado estomacal que tienen
capacidad de dividirse. A medida que se ejecuta la división celular, migran
hacia abajo, al interior de la glándula o hacia arriba hacia las fosas y hacia
la superficie epitelial, al tiempo que se diferencian en cualquiera de los
tipos de células maduras presentes en las glándulas fúndicas y en la mucosa gástrica, por lo que se clasifican como tejido germinativo de amplia capacidad mitótica.
La compleja constitución histológica de la mucosa gástrica muestra la influencia del estómago en el proceso general de digestión y absorción. La
capa muscular gástrica se estructura en tres bandas musculares, externa
de fibras longitudinales, media de fibras circulares e interna de fibras oblicuas. La musculatura gástrica se caracteriza por ser delgada en la región
fúndica-cuerpo (movimientos de mezcla) y gruesa en la región pilórica (evacuación gástrica).
El j ugo gástr ico es el producto resultante de la actividad glandular de toda
la mucosa gástrica. Es un líquido transparente, incoloro, casi isotónico, de
reacción ácida (pH de 1 a 3) y peso específico que varía entre 1,002 y 1,006.
Según su frecuencia de secreción puede ser muy ácido y fluido a alta frecuencia de secreción o poco ácido y espeso durante el ayuno. El análisis del
pH del jugo gástrico muestra que alcanza el mayor valor de acidez a la hora
de haberse ingerido el alimento (carnívoros y omnívoros), recuperando su
nivel de reposo a las 2-3 horas después de iniciado el proceso digestivo. El
volumen de producción depende de la especie animal, en el perro puede
obtenerse hasta 1 litro en 3 horas y su descarga es intermitente, mientras
que en el caballo se alcanzan valores de hasta 30 litros por día, siendo su
descarga continua al igual que en el cerdo. En las personas el estómago
segrega diariamente entre 1 y 3 litros de jugo gástrico. En las especies de
animales con períodos digestivos específicos (carnívoros fundamentalmente) las glándulas gástricas no permanecen en inactividad durante el tiempo
postprandial sino que segregan un jugo gástrico activo, pero pobre en HCl.
El jugo gástrico se conserva bastante tiempo sin sufrir putrefacción por su
reacción ácida y sus propiedades se corresponden con sus componentes
que son: orgánicos (pepsinas, mucina, lipasa, renina y factor intrínseco) e
inorgánicos (agua, HCI, Na+ , k + , Cl - y HCO3 - ).
a) Componentes orgánicos
Pe psina s: Hasta hace poco tiempo era usual definirla como un compuesto
simple, pero hoy en día se conoce que representa una familia de al menos
189
ocho enzimas proteolíticas secretadas en forma inactiva (pepsinógenos) se
activan en la luz gástrica por acción del HCI y por proceso autocatalítico, ya
que las pepsinas previamente activadas actúan sobre moléculas de pepsinógenos. Los primeros cinco pepsinógenos de emigración rápida conforman el grupo I y se secretan solo en las glándulas fúndicas, mientras que el
resto de los pepsinógenos forman el grupo II y son elaborados en otras
glándulas. La familia de las pepsinas está presente en el estómago de todos los vertebrados e inician la digestión proteica con hidrólisis parcial hasta péptidos, es decir, escinde la molécula proteica en cadenas cortas, pero
no producen la digestión completa a aminoácidos. Las pepsinas se clasifican como endopeptidasas que rompen los enlaces peptídicos de las moléculas proteicas. (Ver Fig. 5.10.).
F i gu r a 5.10. Activación de las pepsinas.
El pH óptimo de acción de las pepsinas se sitúa entre 1,5 y 2,5, aunque en
cierta forma varía con el sustrato. Mientras que los pepsinógenos son bastante estables a pH neutro o ligeramente alcalino, las pepsinas se desnaturalizan en pH neutro o alcalino (es irreversible esta reacción). A pesar de
que las pepsinas son capaces de hidrolizar las uniones pépticas de muchas
prote ínas tienen como e xcepciones importantes mucina, protaminas,
queratina y ovomucoide. Los pepsinógenos pueden ser dosificados en el
plasma y en la orina, denominándose uropepsinógenos. El nivel de dosificación se corresponde con la frecuencia de secreción del jugo gástrico; aparentemente tienen el mismo origen (células principales), ya que desaparecen
190
en sangre después de efectuada la gastrectomía. Los pepsinógenos, al igual
que todas las enzimas digestivas proteolíticas se sintetizan y almacenan
como gránulos intracitoplasmáticos en su correspondiente forma inactiva,
debido a que de activarse en las células secretoras podrían digerir o destruir a las mismás.
R e ni na : Conocida también como quimosina o fermento lab es elaborada
por las células principales de las glándulas fúndicas de los animales lactantes
(recién nacidos) y en especial en el abomasum o estómago verdadero del
ternero. Este componente orgánico en realidad no es una enzima por cuanto no produce reducción en talla química de la proteína sino que tiene una
enzima coaguladora de la leche, por lo que se emplea comercialmente para
cuajar la leche en el proceso de fabricación del queso. La renina se secreta
en forma inactiva (prorenina), correspondiéndole al HCI ser el elemento
activador. El pH óptimo de acción para esta enzima es amplio, oscilando
entre 4 y 6. (Ver Fig. 5.11.).
F igu r a 5.11. Formación delcuajo.
La renina actúa sobre el caseinógeno (fosfoproteína presente en la leche
como caseinogenato de calcio), convirtiéndolo en caseína (proteína) que
forma una sal insoluble al unirse al calcio (caseinato de calcio) de manera
que se produce la coagulación de la leche en el estómago; la posterior retracción del coágulo libera un fluido claro conocido como suero, mientras que
191
atrapada en el coágulo queda la grasa de la leche que contiene alta proporción de ácidos grasos de cadena corta como el ácido butírico. Este proceso
de coagulación de la leche por la renina desempeña un papel importante
en la actividad digestiva del recién nacido, ya que al coagularla la transforma del estado físico líquido al sólido, retardando el vaciamiento gástrico, al
permitir un tránsito óptimo hacia el intestino con el consiguiente incremento en la eficiencia digestiva de la proteína y grasa en el recién nacido. Esta
importante actividad gástrica regula el tránsito de los componentes lácteos
hacia el duodeno, ya que con el suero de ecuación rápida avanzan agua,
minerales, vitaminas y glúcidos (lactosa) para seguidamente y con lentitud
transitar las proteínas y grasas que requieren un mayor trabajo enzimático
hidrolítico.
El tránsito del suero en las primeras 24 horas de vida hacia el intestino
delgado garantiza el paso de las inmunoglobulinas para su absorción intestinal y con ello coopera en la inmunidad pasiva, de gran importancia en los
animales calostro-dependientes como los rumiantes.
Li pa sa gá str ica : Enzima gástrica con un pH de acción netamente alcalino
(8 a 9), no presenta prácticamente actividad en el proceso digestivo, se
observa en baja concentración en el jugo gástrico de los carnívoros. Es una
enzima lipolítica del tipo de las tributirinasas con actividad hidrolítica sobre
la tributirina. El papel más significativo de esta enzima está asociado a las
lipasas láctea y salival en los lactantes.
F acto r i ntr í nse co : Es una glicoproteína, elaborada aparentemente por las
células parietales de las glándulas fúndicas, se combina con la vitamina B 12
auxiliada por la proteína R (de rápida migración en la electroforesis), protegiéndola al facilitar su absorción en la parte distal del intestino delgado; su
ausencia determina una deficiencia de vitamina B12 , aunque no con el mismo efecto en todas las especies de animales, ya que el factor intrínseco
solo se produce en altas concentraciones en el gato, conejo, bovino y humano. La secreción del factor intrínseco precede a la descarga de otros componentes del jugo gástrico (ácido clorhídrico y pepsinas) y se plantea una
secreción de importante cantidad del factor intrínseco en ausencia de la
producción de ácido. El factor intrínseco gástrico (GIF) es secretado en el
estómago de todos los mamíferos, produciendo un complejo resistente a
las enzimas intestinales, reaccionando finalmente con receptores específicos ideales por su unión con la proteína R; del íleon la vitamina B12 es transportada por la sangre portal para su almacenamiento en el hígado y su ulterior
circulación por el torrente sanguíneo, unida a la globulina transcobalamina II.
Mucina gástr i ca : Producida por las glándulas cardiales y pilóricas, así como
las células del cuello de las glándulas fúndicas y las células glandulares de
192
la mucosa gástrica, no es una enzima sino una secreción mucoide defensiva, por cuanto se caracteriza por ser un mucus soluble en ácido clorhídrico
que no puede ser coagulado por el ácido acético y que por su alta capacidad combinativa con los ácidos protege a la mucosa gástrica de la acción
de estos. En principio la secreción de mucina es independiente de la secreción de los otros componentes del jugo gástrico, ya que se segrega tanto en
los períodos digestivos como interdigestivos, desarrollando constantemente su papel protector.
El cubrimiento de la mucosa gástrica crea una capa de aproximadamente
0,6 a 1,0 mm de este gel viscoso según la especie animal. La mucina gástrica
hace resbaladiza la mucosa y la protege de lesiones mecánicas y químicas.
La capa de mucina se mantiene constante, elaborándose nueva mucina si
esta se elimina mecánicamente o por digestión proteolítica.
b) Componentes inorgánicos.
De los componentes inorgánicos del jugo gástrico los más importantes son
el agua y el á ci do cl or hídr ico. El agua es el vehículo de dilución y principal
componente de esta secreción acuosa, mientras que el ácido clorhídrico
elaborado por las células parietales de las glándulas fúndicas presenta varios papeles fisiológicos de importancia en el proceso de la digestión, tales
como: activador del sistema de las pepsinas al tiempo que les brinda el pH
de acción, disocia las fibras del tejido conjuntivo, permitiendo un incremento en la superficie de acción a las enzimas proteolíticas, coopera en la
hidrólisis parcia l de carbohidratos, favorece la absorción del Fe ++ e n
interacción con la mucina, comunica al jugo gástrico su poder antiséptico y
es la causa primaria del mecanismo de evacuación del estómago.
Las células parietales de las glándulas fúndicas presentan unas dimensiones mayores que las células principales y su forma es irregular. Las células
parietales se alojan en la zona del cuello, insertadas a manera de cuña
entre las células principales (de ahí su nombre de bordeantes), caracterizándose por poseer uno o dos núcleos redondeados y alojados en la parte
central del citoplasma que a su vez presenta un sistema canalicular intracitoplasmático, el cual contiene muchas microvellosidades y desemboca
en el lado apical de la célula, es decir, en la luz glandular. Las células
parietales poseen numerosas mitocondrias grandes y en las microvellosidades se localiza el sistema H+ / K+ / ATPasa transportador de protones.
En la producción de HCI se incrementan los aniones bicarbonatos (HCO3 - )
en las células, que al ser intercambiados con el Cl- aumentan su concentración en la sangre (oleada alcalina) durante la digestión, pero este efecto, en
condiciones fisiológicas, solo da lugar a cambios pequeños y tránsitorios
193
del pH sanguíneo, porque ese bicarbonato será empleado más adelante
por las secreciones intestinales (principalmente pancreática) para neutralizar la acidez del quimo en el duodeno. La acidez del jugo gástrico está dada
por el volumen de HCI libre más el HCI combinado. (Ver Fig. 5.12.).
F igu ra 5.12. Formacióndel HCl.
Además de HCI, la mucosa gástrica elabora bicarbonatos en las glándulas
mucosas y las células del cuello de las glándulas fúndicas en forma activa,
que unido al mucus desarrolla un importante papel defensivo, protegiendo
la mucosa frente al agresivo HCI del jugo gástrico. El HCO3 – presente en la
capa de líquido o mucus (unstirred layer) mantiene una diferencia importante de pH entre la cavidad gástrica (pH 2,0) y la superficie de las membranas celul ares de la mucosa (pH 7,0). Es i nteresante señal ar que el
bicarbonato incorporado a la sangre por las células parietales durante la
producción de HCI llega en mayor concentración a la superficie de las células secretoras por capilares que cursan verticalmente respecto a la superficie. La función protectora de la mucosa gástrica es desarrollada por la acción
combinada de la secreción de bicarbonatos, la capa de mucus (unstirred
layer) y la prostaglandina E2 (PGE2 ) que controla el riego sanguíneo local.
194
Una gran variedad de estímulos determina las causa s de l a se cre ci ó n de l
j ugo gástr i co . Estos estímulos van actuando en forma escalonada de manera que aseguran la producción del jugo gástrico antes de la llegada del
alimento al estómago (fase cefálica), con el alimento en el estómago (fase
gástrica) y durante la evacuación del alimento en forma de quimo hacia el
intestino (fase intestinal).
En el ayuno, el estómago secreta aproximadamente un 10 % del volumen
total de jugo gástrico. Se ha demostrado por métodos quirúrgicos que la
vagotomia o la ablación del antro pilórico (donde se localizan las células G)
tienen como consecuencia el cese de esta secreción basal, por lo que la
misma debe considerarse de tipo vagal-gastrina dependiente.
F ase ce fá li ca : En esta fase se estimula la secreción de jugo gástrico bajo influencia de los órganos de los sentidos (vista, oído y olfato), mediante influencias del alimento en la cavidad bucal (gusto) y en el humano, además, por
la evocación o recuerdo de un alimento agradable (memoria). Es una fase
de preparación por cuanto su presencia determina la producción de un 30 %
del volumen total del jugo gástrico y se conoce como secreción síquica o
descarga de receptación del alimento. En las personas puede generar hasta un 50 % del total de producción, de ahí el valor de la experiencia de vida
ante lo agradable o “sabroso” para el individuo.
La importancia de la fase cefálica quedó demostrada a partir de los experimentos de Pavlov (científico ruso, 1910) al describir los reflejos condicionados y señalar el papel estimulante que tienen los órganos de los sentidos de
la vista (ver una comida apetitosa, en los animales observar la llegada de la
persona que suministra el alimento, etc.), el oído (escuchar los ruidos propios de la cocina o los sonidos asociados con la alimentación) y el olfato
(oler una comida apetitosa) de manera que se desencadena la acción estimulante sin necesidad de que el alimento esté en contacto con el animal y
lógicamente esto se obtiene mediante la denominada “vida de experiencia”
no estando presente en todos los animales de la misma especie y mucho
menos transmitido por la herencia. Para desencadenar los reflejos condicionados positivos se requiere la repetición del estímulo condicionado, crearse sobre la base de reflejos incondicionados, se adquieren con el tiempo y
en las personas se le añade el recuerdo de una comida agradable (memoria) como estímulo excitador para la descarga del jugo gástrico. El ejemplo
clásico de este tipo de conducta adquirida es la secreción salival condicionada en el perro ante estímulos condicionados. Si un perro es alimentado
en horario nocturno, al principio, encender la luz del local para ofertarle la
comida no le dice nada, puesto que la luz se comporta inicialmente como
un estímulo indiferente y no tiene para el animal ningún significado, ya que
195
la producción de saliva (respuesta incondicionada) lo hará frente a la comida (estímulo incondicionado), ahora bien, la repetición de la mecánica de
encender la luz, manteniendo el reflejo incondicionado (comida-saliva), produce un efecto positivo de aprendizaje en donde el encender la luz, como
paso previo a la oferta del alimento, hace que se convierta paulatinamente
en un estímulo condicionado y a partir de aquí, el hecho de encender la luz
producirá una secreción de saliva en el animal (respuesta condicionada),
por cuanto el animal conoce que seguidamente se le ofertará el alimento.
La actividad de control nervioso encefálico-vagal determina que al tiempo
que se descarga saliva se descargan también jugo gástrico, jugo pancreático
y bilis en la conocida actividad preparatoria digestiva o descarga de “cebo”
del sistema. (Ver Fig. 5.13.).
F i gur a 5.13. Causas de lasecreción gástrica.
En esta misma fase cefálica se refuerza la acción de los reflejos condicionados con la llegada del ali mento a la cavidad buca l (posterio r a la
prehensión) y la estimulación de otro órgano de los sentidos, el gusto, por
acción de los componentes químicos del alimento sobre los quimiorreceptores o papilas gustativas. Es importante señalar que el papel excitador
de los estímulos antes mencionados pueden transformarse en inhibitorios
ante sabores u olores desagradables y reducir fuertemente la descarga del
jugo gástrico.
196
Los estímulos mencionados como causas de la fase cefálica son procesados
en diferentes estructuras del sistema nervioso central, correspondiéndole en
exclusividad al nervio vago la transmisión de los impulsos nerviosos excitatorios hacia el estómago, por lo que se desempeña como el nervio excitosecretor por excelencia. Los impulsos vagales parasimpáticos estimulan las
células del sistema nervioso gastrointestinal que a su vez liberan acetilcolina
en la vecindad de las células G y de las células parietales que responden
secretando gastrina y HCI. La gastrina por circulación local estimula las células glandulares gástricas, incluyendo a las células parietales, lo que
incrementa la producción de HCI y de los componentes enzimáticos.
F ase gá str i ca. Se corresponde con la llegada del alimento al estómago que
incrementa la secreción del jugo gástrico. Es la fase más Importante, ya
que en ella se produce aproximadamente un 60 % del volumen total de jugo
gástrico. Las causas que determinan esta fase son dos: nerviosa y hormonal.
La causa nerviosa, dada por el factor mecánico de distensión del estómago
producto de la llegada del alimento, emplea una vía nerviosa refleja que
tiene como punto de origen la excitación de los mecanorreceptores en la
pared gástrica y una doble posibilidad de respuesta a través del plexo gástrico intramural (respuesta local) o mediante el nervio vago en lo que se
puede conceptuar como respuesta bulbo-cortical.
La causa hormonal tiene como excitador químico a una hormona de acción
local denominada gastrina. La gastrina, conjunto hormonal del que le corresponden a las G 17 (I y II) de I7 aminoácidos, ser las más fisiológicas y activas, se elaboran por las células mucosas de las glándulas cardiales y
pilóricas, aunque se ha demostrado que en el humano, cerdo y carnero la
producción de la misma es desarrollada por células específicas de forma
piramidal (células G) que se encuentran distribuidas en la mucosa del antro
pilórico y del píloro. La liberación de gastrina al torrente circulatorio local
gástrico es en respuesta a la distensión del antro por el contenido (efecto
fí sico), así como po r l a e sti mula ció n que pro ducen las susta nci as
secretagogas tales como productos del catabolismo proteico (péptidos,
oligopéptidos y aminoácidos, principalmente fenilalanina y triptófano), calcio, alcohol y cafeína (efecto químico), concluyéndose que la gastrina estimula principalmente las células parietales y en menor medida a las células
principales de las glándulas fúndicas.
F a se i nte sti na l . En esta fase se controla alrededor del 10 % del total de
jugo gástrico y la misma se comporta como un refuerzo al proceso digestivo
que se inicia con la llegada del quimo al duodeno, ya que tanto la distensión
de la pared intestinal (causa física) como la presencia de productos de la
hidrólisis proteica (causa química) estimulan la secreción de jugo gástrico,
197
principalmente por acción hormonal. La presencia de céIulas del tipo G en
las glándulas de Brunner y Lieberkuhn y en las vellosidades intestinales
secretan una gastrina (para algunos autores entero-oxíntica) que por circulación entero-gástrica estimulan la producción de jugo gástrico en general y
de HCI en particular.
En las células glandulares gástricas los mediadores que desencadenan la
secreción como primer mensajero son la acetilcolina, la histamina y la gastrina.
La hormona o la sustancia efectora reacciona con receptores específicos
en la membrana celular, promoviendo la producción del segundo mensajero, el AMP cíclico o la calmodulina para el cumplimiento de la función específica celular. Las células parietales presentan tres tipos de receptores: del
tipo muscarínicos (no nicotínicos como en otras células) para la acetilcolina,
para la histamina del tipo H2 (no H1 como el resto del cuerpo) y para la
gastrina. Se supone una fuerte y obligada interacción entre los receptores
H2 y de gastrina y una menor y facultativa interacción entre los H2 y los de
acetilcolina. Parece que la secreción de pepsinógenos se encuentra bajo
las mismás influencias reguladoras que la secreción de HCI, no obstante, el
control en la secreción de pepsinas ha sido menos investigado que el referente al HCI.
Durante su permanencia en el estómago, el alimento ingerido, por acción
del jugo gástrico y de la actividad mecánica motora, se transforma en una
mezcla más o menos homogénea, el quimo, cuya consistencia es similar a
una pasta oscura, lechosa y semilíquida. Los pa pe le s fi si ol ógicos del e stóma go monocavitario son: almacenamiento de los alimentos durante las
comidas, la defensa contra agentes físicos, químicos y microbiológicos del
alimento y la formación del quimo, así como la regulación de su paso al
duodeno para que se desarrollen los procesos de digestión y absorción más
importantes.
El estómago está dividido en dos regiones fisiológicas, cada una cumple
básicamente una función. La región proximal, área relacionada con la terminal esofágica (EECaudal) que se corresponde con el segmento cardialfúndico, sirve como punto de almacén e iniciador de la formación del quimo,
reteniendo el alimento a medida que llega en espera de su incorporación al
estómago distal. La región distal, o segmento fúndico-pilórico se comporta
como un punto de molienda y de cernido, rompiendo los pedazos sólidos de
alimentos hasta partículas lo suficientemente pequeñas, por lo que es el
área formadora del quimo al tiempo que es la responsable de su evacuación para su ulterior digestión en el intestino delgado.
Le corresponde al estómago ser el órgano más resistente del sistema digestivo y de las vísceras del cuerpo animal. El alimento que a él llega lo
198
hace prácticamente sin proceso preparatorio y en algunas especies como
el perro casi intacto, por eso en estos animales el proceso masticatorio es
significativamente superficial. Por todo lo anteriormente expuesto, podemos
afirmar que el estómago desarrolla más bien una función defensiva digestiva y prepara los alimentos ingeridos al llevarlos a indicadores determinados
para que puedan efectuar su tránsito hacia el intestino delgado, zona digestiva-absortiva extraordinariamente sensible, por lo que al producir el
quimo se cumplen los papeles siguientes:
– Isotonizar el líquido que llega no permitiendo dentro de lo posible el paso
al intestino de soluciones hipo o hipertónicas.
– Aumentar o disminuir la temperatura del alimento ingerido permitiendo
el paso del quimo con temperatura promedio de 38 a 40 oC.
– Acción bactericida desarrollada por el HCL sobre microorganismos que
penetran con el alimento de manera que impide el desarrollo de procesos putrefactivos intestinales.
Al poseer un poder de absorción prácticamente nulo y no ser necesario su
principal fermento en el proceso de la digestión (pepsinas), el estómago se
conceptúa como no indispensable para la vida, por lo que su ablación no
produce la muerte. En las personas con ablación parcial amplia del estómago (hasta un 75 %) es posible la vida, sin prácticamente ningún problema,
solo que es necesaria una mayor frecuencia de alimentación con poca comida y esta requiere que sea ingerida a temperatura corporal, condición de
isotonia, cocida y en forma de papilla.
Una función importante del estómago, en condiciones normales, es iniciar
la hidrólisis proteica que representa un beneficio para el animal no solo
desde el punto de vista nutricional y digestivo, sino también desde el punto de
vista toxicológico y alérgico, porque proteínas tóxicas o potencialmente
alergénicas son hidrolizadas y, por lo tanto, desactivadas antes de alcanzar
el área absortiva intestinal. En las especies animales en que los recién nacidos lactantes necesitan del proceso de inmunidad pasiva vía calostral
(especies calostro-dependientes) como rumiantes, equino y cerdo, el sistema digestivo al nacimiento presenta adaptaciones fisiológicas que permiten la llegada de inmunoglobulinas (anticuerpos) hasta el intestino delgado
y su correspondiente absorción sin que se degraden. Las adaptaciones principales son: glándulas gástricas con poco desarrollo y cantidad, por lo que
la secreción ácida del estómago está retardada por varias horas o a lo sumo
24-48 horas, secreción pancreática también retardada que impide la acción potente de su conjunto proteolítico y particularidad en la capacidad
absortiva de la mucosa intestinal al presentar los enterocitos menos compactos en su unión (tight junction), lo que permite la absorción de las
199
inmunoglobulinas íntegramente y su descarga, por los espacios laterales,
hacia el líquido intersticial para su incorporación al sistema linfático y de
aquí a la sangre, lo que garantiza la defensa inmunológica de estas proteínas plasmáticas. Es interesante señalar que la mucosa intestinal del recién
nacido tiene la misma estructura histológica de las vellosidades que el adulto,
pero sus enterocitos son especiales con gran capacidad de absorción de
proteínas. La corta duración de estas adaptaciones plantea la necesidad
de que en las especies calostro-dependientes se tome el cuidado de
ofertarl e el calostro al recién nacido en el marco de las primeras 12 a 18
hor as de vi da, ya que a partir de las 24 hor as comienza el denominado
“desarr ollo gástrico y cierre intestinal”, perdiéndose l a capacidad de protección-absorción de las inmunoglobulinas y con ello la capacidad de defensa inmunológica pasiva del neonato. (Ver Fig. 5.14.).
F i gu r a 5.14. Túnica media gástrica de fibras musculares lisas.
La motilidad gástrica depende del momento digestivo, es decir, del período
interdigestivo y del período digestivo.
Durante el p er ío do i nte rdigesti vo, el estómago vacío de múltiples especies
como humanos y carnívoros, no se comporta como un saco inerte, ya que
su musculatura se halla fuertemente contraída, dejando solamente un pequeño espacio libre (que contiene aire o líquido) de manera que durante los
períodos interdigestivos o postprandiales el estómago mantiene un estado
200
de semicontracción que se conoce como to no gá stri co . A medida que aumenta el período ínterdigestivo (ayuno), es decir, a medida que nos alejamos en tiempo de la última comida comienzan a producirse movimientos
tónicos y peristálticos que en un inicio son aislados y suaves, estando asociados a la sensación de hambre en e l humano y en la mayoría de las
especies de a nimales monogástr icos, por l o que reci ben el nombre de
co ntr acci o ne s de l ha mbr e , ahora bien, si no satisfacemos el deseo de
comer y se prolonga el tiempo de ayuno entonces estas contracciones van
adquir iendo intensidad y frecuencia hasta fundirse pa ra formar una contracción te tánica continua que puede durar dos o tr es minutos, por lo que
sentimo s una sensación dolorosa epigástrica que se deno mina do l o r e s
de l ha mbr e . Los dolores del hambre suelen aparecer en el humano y en el
perro aproximadamente entre las 12 y 24 hora s de ayuno para alcanzar
su má ximo de i ntensida d entre l os tres y cuatro días y a partir de aquí
comie nzan a debilitarse hasta desap arecer en caso de un ayuno pr olongado. El estado de vaci amiento gástrico parcial o total se describe raramente en la ma yor canti dad de especies animales. El hecho de que los
dolores del hambre desaparezcan en un tiempo relativamente prudencial
traduce un estado final de indiferencia gástrica ante la falta de satisfacción
del reclamo ingestivo. (Ver Fig. 5.15.).
F i gur a 5.15. Actividad motora gástrica en el período interdigestivo.
201
Con el comienzo del p er í odo dige sti vo , a medida que el alimento va llegando al estómago se observa una relajación paulatina de su musculatura (re l a ja ci ó n r e ce p ti va ) para adaptar su tono, forma y capacidad receptora al
ali mento ingeri do, ma ntenie ndo pr áctica mente invari able l a presión
intragástrica; esta respuesta refleja de la musculatura gástrica ante el llenado del estómago se denomina r el aj aci ón a da p ta li va y en ella, la curvatura menor casi no cambia en posición y contorno, mientras que la gran
curvatura y la región del fundus son las que se van distendiendo paulatinamente; la relajación adaptaliva desencadena un efecto inhibidor de carácter vagal cuyo neurotransmisor es el polipéptido inhibidor vascular (VIP), por
lo que no se producen movimientos gástricos mientras se llena de alimentos
la cavidad estomacal. En todos los monogástricos (incluyendo al humano), el
alimento a medida que alcanza la cavidad gástrica se va disponiendo en estratos o capas, de manera tal que los primeros se sitúan en contacto con la
mucosa gástrica, pero los siguientes se van ubicando encima del primer estrato y así sucesivamente, esta disposición estratificada del contenido gástrico, por orden de llegada, permite que en la parte central del contenido
estomacal se mantenga actuando la ptialina o amilasa salival en los animales que la posean. Los líquidos ingeridos y el jugo gástrico fluyen libremente.
La poca actividad motora del estómago proximal permite la recepción y el efecto físico estratificador, por lo que los líquidos pasan rápidamente al fundus y de
aquí al antro pilórico, mientras los sólidos necesitan del aumento in crescendo
de la tensión muscular para iniciar su desplazamiento. (Ver Fig. 5.16.).
F i gur a 5.16. Actividad motora gástrica en el período digestivo.
202
En caballos y cerdos, con un ritmo de alimentación normal, el estómago
prácticamente nunca permanece vacío, los alimentos ingeridos llegan a una
cavidad receptora que contiene alimentos previamente ingeridos, por lo que
se mezclan o superponen a los ya existentes en la curvatura mayor. Se ha
observado en el gato poco cambio en el contenido gástrico del cuerpo del
estómago 1,5 horas después de la comida, aunque el contenido del antro
pilórico era más fluido. En humanos y perros la comida se mantiene en el
cuerpo del estómago y solamente pasa a la región pilórica cuando es reducida en talla física y parcialmente digerida.
La e va cuaci ón gá stri ca depende de la especie animal. En la mayoría de los
animales el paso de los líquidos (evacuación de líquidos) se desarrolla generalmente en forma directa, al separarse la ingesta fluida de la sólida,
siguiendo la curvatura menor y prácticamente sin mezclarse con el contenido sólido del estómago; el liquido se mezcla con el contenido gástrico cuando el estómago está vacío. En el caballo, por poseer un estómago demasiado
pequeño, la evacuación de su contenido comienza incluso antes de terminar el período de ingestión.
El producto resultante de la acción del jugo gástrico sobre el alimento, el
quimo, es evacuado hacia el intestino delgado (duodeno) debido a la actividad motora gástrica, por lo que para explicar el vaciamiento del mismo es
necesario conocer cómo es la actividad motora de este órgano. En sentido
general podemos afirmar que la motilidad gástrica en los períodos digestivos se corresponde con la producción de dos tipos de ondas peristálticas,
mal a xa ntes o mez cl ado ra s que son débiles con origen en cualquier punto
del estómago y las p ro pulsor as o evacua ntes, enérgicas y que generalmente se establecen en el antro pilórico. En principio las ondas propulsoras
representan la continuidad de las ondas mezcladoras pero producen el tránsito del quimo hacia el duodeno. El control de la actividad motora gástrica
durante los períodos digestivos se ejecuta por regulación refleja vagal y su
desarrollo puede describirse en tres tiempos:
Tie mpo 1: Con el arribo del alimento, en el período de ingestión, se produce
una inhibición motora del órgano, debido a la relajación receptiva, seguida
de la relajación adaptativa, que envía señales inhibitorias motoras por vía
aferente vagal hacia el bulbo, al tiempo que se estimula la secreción del
jugo gástrico que inmediatamente comienza a actuar sobre el alimento.
Ti empo 2: Pasado un cierto tiempo y producto de la acción del jugo gástrico
sobre el alimento se va constituyendo el quimo, por lo que es necesario
renovar las capas de alimentos en contacto con la pared gástrica y para
facilitar esta renovación y mezcla del jugo gástrico con el alimento se observa la instauración paulatina de ondas peristálticas lentas y poco enérgicas
203
que se denominan movimientos malaxantes que se producen con un ritmo
de base espontáneo en las fibras musculares longitudinales y que se propagan a las fibras circulares por conducción. Con el estómago lleno, las
ondas se originan prácticamente en la zona media gástrica para posteriormente y a medida que comienza la evacuación gástrica trasladar su desencadenamiento hacia zonas gástricas más anteriores (estómago proximal).
Ti e mpo 3: A medida que se desarrolla la digestión gástrica, las ondas
mezcladoras se van transformando en ondas propulsoras a nivel del antro
pilórico, llegando a ser fuertes e intensas, de manera que si el quimo aún
no tiene condiciones para el tránsito entonces no podría pasar por el píloro
y la onda propulsora en su retorno hacia el estómago conduciría este quimo
hacia el cuerpo gástrico, por lo que en un inicio se comportará la onda
propulsora como una potente onda mezcladora de flujo (hacia el píloro) y de
reflujo (hacia el fundus gástrico). Para que las partículas abandonen el estómago hacia el intestino tienen que ser menores de 2 mm de diámetro. Aquellas partículas que aún son grandes para franquear el píloro, son rechazadas
y retornadas de regreso hacia la parte anterior del antro y el cuerpo.
El vaciamiento gástrico es un proceso relativamente complejo donde participan dos factores, uno gástrico a favor del mismo y uno duodenal que es
netamente defensivo, por lo que ante determinadas condiciones del quimo
o una distensión por ocupación de la luz intestinal actúa retardando el vaciamiento con vistas a asegurar una mejor digestión intestinal y por ende
un mejor proceso de absorción de los alimentos. (Ver Fig. 5.17.).
F igu r a 5.17. Vaciamiento gástrico.
204
El proceso del vaciamiento gástrico se establece mediante la interacción
ondas propulsoras gástricas-esfínter pilórico-duodeno, por lo que el aumento
de las ondas peristálticas propulsoras se acompaña de un aumento en el
tono del esfínter pilórico que lo mantiene fuertemente cerrado con una abertura de 2 mm de diámetro, de forma tal que rechaza el tránsito de partículas de mayor talla. Esta característica anátomo-fisiológica del cierre pilórico
determina el papel tamizador o selector de este esfínter, controlando el tránsito gastrointestinal.
En condiciones normales el esfínter pilórico siempre está cerrado, aunque
la energía de contracción del mismo no es lo suficientemente fuerte como
para impedir que el agua y otros líquidos pasen rápidamente al duodeno,
pero sí lo suficiente fuerte para impedir el paso del quimo al duodeno, proceso que ocurre solamente cuando el quimo es transportado mediante una
enérgica onda peristáltica propulsora e inclusive, en ese momento, su energía de contracción es capaz de mantener una apertura mínima, por lo que
en cada movimiento evacuante solo pocos mililitros de quimo llegarán al
duodeno y los componentes sólidos no rebasarán los 2 mm de diámetro.
En el factor gástrico se toman en consideración las características del quimo, el
tipo de alimento ingerido (una comida rica en carbohidratos transita muy rápidamente al compararse con una rica en grasas o proteínas), el grado de
masticación a que fue sometido el alimento y los estados emocionales (que
pueden acelerar o retardar el vaciamiento gástrico). La acción reguladora del
factor gástrico se desarrolla por dos vías, una vía nerviosa mediante la estimulación vagal y una excitadora local a través de los plexos mientéricos con estímulo inicial desencadenante por el efecto físico de distensión de la pared gástrica
por el alimento y una vía hormonal dada por la composición química del alimento que estimula principalmente la mucosa antral con la consiguiente liberación
de gastrina, hormona local del sistema digestivo que tiene potentes efectos
motores en el estómago; la gastrina estimula el desarrollo de enérgicas ondas
propulsoras al tiempo que refuerza la contracción del píloro y produce excitaciones constrictoras del esfínter esofágico caudal (cardias), lo que impide el reflujo del contenido del estómago hacia el esófago distal.
El factor duodenal en su regulación defensiva ante el vaciamiento gástrico
también dispone de dos vías, nerviosa por distensión y calidad del quimo
en función de la ocupación del duodeno y hormonal por la característica en
la composición del quimo. Estas causas son los estímulos determinantes
para la entrada en acción del control duodenal que se considera un mecanismo de control importante, por cuanto mediante su efecto retroalimentador
regula el ritmo de vaciamiento gástrico, quedando limitado el mismo a la
cantidad óptima de quimo que se puede digerir y absorber en el intestino.
205
El mecanismo nervioso del factor duodenal se establece mediante los reflejos entero-gástricos que pueden estar dados por la inervación intrínseca del
segmento gastrointestinal (vía plexo mientérico) o por la inervación extrínseca vegetativa (inhibición refleja vagal o excitación refleja simpática) y como
mecanismos desencadenantes están la composición del quimo (especialmente incremento en acidez, hidrólisis proteica y tonicidad osmótica) o la distensión mecánica por ocupación que produce el quimo en la luz intestinal.
La cuota de vaciamiento gástrico (E) es una función de la diferencia de presión entre el estómago (P1 ) y el duodeno (P2 ) sobre la resistencia del píloro, de
ahí que la evacuación de los líquidos dependa esencialmente del gradiente
de presión, por ser la resistencia de paso (Rp) muy baja. Los componentes
sólidos dependen principalmente de la resistencia y con ello de su tamaño.
La evacuación gástrica no es uniforme y así tenemos que un contenido ácido se evacua más lentamente que uno neutro, un contenido hipertónico
más lento que uno hipotónico, las grasas más lentamente que los productos de la hidrólisis proteica y estos más lentos que los productos carbohidratados. En el perro se ha constatado que una comida líquida es evacuada
en aproximadamente una hora, mientras que una comida sólida, con bajo
nivel de grasa, transita en 3-4 horas; de contener un elevado nivel de proteínas o grasa el tiempo de evacuación se incrementa extraordinariamente.
Normalmente no todo el alimento ingerido puede ser reducido a partículas
menores de 2 mm, por lo que no pueden abandonar el estómago durante la
fase de vaciamiento digestivo. Estas partículas sólidas con un diámetro mayor a 3 mm serán evacuadas por la acción de un tipo particular de motilidad
entre comidas (postprandial) que se denomina co mpl e j o de mo ti l i da d
i nte r dige stivo . Durante el desarrollo de este mecanismo especial del complejo mioeléctrico interdigestlvo, en cuya última fase se producen fuertes
contracciones del estómago distal, el píloro permanece abierto, por lo que
las grandes partículas pueden ser expulsadas hacia el duodeno. Las ondas
peristálticas del complejo de motilidad interdigestivo se producen a intervalos aproximados de una hora en los períodos cuando el estómago se encuentra relativamente vacío de material digerible y tienen un efecto de limpieza de
la cavidad gástrica. El comer con frecuencia desequilibra este complejo y
produce el reinicio del patrón de motilidad digestivo de manera que el estómago se va llenando de productos no digeribles que en el tiempo alteran el
proceso digestivo. En los herbívoros monogástricos (caballo y conejo), que
desarrollan una actividad de ingestión casi constante, el complejo de
motilidad interdigestivo ocurre a intervalos aproximados de una hora aun
cuando esté presente alimento digestible en el estómago, es decir, en estas
especies de digestión continua, al igual que los rumiantes, se mezclan el
206
quimo digestivo con el quimo de limpieza en el ámbito intestinal, lo que
explica la aparición de partículas groseras en las heces fecales.
Conceptuado como un reflejo defensivo protector complejo, el vó mi to o
é mesi s, es la expulsión del contenido gástrico, y posiblemente de las partes
anteriores del intestino delgado, a través del esófago hacia el exterior vía
faríngeo -bucal. Esta a ctividad refle ja es corriente en los carní voros y
omnívoros, pero en los herbívoros es bastante difícil, ya que en el caballo es
prácticamente imposible, mientras que en los rumiantes el desarrollo de la
regurgitación del bolo mericico durante la rumia con la boca cerrada determina un patrón reflejo estable que inclusive hace que la eructación también se ejecute con la boca cerrada, por lo que en ningún momento estos
animales abrirán la boca ante un tránsito antiperistáltico esofágico de manera que el vómito es imposible. Los roedores vomitan con dificultad.
Entre los variados estímulos desencadenantes de este reflejo protector están
la irritación, distensión o excitación excesiva del estómago o duodeno como
estímulos más potentes, pero también se puede producir por irritación de
cualquier órgano visceral, la irritación del canal auditivo externo, contusiones cerebrales, fenómenos síquicos en el humano tales como escenas penosas, olores nauseabundos y otros factores sicológicos, excitación mecánica
de la pared posterior de la faringe, trastornos metabólicos del centro del
vómito durante el embarazo en la hembra (principalmente mujer, mona y
perra), etc. El cerdo vomita fácilmente ante irritaciones de la faringe o del
estómago, mientras que el perro ingiere hierbas para provocar el vómito
ante disfunciones gástricas.
El vómito es coordinado por el centro del mismo nombre localizado en el
borde dorso-lateral de la formación retículo-bulbar que establece el conjunto
de relaciones funcionales de las diferentes partes corporales que intervienen en este proceso, a través de las ramás aferentes vagales y simpáticas y
las ramás eferentes de los pares craneales V, VI, IX, X y XI para el tubo
digestivo y las ramás eferentes de los nervios espinales para la musculatura abdominal y diafragmática. Una zona del tallo cerebral a nivel del tercer
ventrículo conocida como zona de disparo quimiorreceptor (CTZ), sensible a
la acción de algunos medicamentos o toxinas en la sangre, al ser estimulada envía señales excitatorias al centro del vómito. Varios productos resultantes de los procesos inflamatorios estimulan la CTZ, lo que explica el porqué
enfermedades inflamatorias, inclusive fuera del tubo gastrointestinal, en
ocasiones pueden producir vómito.
El vómito se acompaña de signos premonitores como la insalivación y frecuente deglución (acción protectora de la saliva sobre la mucosa bucofaríngea-esofágica para evitar irritación del ácido presente en el bolo emético),
207
náuseas, mareo y seguidamente se instauran cronológicamente los siguientes procesos fisiológicos: 1) inspiración profunda seguida del cierre de la
glotis y elevación del paladar blando que oclusiona los orificios nasofaríngeos,
2) esfuerzos respiratorios sucesivos con la glotis cerrada que aumentan la
presión negativa intratorácica, 3) relajación esofágica del esfínter esofágico
caudal y del cuerpo estomacal al tiempo que el esfínter pilórico se contrae
fuertemente y 4) contracción enérgica diafragmática y de la musculatura
abdominal que comprimen el estómago, aumentando fuertemente su presión interna, por lo que se expulsa el contenido mediante el segmento esófago-faringe-boca al exterior. En el humano la náusea es la sensación de
malestar gástrico que se acompaña de repulsión a la comida, salivación
profusa, aumento de la actividad motora gástrica, hipotensión arterial, sudoración y vasoconstricción periférica con palidez cutánea y enfriamiento.
Por lo antes explicado se infiere que el estómago, durante el vómito, desarrolla
un papel pasivo. En el gato y posiblemente en otras especies se ha observado
que el vómito es precedido por un incremento en los períodos cíclicos de la
motilidad peristáltica del segmento duodeno-yeyunal e inhibición motora
gástrica. En el caso de una acción de vómito repetida, el contenido duodenal
puede ser expulsado producto de la instauración de ondas antiperistálticas
duodenales que lo conducen hacia la cavidad gástrica.
EL PRO CESO DIGESTIVO Y LA MOTILIDAD
DEL INTESTINO DELGADO
El intestino delgado desarrolla un conjunto de importantes actividades fisiológicas como son: a) funci ó n di ge stiva al producir la mezcla del quimo
con las secreciones pancreática, biliar y membranarias, propiciando la acción enzimática hidrolizante sobre las biomoléculas, b) funci ón a bso r ti va
que garantiza los mecanismos básicos, mediante los cuales los nutrientes
alcanzan el torrente sanguíneo para su transporte a todas las células de la
economía animal, c) funci ón co nducto ra que evacua el contenido resultante
del proceso digestivo hacia el intestino grueso, d) funci ó n endo cri na producto de la elaboración de hormonas de acción local gastrointestinal y f) funció n
p r o te cto r a al convertirse en una barrera inmunológica contra microorganismos que penetran con el alimento y que no fueron neutralizados por el
jugo gástrico.
Anatómicamente el intestino delgado se divide en tres segmentos: duodeno,
yeyuno e íleon. La longitud de cada segmento intestinal varía considerablemente entre las diferentes especies animales. El proceso de digestión-absorción se va instaurando paulatinamente, de forma tal que se considera al
208
segmento duodeno-yeyunal tan secretor como absorbente y al segmento
yeyuno-ileal como más absorbente. En los mamíferos se descargan el jugo
pancreático y la bilis en el duodeno proximal. El intestino delgado, como estructura componente del sistema digestivo tiene forma cilíndrica, lo que permite una mayor área de contacto con su contenido, pero al mismo tiempo
su mucosa multiplica aún más esta superficie, al presentar un sistema importante de plegamiento dado por los pliegues o válvulas conniventes, ausentes entre el píloro y la ampolla de Vater (punto común en algunas especies
para la desembocadura de los conductos pancreático y biliar) que en su superficie se revisten de las vellosidades dispuestas a razón de 20 a 40 por mm2,
caracterizadas por presentar forma de dedos y estar formadas por una capa
simple de células epiteliales (enterocitos) que rodean una importante red
capilar sanguínea y a un vaso linfático (quilífero central). En la profundidad
de las vellosidades se encuentran las criptas de Lieberkünh. Los enterocitos
en su membrana luminal presentan las microvellosidades que le dan una
apariencia similar a la de un cepillo. Las válvulas conniventes no están presentes en todas las especies animales. (Ver Fig. 5.18.).
F i gur a 5.18. Particularidadesde la mucosa intestinal.
La unidad funcional intestinal se compone de las vellosidades y de las criptas. El epitelio del intestino delgado pertenece al tipo de tejido con mayor
209
actividad mitótica y metabólica del organismo. Las células cilíndricas o
indiferenciadas de las criptas, todavía sin diferenciar, migran desde su centro de regeneración hacia la punta de las vellosidades. La velocidad de reproducción de estas células (actividad mitótica) y de migración depende de
la especie animal, el tipo de proceso digestivo y la influencia del patrón
circadiano o nictemeral. En su migración, las células indiferenciadas van
madurando al desarrollar los sistemas enzimáticos y de transporte (carrier)
para convertirse en los enterocitos responsables de la actividad de digestión membranaria y la absorción. Entre los enterocitos se alojan las células
caliciformes, cuyo número aumenta del duodeno al íleon, que producen un
mucus con efecto protector de la mucosa de agresiones mecánicas e invasión bacteriana, al tiempo que crea una superficie resbaladiza para favorecer el tránsito del quimo.
Pero desde el punto de vista cuantitativo el jugo intestinal es un moco viscoso segregado por las glándulas de Brunner y células que delimitan las cripta s Lie be rk ühn. Las glándulas de Brunner, glándulas compue stas
(acinotubulares) dispuestas en la submucosa del duodeno que comunican
con el lumen intestinal a través de conductos que se abren en las criptas de
Lieberkühn, segregan un material viscoso, ligeramente alcalino, rico en
mucoproteínas y bicarbonatos con la función, debido a la proximidad del
estómago, de proteger la mucosa intestinal de la agresión del quimo ácido,
además de proporcionar una buena lubricación y cooperar en la neutralización de la acidez del quimo. En realidad su papel neutralizador en la acidez
del quimo es casi improbable, dado su pequeño volumen y escaso contenido de CO3 H– , en comparación con el volumen y acidez del jugo gástrico. La
secreción de las glándulas de Brunner probablemente protege a la mucosa
duodenal, adhiriéndose a ella y reteniendo CO3H– del mismo modo que hace
la mucina gástrica. La secreción de estas glándulas se produce como consecuencia de estímulos locales (irritantes), mecánicos (distensión), químicos (composición del quimo), nerviosos (vagal) o a través de hormonas
intestinales cuyos efectos no están aún bien determinados, como son la
secretina y la gastrina, y en menor grado CCK, polipéptido inhibidor gástrico
(PIG) y polipéptido intestinal vasoactivo (PIV).
Las criptas de Lieberkühn, situadas en la base de cada vellosidad, además
de ser el origen de las células que se decaman de las vellosidades poseen
células secretoras de un líquido claro, cercano a la neutralidad o ligeramente alcalino. Su secreción depende de mecanismos nerviosos locales (iniciados por distensión duodenal o presencia de irritantes), estimulación vagal o
mecanismos de tipo hormonal. La riqueza enzimática de la secreción del
intestino delgado solo está representada por la enterocinasa (que activa el
210
tripsinógeno en tripsina). En realidad el jugo entérico no tiene valor digestivo como tal, sino que las enzimas que aparecen son por causa de la dotación propia de las células de descamación epitelial (enterocitos), destacando
entre estas distintas di y tripeptidasas altamente específicas, invertasa,
sacarasa, maltasa, isomaltasa, lactasa y lipasa.
Considerando que las células de las criptas intestinales tienen una alta capacidad mitótica que les permite una regeneración rápida a medida que
migran, desde la base de los vellos hacia la punta, en un proceso de progresión continua, van madurando hasta alcanzar su capacidad plena absortiva
aproximadamente por la mitad de la altura de dichos vellos, al tiempo que
van desplazando y remplazando constantemente a los enterocitos de la
punta de las vellosidades que se pierden por la edad y la continua exposición
al quimo (efecto decamador regenerativo). Todo hace indicar que la proliferación de los enterocitos en la zona germinal de las criptas, que determina el
tamaño de los vellos, depende de hormonas gastrointestinales que favorecen el proceso de digestión-absorción por sus acciones excitosecretoras.
La capa muscular del intestino se estructura al igual que en todo el tubo digestivo en un estrato de fibras musculares lisas longitudinales externas y otro de
fibras musculares lisas circulares internas, lo que garantiza la actividad motora
para la mezcla, absorción, defensa y tránsito del contenido intestinal.
El tracto gastrointestinal está expuesto a numerosos antígenos como bacterias, virus y alergenos alimentarios que penetran con el alimento. Independientemente al efecto bactericida del HCI en el jugo gástrico, múltiples
antígenos logran alcanzar el lumen intestinal, lo que explica la riqueza de
tejido linfoide inmunocompetente que constituye el 25 % de la mucosa intestinal y que por su cantidad se corresponde con el órgano inmunológico
más voluminoso del cuerpo animal. Este tejido, conocido como tejido linfoide
asociado al intestino (GALT) está compuesto por las placas de Peyer, que
son acúmulos de folículos linfoides productores de la respuesta antígenoanti cuerpo al rete ner los antíge nos intestinal es, linfocitos B, cél ulas
plasmáticas, células T, macrófagos, eosinófilos y mastocitos que se esparcen por la lámina propia, los ganglios linfáticos mesentéricos y el sistema
de macrófagos titulares del hepatocito (células de Kupffer). Los linfocitos B
migran de las placas de Peyer a la lámina propia para madurar en células
plasmáticas formadoras de inmunoglobulinas.
La circulación sanguínea en las vellosidades intestinales se caracteriza por
la creación de un sistema de contracorriente que al aumentar la osmolaridad
de la sangre en la punta promueve la absorción de agua. Este sistema de
circulación está constituido por una arteriola que se origina en su parte
central para arborizarse en una red capilar en la punta y proyectarse por la
211
parte externa del estroma velloso, entre la mucosa y la arteria, conformando un sistema de vénulas que se sitúan próximas a la arteriola. De lo anterior
se infiere un sistema de contracorriente, al ascender la sangre por la arteriola
de la base para la punta y descender en sentido contrario por las vénulas, en
donde la sangre venosa, con mayor osmolaridad por la absorción de los
nutrientes, cierra un circuito capaz de mantener una alta osmolaridad en la
punta de las vellosidades, facilitando la absorción de agua del lumen intestinal a los enterocitos y espacios laterales y de aquí hacia los capilares.
El j ugo p ancre áti co se corresponde con la secreción exocrina del páncreas
y se destaca por la gran importancia que posee en el proceso digestivo, ya
que contiene un equipo enzimático muy potente capaz de hidrolizar o degrada r a las bi omoléculas (proteína s, carbohidratos, l ípidos y á cidos
nucleicos).
El páncreas exocrino presenta una estructura histológica muy parecida a las
glándulas salivales, siendo por lo tanto una glándula acinar en donde los
acinis pancreáticos tienen la responsabilidad de producir el jugo pancreático
primario, ya que las células tubulares no son pasivas y por lo tanto lo modifican de manera que ellas también intervienen en la producción del denominado jugo pancreático definitivo, es decir, el jugo pancreático es el
resultado final de la interacción funcional que se establece entre las células acinares y tubulares. Cada célula acinar pancreática puede producir
todas las enzimas digestivas presentes en el jugo pancreático.
Los alvéolos secretores se agrupan en lobulillos y estos en lóbulos de manera que una trama de tejido conectivo les da soporte y confo rman
macroscópicamente esta glándula lobulada, al tiempo que el sistema de
pequeños conductos radiculares coalescentes se van uniendo para conformar un conducto único (conducto de Wirsung), que en dependencia de la
especie animal se une al conducto biliar (conducto colédoco) en la ampolla
de Vater para la descarga del jugo pancreático en la luz duodenal. En el
bovino y cerdo ambos conductos (pancreático y biliar) desembocan separadamente en el duodeno, pero en el caballo, gato, perro y humano desembocan en un mismo punto (ampolla de Vater), aunque estas especies poseen,
además, un conducto accesorio (conducto de Santorini) que desemboca
directamente en el duodeno en una zona más proximal u oral, mientras que
en los pequeños rumiantes (oveja y cabra) los conductos pancreático y biliar se unen antes de desembocar en la pared duodenal. El sistema conductor pancreático es ampliamente convergente.
Las células secretoras pancreáticas contienen en su citoplasma numerosos
gránulos conocidos como gránulos de cimógeno cuyo tamaño y número varía
en dependencia de la actividad glandular; estos gránulos son el almacén de
212
enzimas y proenzimas. Los gránulos de cimógeno se sitúan cerca del vértice
celular y al estimularse las células se fusionan con la membrana plasmática
(proceso de exocitosis) con participación del Ca++ intracelular, liberando su
contenido hacia la luz de la glándula por exocitosis, en donde las enzimas
inactivas se activan por diferentes mecanismos.
El páncreas se constituye además en una glándula endocrina, al tener
histológicamente conglomerados de células localizados entre los acinis glandulares que reciben el nombre de islotes de Langerhans. Estos islotes forman el tejido funcional endocrino y aunque pequeños desarrollan un
importante papel al secretar glucagón (células alfa) e insulina (células beta)
que regulan el nivel de glucosa en sangre, somatostatina (células D) que
participan en la actividad de digestión-absorción y en el autocontrol de la
producción glucagón-insulina y el polipéptido pancreático inhibidor (células F)
con acción reguladora de la actividad digestivo-absortiva gastrointestinal.
El jugo pancreático es un líquido claro, viscoso, de franca reacción alcalina
(pH que oscila de 7,1 a 8,4 según la especie), peso específico de 1,008 a
1,030 y presión osmótica similar a la sangre (isotónico). El volumen de secreción también depende de la especie animal; en el humano hasta un
litro, en el bovino 6 Iitros y en el caballo hasta 7 litros, para todos en un
período de 24 horas. El jugo pancreático se coagula por el calor y su producción o secreción es continua en el caballo, cerdo, bovino, conejo y roedores,
mientras que en el perro es exclusiva de los períodos digestivos, siendo por
lo tanto discontinua, señalándose que en esta especie puede observarse
descarga en ayuno con cierta periodicidad a medida que se incrementa el
período interdigestivo. La cantidad y calidad de jugo pancreático producida
depende de la composición del alimento.
El jugo pancreático es la secreción digestiva más potente que actúa en la
digestión luminal de las biomoléculas, independientemente de su nivel de
producción; presenta como co mpo ne nte s i no r gá nico s principales a los
aniones de HCO3 – y Cl – y los cationes Na+ y K+ , mientras que las concentraciones de cationes permanecen constantes, independientemente del estado de
estimulación, en el caso de los aniones se modifican de manera espectacular según el tipo de secreción. El nivel de concentración de los componentes inorgánicos del jugo pancreático depende de la actividad de las células
que tapizan los conductos, estas células presentan riqueza de la enzima
anhidrasa carbónica para la formación acelerada de HCO3 -.
Los co mpo nente s o r gá ni co s representan del 70 al 80 % del residuo seco
del jugo pancreático o lo que es igual constituyen del 1 al 2 % de su contenido, estando constituidos por una batería enzimática compuesta por va-
213
rias enzimas proteolíticas, lipolíticas y amilolíticas con efecto hidrolizante
sobre las biomoléculas.
Las e nz i ma s p r ote ol í ti cas se dividen en endopeptidasas (tripsina, quimiotripsina y elastasa) y exopeptidasas (carboxipeptidasas A y B y aminopeptidasas). La activación de las enzimas proteolíticas pancreáticas se ejecuta
en la luz duodenal, al obtenerse tripsina a partir del tripsinógeno mediante
la acción de la enterocina sa, una enzima pr oteolítica del ti po de las
endopeptidasas elaborada por las células de la mucosa duodenal. La tripsina
entonces funciona como un agente autocatalítico (formar nuevas moléculas de tripsina) y catalítico al activar al resto de las enzimas proteolíticas en
una cascada activadora. La activación de la tripsina se acelera en presencia de iones Ca++ . (Ver Fig. 5.19.).
F i gu r a 5.19. Sistema de activación de las enzimas proteolíticas pancreáticas.
El conjunto proteolítico pancreático rompe las moléculas proteicas en los
puntos internos a lo largo de las cadenas aminoacídicas (endopeptidasas),
dando lugar a la producción de péptidos de cadena corta, al tiempo que
liberan aminoácidos de estas cadenas peptídicas (exopeptidasas). El producto final de la actividad proteolítica pancreática es un 30 % de aminoácidos
neutrales y basales y un 70 % de oligopeptidasas con 2-6 aminoácidos. La
quimiotripsina posee un alto poder coagulante de la leche.
214
El sistema l i po l íti co del jugo pancreático lo conforma la lipasa pancreática
con sus dos partes componentes, la lipasa secretada en forma activa, pero
que no puede penetrar directamente las gotas de grasas emulsificadas en
la luz intestinal, porque no puede atravesar la capa de productos biliares
que rodea a estas gotas, y la colipasa, activada de la procolipasa por la
tripsina, que se fija en el límite grasa-agua, permitiendo entonces la formación de un complejo con la lipasa que inicia la hidrólisis de las grasas. En la
hidrólisis que comienza, los ácidos grasos externos de los triglicéridos se
disocian en dos ácidos grasos no esterificados simples y un monoglicérido.
Otras enzimas lipolíticas pancreáticas son la colesterolestearasa que disocia al éster de colesterol de los alimentos y una fosfolipasa A, que en presencia del ion Ca++ y de los ácidos biliares disocia la lecitina en lisolecitina. La
lisolecitina desarrolla un papel emulsionante de las grasas, cooperando con
las sales biliares. La cantidad de lipasa segregada por el páncreas se produce en cantidades excedentes, de forma tal que aproximadamente el 80 % de
las grasas ya se han disociado cuando alcanzan la mitad del duodeno.
La alfa amilasa pancreática es la e nz i ma a mi l o lí ti ca del jugo pancreático,
esta enzima, presente en todos los vertebrados, es similar a la amilasa
salival, por lo que disocia la unión alfa (1-4) de la molécula de almidón hasta
obtener maltosa y maltotriosa y de las amilo pectinas ramificadas la llamada dextrina terminal. Por su acción, la amilasa pancreática hidroliza los
polisacáridos hasta la forma de disacáridos, trisacáridos y oligosacáridos,
no obteniéndose su forma más simple, la glucosa. La amilasa pancreática,
elaborada activamente por las células de los acinis glandulares, ve potenciada su acción por la presencia del ion cloro (Cl – ) y desarrolla su actividad,
según la especie animal, a valores de pH neutro en el lumen intestinal (rangos de pH desde 6 en el cerdo hasta 7,4 en el humano). Se ha comprobado
que bovinos y cerdos lactantes segregan significativamente menor cantidad de amilasa pancreática que los animales adultos, pero una vez alcanzado el valor normal de producción su volumen estará en excedencia, por lo
que en el duodeno la digestión del almidón se realiza muy rápidamente al
igual que en todas las especies. La presencia de maltasa decide una
hidrólisis completa de los glúcidos hasta glucosa.
El jugo pancreático tiene acción sobre los ácidos nucleicos al contener
nucl e a sa s (ribonucleasa y desoxirribonucleasa) con l a obtención de
mononucleótidos, al actuar sobre las uniones fosfodiestéricas.
La se cr e ci ón de l j ugo pa ncr e á tico está controlada y coordinada por un
mecanismo neuroendocrino en donde la causa más importante se corresponde con el factor hormonal, mediante la elaboración de hormonas de
215
acción local gastrointestinal por células endocrinas de la mucosa intestinal
bajo el influjo estimulante del quimo.
Cada tipo de célula (acinar o tubular) posee receptores para la sustancia
transmisora acetilcolina y para las hormonas secretina y CCK. No obstante
ser la secretina el estímulo principal sobre las células tubulares y la CCK el
de las células acinares, ambas se potencian en su acción. Otros estímulos
hormonales excitosecretores son el péptido intestinal vasoactivo (VIP) de
parecido estructural a la secretina y la gastrina emparentada con la CCK,
pero ambas tienen una acción más débil que las hormonas principales, por
lo que al entrar en competencia con estas finalmente producen una reducción competitiva de la secreción. Se plantea un efecto estimulante débil
para la sustancia P y acciones inhibitorias para el polipéptido inhibidor
pancreático (PIP), la somatostatina y el glucagón.
La ca usa ne r vi o sa tiene como vía principal estimulante al X par craneal o
nervio vago para los estímulos de distancia (reflejos condicionados y alimento
en cavidad bucal) y al sistema nervioso intrínseco para los estímulos del tracto
gastrointestinal (reflejos gastro y enteropancreáticos). En ambos casos la sustancia neurotransmisora excitatoria es la acetilcolina. (Ver Fig. 5.20.).
F i gu r a 5.20. Causas de la secreción pancreática.
216
El análisis lógico de la causa nerviosa muestra un orden cronológico al entrar
en juego primero el papel estimulante del nervio vago (parasimpático). El
proceso excitador-secretor nervioso se desencadena mediante la actividad
encefálica cortical, producto de los reflejos condicionados desarrollados a
partir de estímulos visuales, olfatorios y auditivos o sencillamente evocantes
en las personas (memoria) que por vía subconsciente estimulan los núcleos de origen del vago a nivel bulbar con la consiguiente descarga de jugo
pancreático que se refuerza con la llegada del alimento a la cavidad bucal y
la estimulación del sentido del gusto, manteniendo el nivel excitador del
centro bulbar vagal. La distensión del estómago por la llegada del alimento
y de la luz intestinal por el quimo estimula al sistema nervioso intrínseco
que incrementa la producción de jugo pancreático, mediante la liberación
del neurotransmisor acetilcolina. De lo antes expresado podemos deducir
que la causa nerviosa que controla la secreción del jugo pancreático es de
tipo preparador del proceso digestivo. Las fibras nerviosas del vago llegan
directamente a los ganglios pancreáticos y sus fibras postganglionales terminan en las células acinares. El jugo pancreático secretado por estimulación
vagal (colinérgico) es rico en enzimas, aunque fluye poco a la luz intestinal
por la escasa producción simultánea de agua y electrolitos. La vagotomía o
la administración de atropina inhiben este tipo de secreción.
La estimulación simpática reduce fuertemente el volumen de producción y
el ritmo de secreción pancreática producto de una vasoconstricción en la
glándula con la consiguiente disminución del riego sanguíneo y del aporte
de agua. Los nervios simpáticos proceden del ganglio celíaco y terminan en
la red vascular de la glándula.
Con la llegada del alimento al estómago y la liberación de gastrina, con su
efecto excitador sobre la secreción pancreática, se inicia el factor hormonal. La causa ho rmo nal se constituye en la más importante al relacionarse,
directamente, con la presencia del quimo en el lumen intestinal y la respuesta secretora por las células endocrinas de su mucosa que elaboran dos hormonas proteicas de acción local: la secretina y la CCK (colecistocinina).
La secretina, elaborada por las células S de la mucosa intestinal, produce
la secreción de un jugo pancreático abundante, fluido, rico en agua y
electrolitos, muy alcalino y pobre en enzimas que recibe el nombre de secreción hidrolática. La secretina es el estímulo más potente para la actividad de las células del sistema tubular que presentan un alto contenido de
la enzima anhidrasa carbónica que acelera la producción de HCO3 – acompañada de abundante secreción de agua. La secretina se libera por la mucosa intestinal como respuesta al grado de acidez del quimo (contenido de
HCl), por lo que el objetivo de la secreción hidrolítica es neutralizar la acidez
217
del quimo para proteger a la mucosa intestinal del efecto agresivo del ácido,
al tiempo que ajusta el pH necesario para la acción de las enzimas que
actúan en su lumen. Todas las enzimas intestinales trabajan en un pH
alcalino.
La CCK, elaborada por las células I de la mucosa intestinal, estimula las
céIulas acinares o alveolares de los acinis pancreáticos para la secreción
de un jugo rico en enzimas, conocido como secreción ecbólica. El estímulo
principal para la liberación de esta hormona, de acción local gastrointestinal,
es la composición química del quimo, en especial la presencia de productos
de la hidrólisis proteica y lipídica tales como péptidos, aminoácidos y ácidos
grasos sobre todo de cadenas largas. Algunos alcoholes como el sorbitol
son excitosecretores de CCK. El nivel de carbohidratos en el quimo no tiene
efecto sobre la producción de CCK. La causa hormonal, según el grado de
acidez y la composición química del quimo, determina que el jugo pancreático
no sea una secreción homogénea constante sino que pue de modificar la
concentración de sus componentes en función de la hormona liberada por
la mucosa intestinal, aunque debe tomarse en consideración que ambas
se potencian en su efecto principal. De lo antes expresado podemos inferir
que el jugo pancreático es una secreción alterna de tipo hidrolática (efecto
protector y neutralizador de la acidez del quimo) y ecbólica ( descarga
enzimática digestiva).
En los períodos interdigestivos o de reposo el páncreas exocrino elabora
una secreción basal de jugo pancreático que contiene solamente 2-3 % del
HCO3 – y 10-15 % de las enzimas presentes en los momentos de máxima
producción.
El complejo proceso de la digestión-absorción y la producción hormonal variada con acción local en el sistema impide que la secreción del jugo
pancreático alcance su máximo volumen. En el proceso digestivo al tiempo
que se liberan hormonas excitosecretoras, como la secretina y la CCK, se
producen hormonas inhibosecretoras tales como la somatostatlna, el
polipéptido inhibidor pancreático y la insulina que antagonizan, limitando la
secreción pancreática hasta un 70 % de su máximo productivo. Solamente
con la administración exógena de hormonas estimulantes se puede alcanzar el 100 % de la capacidad productora pancreática.
No obstante, el nivel normal de descarga pancreática es lo suficientemente
potente para garantizar el cumplimiento de su función digestiva. Está demostrado el valor de la reserva funcional pancreática al comprobarse que
esta glándula produce aproximadamente diez veces más la cantidad de
enzimas necesarias para satisfacer la hidrólisis de los alimentos. La ablaci ón del 90 % del páncre as no pro duce efecto signifi cativo po r cuanto
218
el 10 % restante es capaz de mantener una adecuada actividad digestiva
en el lumen Intestinal.
La glándula más grande del organismo animal es el hí ga do que se caracteriza por ejercer funciones incretoras y excretoras. La particularidad más
notable es que la misma célula, el hepatocito, realiza ambas funciones y así
vemos que es endocrina cuando vierte por su polo sanguíneo las sustancias
que proceden del tubo digestivo y que previamente había almacenado y puesto
en reserva en su citoplasma, mientras que es exocrina cuando secreta por
su polo biliar, un producto líquido, l a bi l is, de múltiples funciones biológicas.
Las funciones básicas del hígado son:
a) Función vascular de almacena miento y filtra ción de la sangre: El hígado almacena grandes cantidades de sangre durante los períodos de reposo y posteriormente la cede, según las necesidades corporales, al
extremo de que en situaciones de alta necesidad es capaz de incorporar
al torrente sanguíneo un volumen de sangre que es el doble de la que
está recibiendo como respuesta hepática al sistema controlador general
cardiovascular. En el hígado se desarrollan un conjunto de reacciones que
tienden a filtrar o limpiar la sangre de sustancias altamente tóxicas que
se transforman en sustancias de poca o nula toxicidad. En ocasiones
trata de convertir en inofensivas aquellas sustancias que se originan
durante los procesos de putrefacción en el intestino grueso (básicamente en los carnívoros) y que son absorbidas por la mucosa intestinal. Como
acción de filtro de la sangre o acción desintoxicante del hígado se establecen mecanismos como la conjugación con el ácido sulfúrico (formación del indicán urinario que se incrementa con el aumento de los
pr ocesos putre factivo s intestinal es), la conjuga ció n co n el áci do
glucorónico (como respuesta a los fenoles y numerosos medicamentos),
la conjugación con aminoácidos (respuesta ante el ácido benzoico) y la
acetilación (en la neutralización de las sulfamidas), entre otros.
b) F unci ón di gesti va -ex cr eto ra : La función auxiliar en el proceso digestivo la
ejecuta mediante su intervención en el proceso digestivo-absortivo de las
grasas, por la presencia de las sales y ácidos biliares, y su papel excretor
se manifiesta en el proceso de eliminación de sustancias formadas en
varias partes del organismo animal, tales como los pigmentos biliares que
se forman a partir del metabolismo detoxicador de la hemoglobina; estas
funciones son desarrolladas a través de la formación y descarga de la
bilis. La producción de la bilis se efectúa por acción combinada del
hepatocito y del sistema conductor hepático para su almacenamiento
en la vesícula biliar en la mayoría de los mamíferos y aves. La composición y papeles de la bilis se estudian en el aspecto referente al papel del
hígado en el proceso digestivo.
219
c) F uncio nes me tabó li cas: Las funciones metabólicas hepáticas están estrechamente relacionadas con la mayor parte de los sistemas metabólicos
de la economía animal, por lo que participa en el:
– Metabolismo de los glúcidos, al ser un órgano de almacenamiento
importante de glucógeno, propici ar la conversión de galactosa y
levulosa en glucosa, desarrollar la gluconeogénesis y formar muchos
compuestos importantes a partir de productos intermedios del metabolismo glucídico. Las funciones hepáticas están encaminadas fundamentalmente al mantenimiento de la concentración de glucosa en
sangre (normoglicemia), por lo que participa activamente en el control homeostático de la misma al constituirse en el sistema amortiguador de la glicemia, liberando glucosa ante la hipoglicemia o
formando glucógeno ante la hiperglicemia.
– Metabolismo de las grasas, al desarrollar funciones específicas tales
como la beta ox idación de ácidos gr asos y for mación de ácido
acetoacético, formación de lipoproteínas, formación de cantidades
considerables de colesterol, que es imprescindible para la síntesis de
las hormonas esteroidales (adrenales y sexuales) y fosfolípidos, así
como la conversión de grandes cantidades de carbohidratos y proteínas en grasa.
– Metabolismo de las proteinas, al producir desaminación de aminoácidos, formación de urea como vía de eliminación del amoníaco de
los líquidos corporales, formación de proteínas plasmáticas y la
interconvección entre diferentes aminoácidos y otros compuestos
importantes para los procesos metabólicos del organismo animal.
d) Función de depósito de vitaminas y oligo elementos: Al desempeñar una
importante función por su capacidad de almacenar grandes cantidades
de vitaminas A, D, E y B 12 . Este papel de almacén vitamínico hace que en
el caso de la vitamina A, en condiciones nutritivas óptimas, pueda cubrir
las necesidades corporales por tiempo prolongado (más de un año), mientras que en el caso de las vitaminas D y B 2 pueden evitar deficiencias por
varios meses. En sentido general en caso de recibir el organismo un
exceso de vitaminas el hígado responde primero satisfaciendo su capacidad de almacenamiento máximo y después eliminando el exceso mediante desnaturalización y excreción. El hígado es además un importante
órgano de almacenamiento o depósito de minerales como hierro, cobre,
magnesio y zinc. Para el almacenamiento del hierro, el hígado dispone
de una proteína, la apoferritina, que al combinarse con este oligoelemento
forma la ferritina (sistema amortiguador apoferritina-ferritina) que se
desplaza hacia uno u otro sentido, según las necesidades corporales en
función primaria para la formación de los glóbulos rojos o eritrocitos.
220
e) F unció n e ndo cri na -me ta ból i ca. Las hormonas, compuestos químicos
el abor ados por las gl ándulas endo crinas, sufren una progresi va
desnaturalización que se desarrolla casi exclusivamente en el hígado y
por lo tanto este órgano, producto de su capacidad de inactivar la mayor
parte de las hormonas, tiene una importante función reguladora de la
actividad del sistema endocrino. En particular se inactivan en el hígado
las hormonas tiroideas (T3 y T4 ), las hormonas pancreáticas (insulina y
glucagón), las hormonas sexuales (estrógenos, progesterona y testosterona), los co rticoides (mineralocorticoide s y glucocorticoides), la
corticotropina (ACTH) y la antidiurética (ADH).
f) Funci ón en el me canismo de la coa gul ación: Función que desarrolla al
determinar la formación de un conjunto de importantes sustancias que
intervienen en el proceso de la coagulación de la sangre. En el hígado se
sintetizan el fibrinógeno, la protrombina, la globulina aceleradora, el factor VII (convertina), el factor IX (factor antihemofílico B) y el factor X (factor antihemofílico C). Para el cumplimiento satisfactorio de su papel en
el mecanismo de la coagulación, el hígado requiere de un aporte adecuado de vitamina K.
El hígado es una glándula tubulosa, cuyos lóbulos se unen entre sí, a
modo de red, presentando en los vertebrados superiores la organización
más elevada. La estructura hepática difiere también de la estructura de
otras glándulas, por el hecho de recibir la sangre mediante dos troncos
vasculares: la arteria hepática que permite la circulación nutritiva (tejido
intersticial) y la vena porta que es la responsable de la circulación funcional (lobulillos hepáticos); el retorno de la sangre a la circulación mayor se efectúa por las venas suprahepáticas que desembocan en la vena
cava, por lo que las arterias del hígado no marchan junto con las venas,
es decir, el sistema arterial está separado del sistema venoso prácticamente en toda su extensión y solamente al final del mismo, mediante la
red capilar intersticial, desembocará en la vena porta conformando las
raíces internas del sistema portal. En este punto se forma la denominada microcirculación hepática que dará origen a las venas suprahepáticas.
De lo antes expuesto se infiere que el hepatocito es irrigado por sangre
arterial (arteria hepática) y sangre venosa (vena porta).
La microcirculación es la parte más activa de la circulación hepática, puesto que regula la nutrición y función del parénquima y sus tejidos de sostén.
Esta circulación es el resultado de una fusión total de las corrientes arterial
hepática y portal en un delta común; no obstante la sangre arterial con su
elevada presión no cae a manera de una cascada ancha en el lecho
sinusoidal con su bajo nivel de presión, sino que en la arteria hepática la
221
corriente se rompe en millones de riachuelos, pasando cada uno de ellos a
través de una arteriola y esta se convierte en el centro de un glomo
microvascular alrededor del cual está distribuido el parénquima acinar. De
esta forma la microcirculación hepática está organizada en unidades, unidad hepática microcirculatoria (UHM) en la que la presión y el flujo se hallan
primordialmente bajo control arteriolar. La UHM está estructurada alrededor de la arteriola hepática terminal que eventualmente se enrosca como
un plexo de capilares arteriales alrededor del conductillo biliar terminal; los
capilares arteriales se vacían en los sinusoides que se ramifican a partir de
la vénula portal terminal. En resumen la UHM representa la anastomosis
arterioportal, modificada por un acúmulo de sinusoides con sus vasos
aferentes y eferentes, todos dentro de una unidad parenquimatosa, estructural, metabólica y secretora: la unidad hepática funcional (UHF).
El rasgo fundamental del parénquima hepático es su lobulación. Es un principio biológico que las células secretoras se dispongan de una manera definida
alrededor de los vasos aferentes, muy pequeños, de los que depende su nutrición y su función, además poseen una conexión íntima con los canales secretores,
muy pequeños, a través de los cuales descargan todos sus productos.
La unidad anatómico-funcional del hígado son las células hepáticas o
hepatocitos que se disponen a manera radiada y en capas alrededor de la
vena central y entre los sinusoides venosos que en ella desembocan para
constituir el lobulillo hepático o unidad básica de funcionamiento del hígado. Es importante destacar que el dispositivo colector de la bilis, el canalículo
biliar, se superpone al dispositivo vascular, sinusoide venoso, sin que se
produzca contacto físico entre ellos, de manera que el hepatocito será el
punto de división de ambos sistemas de circulación (sangre y bilis) al situarse físicamente entre ellos y por lo tanto no existe posibilidad anatómica
alguna de intercambio de la bilis con la sangre en el parénquima hepático.
En los sinusoides venosos se describe una estructura histológica particular;
por un lado se describe la presencia de células endoteliales típicas en los
capilares que se caracterizan por la existencia entre ellas de poros físicos,
extraordinariamente amplios, que permiten a las sustancias del plasma,
inclusive a las macromoléculas (las proteínas plasmáticas difunden con facilidad) alcanzar el espacio de Disee o estrecho espacio que existe entre las
células endoteliales y los hepatocitos; estos espacios se encuentran unidos
al sistema linfático de manera que puede evacuarse el exceso de líquidos y
regular la concentración proteica del tejido y por otro lado se señala otro
componente particular de la pared del sinusoide venoso que son las células
de Kupffer que sobresalen en la luz del sinusoide y se sitúan por lo ta nto
expue stas dire ctamente a las influencias excitantes de la sangre portal.
222
Debido a su gran aptitud fagocitaria, extraen de la sangre bacterias y otras
sustancias extrañas con gran facilidad y rapidez, cumpliendo un importante
papel protector del hígado en particular y del cuerpo en general. Las células
de Kupffer son en su origen monocitos de la serie blanca que migran al tejido
hepático, madurando para formar parte del sistema de macrófagos tisulares.
El sistema de transporte biliar se origina en los canalículos biliares que desembocan en los conductos biliares y estos a su vez van confluyendo para
constituir los conductos intrahepáticos que convergen, originando los conductos hepáticos derecho e izquierdo para finalmente unirse en el conducto hepático común. La unión del conducto hepático común y el conducto
cístico (procedente de la vesícula biliar) forman el conducto colédoco que
se proyecta oblicua y profundamente en la pared intestinal. A nivel de la
mucosa duodenal, el conducto colédoco en algunas especies desemboca
en una dilataci ón (ampol la de Vale r) junto con el conducto principal
pancreático. En la papila terminal del conducto colédoco se observa un
engrosamiento de la capa muscular circular que forma el esfínter de Oddi.
El sistema conductor biliar es ampliamente convergente. (Ver Fig. 5.21.).
F i gu r a 5.21. Sistemaconductor hepático.
En la mayoría de los mamíferos (incluyendo al humano) la vesícula biliar se
constituye en un órgano de almacenamiento de la bilis en los períodos
interdigestivos. El conducto cístico conecta la vesícula biliar con el conducto
223
colédoco. La vesícula biliar no es un órgano exclusivo de almacenamiento
biliar, sino que además presenta una alta capacidad de reabsorción y secreción de mucus. Es interesante señalar que independientemente de la
importante absorción de agua que aquí se produce, la vesícula biliar no es
capaz de almacenar toda la bilis que elabora el hígado, al extremo que aproximadamente la mitad del volumen fluye en tránsito directo al duodeno sin
pasar por la vesícula. Las células de la mucosa vesicular reabsorben Na+ en
forma activa (ATPasa dependiente) al que sigue por gradiente eléctrico la
reabsorción de iones de Cl– y HCO3 – y agua por ósmosis. La presencia de
células caliciformes en la mucosa vesicular adiciona mucus a la bilis, confiriéndole su consistencia característica. Entre los mamíferos que no poseen
vesícula biliar se encuentran caballo, camello, ciervo, elefante, rinoceronte
y entre las aves la paloma, loro, avestruz, etcétera.
El sistema conductor extrahepático presenta en su túnica media fibras musculares lisas (con predominio de las circulares). La capa muscular es más gruesa
en los herbívoros que en los carnívoros y no es continua en el resto de las
especies animales. Las paredes de los conductos extrahepáticos contienen
también numerosas redes de fibras elásticas. Ambos tipos de fibras (musculares y elásticas) comunican al sistema conductor extrahepático las propiedades
de contractibilidad y elasticidad para el flujo o tránsito de la bilis.
La bilis, elaborada continuamente por los hepatocitos, es al mismo tiempo
una secreción (por su papel en el proceso digestivo) y una excreción (eliminación de productos de desecho como pigmentos biliares, medicamentos,
toxinas, etc). La bilis contenida en el sistema conductor hepático difiere en
composición y propiedades de la bilis vesicular. La bilis hepática es un líquido fluido, transparente, de fácil transporte y de color amarillento, mientras
que la bilis vesicular es espesa, oscura y con alta concentración de componentes orgánicos. La vesícula biliar es capaz de concentrar hasta 40 veces
la bilis que contiene, aunque en algunas especies como los rumiantes y el
cerdo su capacidad de absorción es prácticamente nula. El pH es otra diferencia entre la bilis hepática y vesicular, producto de la reabsorción del HCO3–
por la mucosa vesicular se produce un descenso del pH de 8,2 en la bilis
hepática a 6,5 en la bilis vesicular.
La secreción de los compone nte s de l a bi l is se relaciona en forma dependiente e independiente con la secreción de los ácidos biliares. En la secreción dependiente de los ácidos biliares se alcanza una concentración de
estos cien veces mayor en el sistema conductor que en la sangre portal, por
lo que se supone la existencia de un transporte activo mediado por un carrier
en los hepatocitos y que por gradiente osmótico produce movimientos del
agua hacia los canalículos hasta lograr que la bilis sea isotónica en relación
224
con la sangre, forzando de esta forma el flujo biliar. La secreción independiente de los ácidos biliares tiene como fuerza motriz el transporte activo
de Na+ por las células de los conductos biliares hacia la luz tubular con
arrastre de Cl – por gradiente eléctrico y agua por ósmosis, en tanto que la
secreción de HCO3 – y el arrastre de agua es estimulado por la secretina. A
nivel del hepatocito e independiente de la secreción de los ácidos biliares
se segrega, activamente, bilirrubina, colesterol y fosfolípidos.
Los á ci do s bi li a r es son producidos en el retículo endoplasmático liso de los
hepatocitos, a partir del colesterol obtenido del metabolismo graso del hepatocito
(endógeno) o proporcionado por la dieta (exógeno). La síntesis de los ácidos biliares se corresponde con la más importante vía catabólica del
colesterol. Los ácidos biliares primarios sintetizados son el ácido cólico y el
quenodexocicólico en la mayoría de las especies animales domésticas, y
tienen como núcleo central químico al ciclo pentanoperhidrofenantreno al
igual que la vitamina D, las hormonas esteroidales y el colesterol. Los ácidos biliares se segregan en forma combinada con aminoácidos, acción que
se ejecuta en los microsomas del hepatocito para formar las sales biliares;
al combinarse con los aminoácidos glicina y taurina se forman los ácidos
glicocólico y taurocólico. El ácido taurocólico predomina en perro, gato, rata
y aves, mientras que en herbívoros monogástricos y cerdo todo hace indicar
que el sistema conjugador es específico para el ácido glicocólico. La bilis de
los rumiantes contiene ambos tipos de ácidos conjugados, finalmente, en
su avance por el sistema conductor biliar los ácidos conjugados forman
sales de sodio (carnívoros) o potasio (herbívoros) en función del tipo de
alimentación de la especie.
Los ácidos biliares conjugados son más hidrosolubles que los no conjugados y se disocian más fuertemente. En un pH inferior a 4,0 las sales insolubles precipitan, pero el pH intestinal alcalino les garantiza una buena
solubilidad. Los ácidos biliares forman parte del complejo digestivo-absortivo
intestinal de los lípidos alimentarios, constituyéndose en los compuestos
esenciales para la emulsificación de las grasas al producir las micelas. Una
mol écul a de áci do bi liar pre senta un extr emo hidro soluble (grupos
carboxílicos u OH- ) y un extremo hidrófobo (núcleo esteroide y grupos
metílicos), por lo que reúne las propiedades características de un detergente,
permitiendo que los lípidos sean solubles en agua. Las moléculas de ácidos
biliares forman una película monomolecular en la capa limítrofe de la gota de
grasa entre los medios oleoso y acuoso, presentando los extremos hidrófilos
dirigidos hacia el agua y los hidrófobos (lipófilos) hacia la grasa. En una
solución acuosa, como la que existe en el lumen intestinal, la acción de los
225
ácidos biliares sobre las gotas de grasa del quimo produce los agregados
moleculares ordenados de esta (micelas).
El colesterol y los fosfolípidos pueden ser incorporados al extremo lipófilo
de los ácidos biliares, formándose entonces las llamadas micelas mixtas y de
esta forma el colesterol insoluble entra en solución. Si la concentración del
colesterol sobrepa sa la capacidad de la micela, entonces se precipita en
forma cristal ina, lo que supone un proce so esencial en el origen de los
cálculos biliares de colesterol. Las micelas son considerablemente más pequeñas que las gotitas de grasa emulsificadas de las cuales se derivan, por
lo que se incrementa la superficie de acción de la lipasa pancreática propiciando una adecuada hidrólisis de las grasas en el lumen intestinal. Las
micelas solubles permiten, además, que los lípidos puedan difundir a través de la luz intestinal hacia la capa de agua no agitada para ponerse en
contacto íntimo con la superficie absortiva de la membrana apical de los
enterocitos.
Todos los componentes de las micelas difunden (libremente) al interior de
los enterocitos, al ser solubles en la matriz fosfolipídica de la membrana
apical, con excepción de los ácidos biliares que permanecen en el lumen
intestinal después de separarse de los otros compuestos micelares durante la absorción. Los ácidos biliares que se encuentran en estado relativamente libre de otros Iípidos, en el íleon e intestino grueso, se absorben
pasivamente (50 %), debido a la desconjugación y deshidroxilación bacteriana
que favo rece su l iposolubi lidad y con ella l a difusió n pasiva. En el íleon
terminal se desarrolla un proceso de absorción activa, mediante un mecanismo raro, solo observado para la vitamina B 12 , que opera por medio del
cotransporte del sodio, presentando cinética de saturación e inhibición competitiva. La absorción activa se efectúa, preferentemente, sobre los ácidos
biliares que por su alta polaridad se absorben en forma pasiva como son
los conjugados con taurina. Una pequeña cantidad (7 al 20 %) de los ácidos
biliares escapa al proceso de absorción intestinal y se excretan con las heces fecales.
Tras su absorción, los ácidos biliares regresan al hígado por la vena porta
(circulación entero hepática) y en el hepatocito se reconjugan; una parte de
los ácidos biliares secundarios se rehidroxilan para ser secretados de nuevo al canalículo biliar, de forma tal que las células hepáticas solo tienen que
resintetizar la pequeña parte que se pierde en las heces fecales. La magnitud de absorción de los ácidos biliares de la sangre portal por los hepatocitos,
80 % en el paso de la sangre portal por el hígado, incluso en contra de
concentraciones de hasta 100 veces mayores en los canalículos biliares
supone la existencia de un transporte activo mediado por un carrier; por el
226
gradiente osmótico el agua se mueve de la sangre hacia los canalículos,
determinando la isotonia biliar. La circulación entero hepática de los ácidos
biliares permite, con su recuperación, estimular el funcionamiento de los
hepatocitos (acción colerética de los ácidos biliares). Prácticamente el 90 %
de los ácidos biliares descargados con la bilis al lumen intestinal retornan
al hígado por vía sanguínea, calculándose que los mismos recorren como
promedio 18 veces el circuito entero hepático antes de aparecer en las heces fecales. En el humano la reserva de ácidos biliares experimenta el
reciclaje entero hepático aproximadamente 10 veces al día. Las sales biliares
no se encuentran como tal en las heces fecales, ya que la fracción no absorbida es desdoblada en glicina o taurina que son recuperadas por la mucosa
intestinal y en ácido cólico que se excreta.
Los p igmentos bi l ia r es, formados a partir del metabolismo catabólico de la
hemoglobina, son compuestos que carecen de actividad digestiva, altamente
tóxicos y co munican a la bilis su color. Los pigmentos bil iares son la
bilirrubina, el principal pigmento que comunica a la bilis un color amarillento, y su forma oxidada, la biliverdina, que le da una coloración verdosa, por
lo que dependiendo del contenido variable de ambas, así será el color de la
bilis, según la especie animal. En rumiantes y aves, la bilis tiene una coloración verdosa, en carnívoros y cerdos es castaño-amarillenta y en el caballo
castaño-verdosa. Los pigmentos biliares se producen a partir de la hemoglobina liberada por el estallamiento del glóbulo rojo caduco y se desarrolla
en el sistema retículo-endotelial celular del hepatocito, donde el 80 % se
conjuga con el ácido glucorónico, una pequeña cantidad se sulfata y otra se
elimina como bilirrubina directa. Mientras que la biliverdina se excreta como
tal en las heces fecales, la bilirrubina es transformada, sobre todo en el
colon, por hidrolasas bacterianas en urobilinógeno, que es responsable, junto
a otros productos de desecho de la bilirrubina, del color café característico
de las heces fecales de los animales no herbívoros. Los pigmentos biliares
no realizan función digestiva alguna, sencillamente utilizan la bilis como vía
de excreción. El grado de toxicidad de los pigmentos biliares queda demostrado al producirse la muerte de un conejo posterior a la administración de
una dosis de 0,5 g/kg de peso de bilirrubina, por lo que este efecto excretor
del hepatocito, mediante la bilis, es una importante función detoxicante del
cuerpo animal.
El co l e ste r o l , compuesto precursor de los ácidos biliares, puede ser
secretado como tal por el hepatocito y aparecer en la bilis; es un compuesto
insoluble en agua, pero se solubiliza por la acción hidrotrópica de los ácidos
biliares. La bilis vesicular, debido al poder concentrador de la vesícula, tiene
una mayor concentración de colesterol que la bilis hepática. El colesterol
227
biliar, al alcanzar el lumen intestinal, se mezcla con el colesterol de la dieta
presente en el quimo y ambos son absorbidos por los enterocitos para la
síntesis metabólica de una gran cantidad de compuestos importantes, además por los tejidos corporales como son las hormonas esteroidales, etc.;
moléculas de colesterol pueden ser reincorporadas a la bilis para ser
reexcretadas, por lo que el colesterol participa también en la circulación entero hepática. El nivel de colesterol presente en la bilis depende principalmente
de la cantidad de grasa en la dieta, ya que el hepatocito lo sintetiza aproximadamente en cantidad relacionada con la grasa metabolizada en el cuerpo.
Otros compuestos orgánicos presentes en la bilis son la l eci tina , convertida
en lisolecitina por la lipasa pancreática en el lumen intestinal, con papel cooperante en la emulsión de las grasas con los ácidos biliares (importante en
los rumiantes) y la muci na secretada por las células caliciformes vesiculares
con efecto de consistencia y acción protectora de la mucosa del lumen intestinal. Otros componentes orgánicos de la bilis son nucleoproteínas, triglicéridos,
ácidos grasos libres, vestigios de urea y ácido úrico, etcétera.
Los compo nente s i nor gá nicos de la bilis son prácticamente similares a los
presentes en el plasma, por lo que contienen agua, Na+ , Ca++ , K+ , Mg++ , Cl – y
HCO3 – . La bilis es una solución aproximadamente isotónica, correspondiéndole a los electrolitos más ligeros ser la fracción más importante de la actividad osmótica total; el sodio es el catión más abundante de la bilis. La
suma de las concentraciones de aniones inorgánicos en la bilis equivale a
la suma de las concentraciones totales de cationes menos la concentración total de ácidos biliares, por lo que los aniones inorgánicos, de los cuales e l Cl – y el HCO3 – son los más abundante s, a menudo, presentan
concentraciones totales mucho menores en la bilis que en el plasma, mientras que la concentración de cationes es generalmente mucho mayor en la
bilis que en el plasma. La concentración de HCO3 – puede resultar bastante
elevada por acción estimulante de la secretina y en algunas especies como
conejo y cobayo se encuentra en un nivel elevado. Comparativamente la
bilis hepática del perro presenta concentraciones superiores de cationes a
la del humano y conejo, por lo que la composición electrolítica de la bilis
depende de la especie animal.
Tomando en consideración los componentes y sus acciones fisiológicas se
puede concluir que la bilis desarrolla las funciones siguientes: participa
activamente en el proceso de digestión y absorción de las grasas, en la
absorción de las vitaminas liposolubles (A,D,E,K), posee efecto colerético
(mediante la circulación entero hepática de los ácidos biliares), es una vía
de elimi nació n de fárma cos (clora nfenicol, e tc.) y de susta ncias tóxi cas
(pi gmentos bilia res), intensi fica el p eristalti smo del i ntestino delgado y
228
modera la contractibilidad del intestino grueso, favorece la defecación, colorea las heces fecales y posee un efecto bacteriostático, ejerciendo una
acción antipútrida al oponerse a la multiplicación de microorganismos
anaeróbicos.
Las sustancias que estimulan la producción de bilis por el hepatocito y el
sistema conductor biliar se denominan sustancias coleréticas. La p r oducci ó n de bi l i s es un proceso continuo que tiene como punto inicial a los
canalículos biliares producto de la acción de los hepatocitos. Las células
hepá ticas segregan una diversidad de compuestos al inte rior de los
canalículos biliares, mediante diversos mecanismos de transporte, evidentemente diferentes (secreción activa, difusión y ultrafiltración), los cuales
no solamente cumplen una función excretoria sino que también parecen
proporcionar la fuerza osmótica impulsora para la producción de la misma
bilis al propiciar el arrastre de agua hacia el lumen canalicular.
La bilis se secreta sin ninguna oposición hidrostática. Su formación, al igual
que los procesos de secreción en otras glándulas exocrinas y contrariamente
a la formación del filtrado glomerular en las nefronas renales, depende de
la energía suministrada por fuentes químicas locales más que por el efecto
de presión del sistema cardiovascular. Los posibles mecanismos de conversión de la energía metabólica en el flujo hidráulico están dados posiblemente por transporte activo de soluto conducente a un flujo osmótico local
y a la formación de vacuolas secretorias, pinocitosis o exocitosis. Normalmente los ácidos biliares conjugados representan la proporción más importante del soluto transportado activamente, donde su rapidez de excreción
es uno de los mayores determinantes de la velocidad de producción de la
bilis, constituyéndose en el “factor primario” iniciador del flujo de bilis
canalicular. La interrupción de la circulación entero hepática de los ácidos
biliares por desviación biliar aguda provoca una fuerte reducción del flujo
biliar en el humano. Una vez iniciado el mecanismo osmótico primario por
la secreción de ácidos biliares, los solutos adicionales son transportados
hacia el canalículo por una combinación pasiva de un proceso de difusión y
arrastre, debido al solvente, mientras que estos solutos, a su vez, provocan
un arrastre osmótico adicional de agua.
Los conductos biliares pueden modificar la bilis primaria de varias formas y,
por tanto, ejercer una profunda influencia sobre el flujo y composición del
producto final. Las paredes del sistema conductor biliar son permeables al
sodio y potasio y menos permeables a los aniones inorgánicos. En ciertas
circunstancias los conductos biliares pueden concentrar los constituyentes
orgánicos de la bilis al absorber agua y electrolitos inorgánicos, mientras que
en otra s situaci ones los conductos cumplen una función secre tora , es
229
decir, diluyente. Por lo antes expresado la bilis que se descarga en la luz
intestinal es la resultante de la actividad sinérgica de las células hepáticas
o hepatocitos, las células del sistema conductor y las de la mucosa vesicular.
El volumen de producción de bilis está dado por un conjunto de factores
que lo determinan, en primer lugar aparece el efecto colerético de los ácidos
biliares que retornan al hígado mediante la circulación entero hepática y que
resultan el estímulo más potente para la producción biliar. Un mecanismo
neurohormonal está controlando también la producción biliar y así tenemos
que se ha comprobado en el perro y el humano que la estimulación del
nervio vago (parasimpático) tiene efecto colerético, siendo lógico por cuanto el vago se encuentra estimulando todo el proceso digestivo y, al igual que
es la vía para la descarga síquica o refleja condicionada de la saliva, el jugo
gástrico y el jugo pancreático son también excitantes para la producción de
bilis.
En los factores hormonales la acción más sorprendente corresponde a la
secretina; la respuesta típica a esta hormona del sistema digestivo se expresa mediante un incremento del flujo de bilis y una reducción recíproca
en las concentraciones de sales y pigmentos biliares. El incremento del flujo biliar que tiene lugar con la acidificación del duodeno (por la presencia de
un quimo muy ácido) se debe a la acción de la secretina, aunque el trayecto
biliar responde solamente del 0,5 % al 10 % de la respuesta pancreática a
esta hormona. Al igual que sucede con la estimulación del páncreas, la
secretina provoca un fuerte incremento en la concentración biliar del bicarbonato, a pesar de que varias evidencias indican que esta hormona intestinal actúa predominantemente, no de forma exclusiva, en el sentido de
estimular la producción de líquidos por el sistema de conductos biliares en
lugar de en los canalículos. La coleresis producida por la secretina va acompañada por un leve aumento de la osmolaridad de la bilis y por una mayor
electronegatividad en la luz de los conductos (HCO3 – y/o CI– ). Todo hace
indicar, hasta el momento, que el conejo es la única especie en donde la
secretina no tiene acción colerética. Actividad colerética también se le atribuye a la CCK, gastrina, histamina, glucagón e hidrocortisona.
Las sustancias que provocan el vaciamiento o descarga vesicular se denominan sustancias colagogas. La descar ga o va cia mie nto de l a ve sí cul a
bi li a r es un proceso periódico que se encuentra, generalmente, asociado a
la actividad digestiva. La bilis, a medida que se elabora, es transportada
por el sistema conductor en función, principalmente, del efecto de la diferencia de presión (acción hidrostática) y del efecto elástico-muscular del
sistema conductor (acción presora), pero al estar cerrado el esfínter de Oddi
entonces se va almacenando en la vesícula biliar (via cística). La vesícula
230
biliar es un receptáculo para la bilis en forma de un saco piriforme que
presenta su interior tapizado por tejido epitelial cilíndrico (sus células están
provistas de un borde estriado para la absorción) y una mucosa que se
dispone en múltiples pliegues. La vesícula biliar también se caracteriza por
presentar muchas fibras elásticas en su cuerpo, mientras que en la región
del cuello se encuentran glándulas de tipo tubuloalveolares productoras del
moco vesicular. (Ver Fig. 5.22.).
F i gur a 5.22. Factores que determinan la producción y secreción biliar.
Los papeles fisiológicos de la vesícula biliar son: 1) almacenamiento de la
bilis durante los períodos interdigestivos y su ulterior descarga rítmica hacia
la luz intestinal durante los períodos digestivos, 2) concentración de la bilis
producto de la reabsorción de agua debido a la capacidad absortiva de la mucosa vesicular epitelial, 3) modificación ligera del pH de la bilis por la absorción de cloruros y bicarbonatos, 4) comunicarle a la bilis consistencia
mucoide por la acción del mucus elaborado en ella y 5) como órgano regulador de la presión en el sistema transportador hepático, al relajarse su
pared a medida que se va repletando lentamente, logrando una reducción
en su espesor hasta de 1/15 de su espesor inicial, de manera que la vesícula va adaptándose a su contenido sin que aumente la presión intravesicular, lo que le confiere una gran capacidad de almacenamiento hasta un
punto determinado (función de plasticidad). En los animales que no tienen
vesícula biliar, como el caballo, se plantea una acción deshidratante o
concen-tradora a nivel del conducto hepático común o colédoco.
231
La ingestión de alimentos y su efecto estimulante por vía vagal, la secretina,
las sales biliares y el aumento en la irrigación sanguínea hepática tienen
efecto colerético y por lo tanto son estímulos positivos que incrementan la
producción de bilis por los hepatocitos. El vaciamiento vesicular es la resultante de influencias neurohormonales, por lo que se debe tomar en consideración el momento digestivo.
En los períodos digestivos, la descarga biliar está dada por la relación mucosa intestinal, vesícula biliar y esfínter de Oddi. Cuando el quimo alcanza
el duodeno y en función de la constitución, principalmente en grasas, las
células endocrinas de la mucosa se estimulan, secretando CCK que por vía
sanguínea produce contracción de la vesícula biliar y relajación del esfínter
de Oddi. La contracción de la vesícula biliar se ejecuta por dos procesos
motores, primero se produce una contracción tónica que reduce el diámetro vesicular y después se producen contracciones fásicas en frecuencia
entre 2 y 10 minutos, según la especie animal, que incrementan la presión
intravesical en alrededor de 30 mm de Hg. La contracción vesicular comienza ya a los 2 minutos, tras el contacto de la mucosa duodenal con los productos grasos del quimo y el vaciamiento completo se alcanza entre los
siguientes I5 a 90 minutos. Es interesante señalar que la CCK utiliza el GMPc
(guanosin monofosfato cíclico) como mediador intracelular en lugar del universal AMPc. El esfínter de Oddi relajado solo se abre para permitir la descarga de varios mililitros de bilis al paso de una onda peristáltica intestinal, lo
que garantiza su distribución homogénea digestiva.
Los ácidos biliares que llegan al hígado, por medio de la circulación portal,
estimulan la síntesis biliar, entonces, se inicia un sistema de retroalimentación positiva cuando la vesícula biliar se contrae y se descarga a la luz intestinal. La síntesis rápida de bilis continúa siempre y cuando el esfínter de
Oddi se encuentre abierto y la vesícula biliar contraída. Al término de la digestión de las grasas se detiene la secreción de CCK, por lo que la vesícula biliar
se relaja y el esfínter de Oddi se cierra, siendo redirigida la bilis hacia la vesícula y al no llegar los ácidos biliares al intestino se interrumpe la circulación
entero hepática de estos, por lo que el efecto colerético se reduce y la bilis
fluye lentamente hacia el intestino. En principio por su efecto retroalimentador positivo, todas las sustancias coleréticas son colagogas y viceversa.
En los períodos interdigestivos, es decir, en el tiempo que media entre el fin
de la digestión intestinal de una comida y la digestión de la siguiente no es
común que se produzca el vaciamiento vesicular, por cuanto en este lapsos
de tiempo la vesícula va adaptándose al volumen de bilis que llega y cumple
su función de almacenamiento, pero si no se produce la ingestión de comida en el tiempo normal y por lo tanto el período interdigestivo se prolonga,
232
mayor cantidad de bilis se irá almacenando en la vesícula hasta llegar a un
límite tolerante en donde la capacidad de almacenamiento por acomodación vesicular alcanza su máxima posibilidad y la presión intravesicular se
incrementa con su consiguiente repercusión sobre la presión en todo el
sistema conductor hepático; en este momento y para evitar alteración funcional del hígado es necesario producir el vaciamiento vesicular y esto se
conoce con el nombre de descarga vesicular en vacío. La descarga vesicular
en vacío es de tipo neurógena intrínseca, ya que se origina por la estimulación
de los plexos intramurales císticos y vesiculares, debido al aumento de la
presión vesicular que determina la contracción local de la vesícula con relajación simultánea del esfínter de Oddi y descarga de la bilis a la luz intestinal en volúmenes importantes.
El sistema nervioso vegetativo controla también la descarga o vaciamiento
vesicular. La estimulación del nervio vago (parasimpático) produce contracción vesicular con relajación del esfínter de Oddi, lo que explica que a partir
de estímulos condicionados (visuales, olfatorios y auditivos) se instauran
reflejos condicionados (hasta síquicos en el humano) que producen la descarga vesicular vía vagal. La estimulación del nervio esplácnico (simpático)
determina un efecto inhibidor.
En los animales que no poseen vesícula biliar (caballo, rata, paloma, etc.) con
proceso digestivo continuo parece que el esfínter de Oddi no es funcional y la
bilis es secretada hacia el lumen duodenal durante todo momento circadiano.
En los rumiantes, que tienen vesícula biliar y proceso digestivo continuo, la
bilis vesicular es muy parecida a la hepática por el poco tiempo de almacenamiento. No obstante lo señalado independientemente a la existencia o
no de la vesícula biliar, la producción de bilis por el hígado siempre supera
con creces la capacidad de almacenamiento, por lo que volúmenes de bilis
se descargarán al intestino directamente.
La a ctividad motor a de l i ntesti no del ga do se debe a la relación funcional
que se establece entre los órganos efectores de la acción mecánica (musculatura lisa) y los órganos controladores de la acción mecánica (inervación
intrínseca y extrínseca).
El tubo intestinal tiene constituida su pared por cuatro capas o túnicas:
mucosa, submucosa, muscular y serosa. La túnica muscular, responsable
de la actividad mecánica motora, está formada por fibras musculares lisas
de tipo longitudinal (externa) y circular (interna). Una tercera capa muscular,
mucho más fina y menos potente, localizada entre la lámina propia de la
mucosa y la submucosa es la muscularis mucosae. El control de la actividad motora intestinal está dado intrínsecamente por los plexos intramurales
de Auerbach (mientérico) y de Meissner (submucoso) y extrínsecamente
233
por el sistema nervioso vegetativo (parasimpático y simpático), además la
acción de numerosas hormonas, la mayoría de procedencia gastrointestinal.
El movimiento de la pared intestinal se conoce como motilidad, ya que se
corresponde con la contracción de fibras musculares lisas. Este movimiento puede ser de naturaleza propulsiva, retentiva o de mezclado, caracterizándose porque le corresponde al mismo órgano (intestino) bombear y
conducir el contenido. El tiempo que toma el material para viajar de una
parte del intestino a otra se conoce como tiempo de tránsito, observándose
una relación inversamente proporcional entre la actividad motora propulsora
y el tiempo de tránsito, de manera que si aumenta la primera, disminuye el
segundo.
A nivel intestinal, le corresponde al segmento duodenal actuar como un
marcapaso al producir cambios en forma rápida del potencial de membrana que se propagan en dirección aboral, alejándose del esfínter del píloro.
Estas ondas despolarizantes se conocen como ondas lentas o ritmo eléctrico básico y son idénticas a un potencial postsináptico excitatorio (EPSP)
como ocurre en las membranas celulares. Las ondas lentas en el intestino
delgado del perro se suceden con una frecuencia aproximada de 20/min.
En el estómago y colon son considerablemente menos frecuentes al producirse alrededor de 5/min. El ritmo de producción de las ondas lentas varía
con la especie animal. Estudios efectuados en el colon del gato muestran
que el origen de las ondas lentas (slow waves) se produce en la capa circular, observándose una relación constante de 1:1 entre las ondas lentas y las
contracciones mecánicas, de forma tal que el ritmo eléctrico de base (BER)
se asocia al síndrome mecánico de base (BMS). Los potenciales rápidos
que se producen aisladamente o que se superponen a las ondas lentas,
provocan las contracciones más fuertes de tipo tónico.
Uno de los factores que parece determinar la actividad de ondas lentas en
el tubo gastro intestina l e s l a r ela ció n e ntr e l as fibras muscular es
longitudinales y circulares, lo que explica de una parte la lentitud del ritmo
gástrico en relación con el intestinal y de otra parte las variaciones de frecuencia de la actividad de ondas lentas en función de la especie animal y el
segmento intestinal. Las ondas lentas son una propiedad del músculo liso
gastrointestinal que pueden ser modificadas en amplitud y, en menor efecto, en frecuencia por el sistema neuroendocrino. La unión entre las ondas
lentas y las contracciones musculares están también sometidas al control
neuroendocrino.
La función de las ondas lentas parece ser la de sincronizar las contracciones de la masa muscular gastrointestinal, con la finalidad de que el músculo funcione eficientemente, para lo cual se deben contraer simultáneamente
234
todas o muchas de las células musculares presentes en una capa o segmento intestinal. Lo planteado puede ejemplificarse con la capa de músculo circular en donde el contenido del círculo de un segmento intestinal no
podría ser comprimido por fuerza si no se contraen la totalidad de las fibras
de la circunferencia al mismo tiempo.
La actividad motora intestinal garantiza la continuidad del proceso reductor
en talla física de las partículas alimentarias, la adecuada mezcla de las enzimas
digestivas con el quimo para favorecer el proceso hidrolizante reductor en
talla química, mejorar la actividad de absorción al renovar las porciones del
quimo en contacto con la mucosa y producir el tránsito en dirección caudal
al tiempo que favorece el flujo sanguíneo y linfático en la pared intestinal.
Los movimientos del intestino delgado se producen en dos períodos distintos, según el momento digestivo, por lo cual serán durante la digestión propiamente dicha y durante el período interdigestivo, cuando existe poco
alimento en el lumen intestinal.
La acti vidad mo to ra en el perí odo digestivo comprende dos tipos principales de movimientos mezcladores o patrón no propulsivo y propulsivo. En el
patrón no propulsivo se describen tres tipos de movimientos: tónicos, de
segmentación y pendulares.
Los movi mie ntos tóni cos son cambios locales en la frecuencia o grado de
contracción de la musculatura lisa, produciéndose lentamente y a todo lo
largo del tracto digestivo, independientemente del volumen o naturaleza
del contenido. Estos movimientos están relacionados con el diámetro del
tubo intestinal, de manera que un aumento del tono reduce la luz, mientras
que una disminución del mismo (relajamiento) aumenta la luz, es decir,
existe una relación inversamente proporcional entre el grado de tonicidad y
el diámetro intestinal. (Ver Fig. 5.23.).
F i gu r a 5.23. Cambios en eltono muscular intestinal.
235
Los movi mi entos de se gme ntaci ón pueden desarrollarse en varias áreas
diferentes del tracto intestinal al mismo tiempo, de igual forma pueden desaparecer en un segmento al tiempo que se inician en otro. Son movimientos
que fraccionan el contenido intestinal de manera que garantizan una adecuada mezcla al tiempo que renuevan los volúmenes de quimo en contacto
con la mucosa, facilitando por lo tanto los procesos de digestión y absorción.
Los movimientos de segmentación son responsabilidad de la musculatura
circular y se traducen en contracciones anulares de una parte situada entre
dos zonas en reposo, es decir, se observa una especie de fraccionamiento
del segmento intestinal en donde nuevas contracciones anulares se van
produciendo en distintas partes cambiando la longitud de los segmentos
intestinales (un segmento intestinal es la porción de intestino situada entre
dos contracciones anulares). (Ver Fig. 5.24.).
F i gu r a 5.24. Movimientos de segmentación rítmica. Actividad alternante de relajación (A) y
contracción (B) para un mismo segmento intestinal. Notar la acción de flujo-reflujo
Los movi mi e nto s p e ndula r es se deben a la contracción rítmica alternante
de la musculatura longitudinal lateral de un segmento intestinal, dando la
impresión de que el segmento intestinal oscila como un péndulo. La actividad pendular se describe en varias especies animales, pero es en el intestino de l conejo donde se observan con mayor facilidad. Este tipo de
movimiento es una reacción rítmica local de las fibras longitudinales ante la
elongación o estiramiento, por lo que puede trasladarse tanto en sentido
oral como aboral. (Ver Fig. 5.25.).
236
F i gur a 5.25. Movimientos pendularespor contracción alternante de las fibras
longitudinales.
La actividad propulsiva intestinal está constituida por las co ntr acci o ne s
p e ri stál ti ca s en fase de migración con el desplazamiento de las ondas lentas, por lo que el contenido intestinal se desplaza lentamente sobre segmentos cortos del intestino en sentido caudal y luego se diluyen de manera
que el contenido del lumen intestinal es propulsado en sentido aboral por
una distancia corta y después es sometido a contracciones segmentarias
adici onales y a una actividad de me zclado. Con una vel ocidad media de
1 a 4 cm/min, en el humano, el contenido llega al ciego aproximadamente
entre 2 y IO horas, ya que el tiempo de tránsito está influenciado por la
composición de los alimentos y disminuido siguiendo la secuencia carbohidratos>pro teínas>gr asas. Las contracciones pe ristálticas pueden producir se también en segme ntos largo s que incrementan la velocidad de
tránsito intestinal. (Ver Fig. 5.26.).
F i gu r a 5.26. Movimientosperistálticos.
237
En la fase digestiva se desarrolla con importancia absortiva la a cti vi da d
mo tr i z de l a s ve l l o si da de s. Por la actividad contráctil de la muscularis
mucosae, las vellosidades se acortan rítmicamente, entre 3-4 veces/min,
como un acordeón hacia su extremo fijo, agitando la capa líquida en reposo
adyacente a la mucosa (unstirred layer), favoreciendo la absorción al tiempo
que produce el vaciamiento del quilífero central (conducto linfático) e impulsa la circulación sanguínea. Este tipo de movimiento se describe en todas las
especies animales, observándose un gradiente de frecuencia entre las regiones proximal y distal del intestino con una actividad máxima duodenal. La pared intestinal desarrolla un movimiento de defensa, el reflejo de Exner, al
contraerse la muscularis mucosae ante un objeto puntiagudo. (Ver Fig. 5.27.).
F i gu r a 5.27. Movimientos de las vellosidades y reflejo defensivo de Exner.
En el pe rí odo i nter di gesti vo tiene lugar un movimiento dirigido, propulsivo,
de ondas de contracción peristálticas poderosas que barren sobre una longitud grande del intestino delgado, en ocasiones atravesando todo este
segmento intestinal. Esta actividad peristáltica de tipo propulsiva que se
denomina “complejo motor migrante” o “complejo mioeléctrico migratorio”
(CMM), está representada por la actividad motora fásica en las pautas digestivas y ejecutan transporte oral-aboral del contenido intestinal. En los
animales monogástricos, carnívoros y omnívoros, que presentan actividad
digestiva intermitente con períodos digestivos e interdigestivos alternantes,
durante la pauta interdigestiva, cuando el estómago y el intestino delgado
no contienen restos apreciables de alimentos, es que se instaura el CMM.
Por lo general el duodeno alberga una población relativamente pequeña de
bacterias que van aumentando hacia el íleon, donde se localiza un número
considerable de organismos bacterianos. El segmento cecocólico se encuentra fuertemente colonizado por numerosas especies de bacterias que desarrollan una importante actividad digestiva de relevante valor en herbívoros
monogástricos y omnívoros. El CMM coopera en impedir la migración retrógrada bacteriana del íleon para el duodeno. En el humano se ha observado que
238
pacientes con colonias patológicas bacterianas en el intestino delgado tenían trastornado el CMM.
En el intestino delgado, sin relacionarse con el momento del proceso digestivo, se describe el desarrollo de un tipo de movimiento defensivo conocido
como reflejo de Exner que se ejecuta por retracción de la muscularis mucosae
ante la estimulación de la mucosa por un objeto punzante, evitando la perforación de la pared intestinal.
La inervación intrínseca comprende los plexos mientéricos o de Auerbach
situados en la capa media de fibras musculares lisas entre las longitudinales
y las circulares y los plexos submucosos o de Meissner localizados en la
submucosa. Las fibras eferentes del plexo mientérico terminan en las fibras
musculares lisas, por lo que tienen influencias sobre el tono muscular y el
ritmo de contracción y en el plexo submucoso, mientras las fibras eferentes
del plexo submucoso finalizan en la muscularis mucosae y en la mucosa
intestinal, influyendo en la actividad absortiva y secretora. Ambos plexos reciben impulsos sensoriales de los mecanorreceptores y nociceptores que transmiten por vía aferente al sistema nervioso central y reciben eferencias motoras
del sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso extrínseco se corresponde con el sistema vegetativo en donde el parasimpático, con acción
excitomotora y excitosecretora está representado por el nervio vago (origen
en la médula oblonga) que inerva desde la boca hasta el colon proximal y el
nervio pélvico con origen en la médula sacra (S2 -S4 ) que inerva el colon
distal, recto y ano. Las fibras preganglionares terminan en los plexos intrínsecos y las postganglionares en los órganos efectores, correspondiéndole a
la acetilcolina ser en ambos casos la sustancia neurotransmisora excitadora
que actúa en las células ganglionares sobre los receptores nicotínicos y en
las células efectoras sobre los receptores muscarínicos.
El simpático, con efecto inhibomotor e inhibosecretor, tiene origen medular
(T1 a L3 ) y relevo simpático en los ganglios celíaco (duodeno), mesentérico
anterior (resto del intestino delgado y parte proximal del intestino grueso) y
mesentérico posterior (intestino grueso distal). El neurotransmisor simpático preganglionar es la acetilcolina y el postganglionar la noradrenalina. Las
fibras vegetativas aferentes cursan por ambos sistemas vegetativos y conducen al SNC impulsos para la percepción consciente o la inducción de
reflejos autonómicos.
Las neuronas co linérgica s que secr etan aceti lcolina son excitadoras,
incrementando el proceso motor muscular y las secreciones glandulares.
Las neuronas no colinérgicas contienen varios tipos de sustancias transmisoras, generalmente de naturaleza peptídica, con efecto diferente como
son el péptido intestinal vasoactivo (VIP) que produce vasodilatación vascular
239
y relajación de la musculatura lisa (acción inhibidora), la sustancia P que
esti mula l a contracció n muscular intestinal (acción e xcitadora) y las
encefalinas y endorfinas con efecto inhibomotor.
La información sensorial para los plexos intrínsecos procede localmente de
receptores que se localizan en la mucosa, quimiorreceptores, que vigilan
las condiciones químicas del lumen intestinal para la regulación de las
secreciones digestivas y receptores que se localizan en la capa muscular,
mecanorreceptores, que vigilan el grado de distensión de la pared intestinal para la respuesta motora.
A manera de resumen las causas que influyen sobre la actividad motora
intestinal son: mecánicas producto de la distensión por la llegada del quimo,
quí mi ca s por la irritación de ácidos, álcalis y algunas sales al contacto con
la mucosa que incluso pueden intensificar marcadamente el proceso contráctil motor, al extremo de provocar la denominada acometida peristáltica,
que es una onda enérgica propulsora que avanza en corto tiempo a lo largo
del intestino delgado descargando su contenido en el ciego a través de la
válvula ileocecal, por lo que alivia al intestino delgado y por la compo sició n
de l qui mo (proteínas, lípidos y carbohidratos) que influyen sobre la actividad motora intestinal. La causa nerviosa puede influir con efecto excitador
o inhibidor. Como causas nerviosas excitantes están el reflejo gastroentérico
desencadenado por la distensión gástrica y conducido a lo largo del intestino por el sistema del plexo mientérico que aumenta globalmente la excitabilidad intestinal (motora y secretora) y la estimulación del parasimpático que
tiene efecto excitomotor generalizado. Las causas nerviosas inhibidoras se
deben a señales sensitivas que alcanzan la médula espinal y que posteriormente son enviadas hacia el intestino por vía simpática mediante los nervios esplácnicos; entre las señales vegetativas inhibidoras de la motilidad
intestinal se describe la distensión exagerada o irritación muy fuerte de la
pared intestinal que produce disminución motora de otros segmentos con
aumento de la motilidad en la zona afectada para expulsar el contenido
estimulador (reflejo entero-entérico), la distensión exagerada o la irritación
del peritoneo (reflejo peritoneo-entérico), irritaciones renales (reflejo renoentérico), irritaciones vesicales (reflejo vésico-entérico) e irritaciones fuertes de la piel abdominal (reflejo somato-entérico). La estimulación simpática
tiene efecto inhibomotor generalizado sobre la actividad gastrointestinal.
En el estudio de las causas nerviosas no es posible dejar de mencionar la
influencia que tiene el sistema nervioso central, vía vegetativo, sobre los procesos secreto-motores intestinales. El estado emocional, el miedo, la rabia y
el dolor poseen un efecto inhibidor de la actividad motora por excitación
simpática, aunque en algunas situaciones, provocadas por emociones fuertes,
240
se produce un flujo nervioso que genera una extrema actividad peristáltica
como acontece ante un estado de miedo impresionante (terror). Estímulos
excitatorios procedentes de los órganos de los sentidos (vista, olfato, oído y
gusto) y en el caso del humano el simple pensamiento en alguna comida
apetitosa, desencadena los reflejos condicionados que por vía vagal producen efectos excitadores secretores-motores.
TRÁNSITO POR EL ESFÍNTER ILEO CECAL
Los constituyentes del quimo no digerido o absorbidos en el intestino delgado alcanzan la primera porción del intestino grueso, el ciego, a través del
esfínter ileocecal. La disposición anatómica de este esfínter facilita el tránsito hacia el ciego, pero lo dificulta extraordinariamente en sentido contrario. El reflujo del contenido cecal hacia el íleon se produce solamente en
condiciones excepcionales.
En el punto de unión ileocecal se constituye una estructura anatómica muy
interesante; los últimos centímetros ileales tienen bien desarrollada la capa
muscular circular (esfínter ileocecal) y en muchas especies animales, existe
un colgajo o proyección de la mucosa ileal en el ciego (válvula ileocecal),
que se comporta como una válvula unidireccional que bloquea aún más la
posibilidad de retorno del contenido cecocólico hacia el íleon. El sistema
ileocecal (esfínter) se mantiene en principio siempre contraído tónicamente,
por lo que separa físicamente los “procesos limpios” del intestino delgado
de los “procesos sucios” del intestino grueso, garantizando la existencia de
una barrera anátomo-fisiológica que impide una colonización bacteriana
elevada en el íleon.
La Ilegada del quimo al íleon terminal no implica necesariamente su evacuación rápida hacia el ciego, ya que este quimo puede permanecer por
varias horas en el lumen ileal, incrementando el tiempo de digestión-absorción. El esfínter ileocecal se abre ante la distensión aboral ileal precedente
al avance de un complejo mientérico migratorio (CMM), permitiendo el paso
de varios mililitros de quimo al ciego.
La energía de contracción del esfínter ileocecal representa del lado ileal
una presión aproximada de 20 mm de Hg y del lado cecal del doble (40 mm
de Hg), lo que explica la facilidad del tránsito en el sentido aboral y la dificultad en el sentido oral.
El control del cierre o apertura del esfínter ileocecal depende del origen del
estímulo. El estímulo más importante para su apertura se corresponde con
el reflejo gastroileal, en donde posterior a la comida y a medida que se
241
incrementa la actividad motora gástrica se producen impulsos nerviosos
positivos que determinan la creación de complejos mientéricos migratorios
(CMM) en el íleon terminal acompañados del relajamiento del esfínter
ileocecal con el consiguiente paso del quimo hacia el ciego. Este reflejo es
importante por cuanto permite el vaciamiento de parte del quimo del intestino delgado antes que llegue a este el quimo fresco de la última comida. Al
tiempo que describimos el reflejo gastroileal consideramos necesario explicar también el reflejo ileogástrico que actúa en sentido inverso, y así tenemos que la distensión del íleon produce un reflejo inhibidor de la motilidad
gástrica que impide o retarda el vaciamiento del estómago. Este mecanismo hace que cuando la parte distal del intestino delgado esté distendida
por el quimo se demore su evacuación del estómago, permitiendo una mejor absorción antes que el quimo fresco procedente de la última comida
acumulada en el estómago inicie su avance o tránsito. Como puede observarse existe una estrecha relación funcional entre el vaciamiento gástrico y
el vaciamiento del intestino delgado, asegurándose de esta forma una
optimización en la digestión y absorción de los alimentos. La vía nerviosa que
siguen estos impulsos controladores, en ambos sentidos, está dada fundamentalmente por aferentes y eferentes viscerales y por las fibras vagales.
Como el órgano que recibe el quimo que transita a través del esfínter ileocecal
es el ciego, entonces este segmento intestinal grueso necesariamente debe
poseer una función controladora sobre el esfínter ileocecal. La función
controladora del ciego se manifiesta en un incremento en la energía del
cierre esfinteriano cuando el volumen de ocupación cecal es elevado, por lo
que retrasa la llegada de nuevos volúmenes de quimo, demostrando que el
proceso digestivo está dado por procesos dependientes, concatenados y
secuentes. Un efecto similar acontece ante estados irritativos cecales, como
ocurre en la apendicitis. La relación cecoileal se establece mediante la vía
intrínseca de los plexos mientéricos de Auerbach.
EL PROCESO DIG ESTIVO Y LA MOTILID AD DEL INTESTINO G RUESO
Anatómicamente constituido por tres segmentos (ciego, colon y recto) presenta como límite anterior al esfínter ileocecal y como límite posterior al
ano. La importancia fisiológica de esta parte del tubo gastrointestinal en los
procesos de digestión-absorción depende de la especie animal, siendo superior en los herbívoros y omnívoros que en los carnívoros, por cuanto estas
especies prácticamente culminan la actividad digestiva en el intestino delgado. En los herbívoros la actividad del intestino grueso alcanza un valor
más r elevante en los monogástrico s (fermentación cecal) que e n los
242
poligástricos (fermentación ruminal). La mucosa del intestino grueso está
revestida casi por completo por células caliciformes que secretan un mucus
con elevada concentración de CO3 H– , correspondiéndole al contacto con el
quimo ser la causa primaria de su secreción, se plantea que sus funciones
son evitar les lesiones de la mucosa al tiempo que la protegen de los ácidos
producidos por la intensa actividad bacteriana que se desarrolla en la masa
fecal.
El volumen, la relación entre sus segmentos y la conformación macroscópica
varía considerablemente entre las diferentes especies de animales, aunque
histológicamente su conformación general es bastante parecida. Los herbívoros monogástricos, como caballo y conejo, poseen un segmento cecocólico bien desarrollado, voluminoso y saculado, mientras que en los poligástricos (rumiantes) se describe menos desarrollado, más pequeño y sin
saculaciones. Como puede apreciarse el desarrollo anatómico está estrechamente relacionado con el proceso de digestión de la celulosa. En los
carnívoros, el intestino grueso es relativamente pequeño con ciego poco desarrollado y colon bastante corto sin saculaciones. Los omnívoros (humano,
cerdo) tienen un desarrollo intermedio con la característica de que su valor en
el proceso digestivo depende del tipo de alimentación que predomine.
El ciego es un saco situado entre el íleon y el colon. En la mayoría de las
especies animales (cerdo, perro, gato, carnero, etc.), se describe la presencia del esfínter ileocecal, pero no existe estructura esfinteriana en la unión
cecocólica, por lo que el quimo procedente del intestino delgado puede alcanzar tanto al ciego como al colon. En el caballo la existencia del esfínter
ileocecal se acompaña del esfínter cecocólico, por lo que aparece una estructura controladora del tránsito hacia el colon y al mismo tiempo fuerza al quimo
a efectuar una estancia cecal más prolongada antes de alcanzar el colon,
además en esta especie la proyección de la mucosa ileal dentro del ciego
(válvula ileocecal) es bien marcada. El ciego, segmento de mayor calibre del
intestino grueso, presenta aspecto saculado en los herbívoros monogástricos
con una mucosa fina, sin vellosidades pero con presencia de células intestinales productoras de un mucus sin actividad enzimátlca. Del ciego se proyecta una extensión tubular, el apéndice, cuyo funcionalismo es incierto.
El colon, segundo segmento en continuidad del intestino grueso, se caracteriza porque su calibre se va reduciendo en sentido aboral para alcanzar el
menor diámetro en la unión con el recto. El colon está formado por tres
partes anatómicas: ascendente, transverso y descendente, que en el perro y el
humano poseen una proporción bastante similar, pero en los rumiantes y
cerdo, el colon ascendente es mayor, y en el caballo pasa a ser muy grande,
al extremo de ocupar una parte importante de la cavidad abdominal. La
243
mucosa del colon es fina, sin vellosidades, pero sumamente plegada y con
criptas, lo que aumenta considerablemente la superficie de contacto con el
contenido. Las criptas colónicas están más desarrolladas que las del intestino delgado, presentando gran densidad, mayor volumen y contienen muchas células caliciformes productoras de una secreción mucoide sin enzimas.
La conformación saculada del colon en los herbívoros monogástricos y
omnívoros se debe a la condensación de las fibras musculares lisas y elásticas que forman bandas musculares bien desarrolladas, las cuales al ser
más cortas que las otras de la pared intestinal forman los haustros.
El recto, segmento final del tractus digestivo, es el de menor calibre y volumen en el intestino grueso. La mucosa rectal presenta células epiteliales
columnares que cambian a epitelio escamoso estratificado casi a nivel del
orificio anal. En la capa muscular el estrato circular se engruesa para formar el esfínter interno del ano de fibras lisas involuntarias. El esfínter externo
del ano es de fibras estriadas voluntarias.
El intestino grueso, que en sentido general se caracteriza por sus capacidades volumétrica y de distensión y la retención de su contenido por un tiempo
superior, al compararse con los otros segmentos del tubo digestivo, desarrolla un conjunto de papeles fisiológicos como son el culminar el proceso digestivo al poseer capacidad absortiva y secretora, propiciar la actividad
fermentativa de los compuestos orgánicos que escapan al proceso digestivo
del intestino delgado y la actividad fermentativa de la celulosa de gran valor en
los herbívoros y omnívoros, además propiciar la formación, almacenamiento y
evacuación de las heces fecales como residuo final de la digestión general.
En lo s herbívoros, pr incipalme nte mono gástricos, la actividad de los
microorganismos desarrolla acciones significativas como la hidrólisis de la
celulosa (actividad celulolítica) con producción de ácidos grasos volátiles
(AGV), hidrólisis de otros carbohidratos alimentarios, hidrólisis proteica, síntesis de vitaminas del complejo B y K, producción de calor, gases (CO 2 , metano, etc.), y agua.
Los papeles fisiológicos del intestino grueso se corresponden con:
– Abso r ció n de a gua. El volumen de agua absorbida que se produce en el
intestino grueso depende de la especie animal y del grado de hidratación
que presenten las heces fecales. Un considerable volumen de agua es absorbido en el ciego y el colon proximal si tenemos en consideración que el
quimo al alcanzar el segmento proximal todavía tiene una consistencia fluida, pero al abandonar el colon distal (por el acto de la defecación) es normalmente semisólido, demostrando que importantes procesos de absorción
de agua ocurren en esta parte del tubo digestivo. La absorción de agua en
244
el segmento colónico contribuye al mantenimiento del equilibrio hídrico corporal, al tiempo que permite el cambio de consistencia en la transformación del quimo en heces fecales (líquido - semilíquido - pastoso - semisólido
- sólido), según la característica de la especie animal. En el humano diariamente fluyen entre 1 y 1,5 litros de quimo líquido al ciego y más del 90 % de
este volumen se absorbe en el colon, por lo que solo 100 mL abandonan el
organismo con las heces fecales.
En los carnívoros como perro y gato, el quimo que entra al colon es de consistencia fluida y se mezcla ampliamente en el colon ascendente y transverso,
al tiempo que importantes volúmenes de agua son absorbidos, por lo que al
llegar al colon descendente, el contenido es semisólido y ya tiene una forma
muy parecida a las heces fecales. En estas especies, y en particular en el
perro, el bolo fecal es muy seco por lo que los animales tienden al estreñimiento con facilidad.
– Absorción de el ectrol ito s y otras susta nci as. La absorción de electrolitos
y otras sustancias a nivel del intestino grueso tiene un importante papel en
todas las especies animales, aunque, debido a las particularidades del proceso digestivo es más significativo en los herbívoros que en los carnívoros
por la sencilla razón de que en los carnívoros la composición del quimo que
llega al intestino grueso es pobre en nutrientes como resultado de los procesos intensos de digestión y ulterior absorción que se ejecutan en el intestino delgado, mientras que en los herbívoros (fundamentalmente monogástricos) toman asiento importantes procesos digestivos (simbiosis con
microorganismos) de los que resulta un conjunto de compuestos químicos
que serán absorbidos a este nivel. En el intestino grueso se absorben
aminoácidos, carbohidratos, ácidos grasos, vitaminas y minerales por mecanismos similares a los utilizados en el intestino delgado. El Na+ penetra a
la célula por difusión y es expulsado al líquido intersticial por transporte
activo (ATPasa/ Na+ /K+ ), mientras que el K+ se secreta por las tight junctions
hacia el lumen intestinal, debido al gradiente eléctrico. La absorción de Na+
y secreción de K+ aumenta por el efecto de los mineralocorticoides. El Cl – y
el HCO3 – son también absorbidos eficientemente en el colon, planteándose
un transporte activo de Cl - acoplado a la secreción de HCO3 - . La concentración
de HCO3 – en el lumen determina que las heces fecales, en prácticamente
todas las especies animales, sean ligeramente alcalinas.
– Acti vi da d se cr e tor a . La mucosa del intestino grueso presenta abundantes criptas donde se localizan las células caliciformes, no tiene vellosidades
pero sí abundantes microvellosidades. Las células caliciformes elaboran una
secreción mucosa, de reacción alcalina que no contiene enzimas y por lo
245
tanto no participa en el proceso digestivo. El papel fisiológico de la secreción
de las células caliciformes es lubricar y cohesionar el bolo fecal antes de su
entrada al recto, al tiempo que crea una capa protectora de la mucosa intestinal y con su pH alcalino (7,5 a 8,O) neutraliza los ácidos producidos por el
proceso de fermentación bacteriana que acontece a este nivel. La producción del moco intestinal es estimulada por la irritación directa del contenido
so bre la mucosa y ta mbi én se descri be un mecani smo de co ntr ol
neurovegetativo en el que el parasimpático tiene efecto excito-secretor, mientras que la estimulación simpática posee un efecto inhibidor. En la actividad
secretora es importante señalar la intensa secreción de agua y electrolitos
por la mucosa intestinal como consecuencia de acciones irritantes sobre la
misma (por ejemplo: en la gastroenteritis bacteriana) en donde la secreción
de agua y electrolitos es independiente a la secreción de mucus y se efectúa como una respuesta protectora para diluir las sustancias irritantes y
acelerar su tránsito intestinal, por lo que desencadena como resultado un
cuadro diarreico.
– La fer mentaci ón por acci ón de l a flora bacter iana . El intestino grueso del
recién nacido es bacteriológicamente estéril y el primer material defecado
recibe el nombre de meconio. Posterior al nacimiento y de una forma rápida, debido a la relación con el medio, se instaura y desarrolla la población
bacteriana característica del intestino grueso y de la especie animal. La
colonización bacteriana se inicia desde la primera deglución del calostro
durante el acto de mamar en los neonatos. Al efectuar un análisis comparativo acerca de la presencia de microorganismos entre el intestino delgado y
el intestino grueso puede observarse que el primero presenta su segmento
duodenal estéril, el segmento yeyunal prácticamente estéril, ya que se aislan muy pocas o no se aislan bacterias y el segmento ileal en donde mayor
cantidad (relativa) de bacterias se aislan, pero indiscutiblemente nunca se
observa el alto grado de concentración bacteriana que se encuentra presente en el ciego y el colon del intestino grueso que es la zona básica de
actividad bacteriana intestinal. Como puede verse al analizar el tubo intestinal a medida que nos alejamos del estómago va aumentando el gradiente
de co ncentraci ón bacter iana, por lo cual podemos afirmar que la a cidez
inicial del quimo y la rapidez de tránsito (que va decreciendo) son las causas prima rias que influyen en el mantenimiento del gradiente bacteriano
intestinal. La importancia de la actividad microbiológica en e l proceso digestivo depende de la especie animal, según el tipo de alimentación y así
tenemos que en orden decreciente se escalonan herbívo ros, omnívoros y
carnívoros. (Ver Fig. 5.28.).
246
F i gu r a 5.28. Laactividad fermentativa.
En los herbívoros, aunque la actividad microbiana del intestino grueso (colon y ciego) es importante, alcanza su máximo valor en los monogástricos
(conejo y caballo), por cuanto en los poligástricos (rumiantes) corresponde
al saco retículo-ruminal ser el lugar principal de la actividad microbiana. El
papel más significativo de la actividad bacteriana se corresponde con los
p r oce so s fe r menta ti vo s que permiten la hidrólisis de los constituyentes
de la pared celular vegetal (celulosa, hemicel ulosa, etc.), del alimento y
para la cual ninguna especie de vertebrado presenta enzimas digestivas
capaces de degradarlas, es decir, en ninguna secreción del tubo gastrointestinal se producen enzimas celulolíticas (celulasas). En las especies
omnívoras, recibiendo alimentos de origen vegetal, el proceso fermentador
bacteriano del intestino grueso alcanza también valor importante.
La digestión de la celulosa y otros carbohidratos por las bacterias cecales y
colónicas permiten la producción de grandes cantidades de ácidos grasos
volátiles de cadenas cortas (AGV) entre los que se destacan el acético, el
propiónico y el butírico los que constituyen el 85 % del total de AGV producidos por el proceso fermentativo y que son absorbidos por la mucosa intestinal. El proceso fermentativo sobre la celulosa se desarrolla con mayor
intensidad a nivel del ciego. La actividad fermentativa de los carbohidratos
se acompaña de una producción de gases que incluyen principalmente
dióxido de carbono (CO2 ), metano (CH4 ) e hidrógeno (H2 ). La vía de elimina-
247
ción de estos gases es mediante su expulsión por el ano (flatus) y en parte
por su absorción por la mucosa hacia la sangre y su eliminación a través de
la actividad respiratoria (CO2 ). En los herbívoros y omnívoros también se
desarrolla un intenso proceso de hidrólisis proteica con formación de NH3 y
aminoácidos, así como su ulterior absorción, pero con poco valor a los efectos nutricionales. La mucosa intestinal es capaz también de absorber ácidos grasos sin hidrogenación previa.
Por el tipo de alimentación y la intensidad con que se efectúan los procesos
digestivos y absortibos en el intestino delgado, en los carnívoros la digestión microbiana que se efectúa en el intestino grueso tiene poca importancia. En los carnívoros el ciego se encuentra poco desarrollado, mientras que
el colon es corto y no saculado. En estas especies animales las bacterias,
numerosas, con buena multiplicación y facilidad de acción, se caracterizan
por ser de tipo proteolíticas, por lo cual la actividad que prima es la de procesos putrefactivos al atacar a los componentes proteicos presentes en el
quimo que llega “escapado” del proceso digestivo del intestino delgado.
Entre los productos resultantes de esta acción putrefactiva están indol,
escatol, fenol, sulfhídrico y aminoácidos que son posteriormente desanimados y descarboxilados, dando lugar a la formación de aminas tales como
cadaverina y putresina de la lisina y la arginina e histamina de la histidina.
La formación de aminas así como la presencia del indol y del escatol, confieren el olor desagradable a las heces fecales de los carnívoros. El indol se
produce a partir de la acción bacteriana sobre el aminoácido triptófano, es un
producto tóxico que se neutraliza por las céIulas intestinales o por el hígado
al oxidarlo primeramente a indonilo y posteriormente conjugarlo con sulfato
de potasio para ser excretado en forma de indicán. El indicán urinario presenta valor diagnóstico para conocer el grado de intensidad de Ios procesos
putrefactivos del intestino grueso. El escatol y el fenol son menos tóxicos,
siendo neutralizados también por el hígado y eliminados por la orina. Situaciones de estreñimiento prolongado pueden conducir a la muerte del animal, por la gran cantidad de productos tóxicos que se forman y que no se
eliminan con la regularidad adecuada.
En los carnívoros la producción de gases (CO2 , NH3 , CH4 , etc.), así como de
pequeñas cantidades de AGV (acético, propiónico y butírico) es producto de
la acción fermentativa de las bacterias sobre los carbohidratos, incrementándose la actividad de flatulencia.
En el humano la población bacteriana se localiza preferentemente en el
colon proximal y está constituida sobre todo por colibacilos. El papel de esta
flora microbiana es secundario en el proceso digestivo, fermentando pequeñas cantidades de celulosa con el consiguiente aporte energético (AGV),
248
aunque repetimos que el mismo, desde el punto de vista energético, casi no
tiene valor al compararse este proceso con el que acontece en los herbívoros,
no obstante, de mantener las personas un régimen de alimentación vegetariano entonces esta función fermentativa alcanza un valor importante.
Para todas las especies herbívoras y para las omnívoras con alimentación
de base vegetal, el proceso de la fermentación microbiana que se desarrolla
en el ciego y el colon desempeña un papel importante en la síntesis de
vitaminas que son absorbidas pasivamente por la mucosa cecal y colónica
en la misma forma que lo hace la mucosa del intestino delgado. La síntesis
de vitaminas en el intestino grueso comprende las vitaminas del complejo
B y es la responsable de aportar una proporción importante de los requerimientos diarios de vitamina K, por cuanto no basta con la que se obtiene en
los alimentos para asegurar el proceso normal de coagulación sanguínea.
Este proceso sintetizador vitamínico cecocólico es menos eficiente que el
desarrollado a nivel del saco rumino-reticular por los rumiantes, por lo que
en mayor o menor medida los herbívoros monogástricos e inclusive los
omnívoros pueden ser coprófagos, al igual que las gallináceas.
Lo antes expresado permite concluir que en mayor o menor grado, según la
especie animal, la simbiosis entre los microorganismos y el huésped es indispensable para la vida, por cuanto los microorganismos culminan en cierta
forma el proceso digestivo, al tiempo que digieren sustancias tales como la
celulosa, transformándola en compuestos químicos accesibles y necesarios
para el huésped que de otra forma no podrían ser utilizadas por los animales vertebrados superiores.
– Formaci ón y al mace namiento de la s heces fe cale s. El material resultante de todo el proceso digestivo se va espesando a lo largo del intestino
grueso para acumularse en el colon terminal y recibir el nombre de heces
fecales o excrementos. Las heces fecales, posteriormente, son expulsadas
al exterior vía rectal a través del ano, mediante el acto fisiológico de la defecación. Lo antes expuesto nos permite describir otro papel fisiológico del
intestino grueso que es la elaboración y almacenamiento de las heces fecales
para su expulsión al exterior. El intesti no grueso presenta criptas de
Lieberkühn con abundantes células caliciformes secretoras de moco. La
secreción del mucus sucede inmediatamente después de la estimulación
nerviosa ex trínseca, o por refl ejos mi entéricos loca les iniciados por
estimulación táctil de la mucosa, no habiéndose identificado ningún tipo de
control hormonal. El moco protege a la pa red intestinal de posi bles
escoriaciones, la lubrica y es esencial para la adherencia de la materia fecal. Así mismo, protege a la mucosa de la gran actividad bacteriana que
existe a este nivel y junto al pH alcalino de la secreción global del intestino
249
grueso (pH 8) proporciona una barrera para los ácidos formados en los procesos fermentativos.
El espesamiento paulatino del material intestinal se desarrolla en el colon
proximal por absorción importante de agua y electrolitos al tiempo que se
adiciona el mucus intestinal (con efecto aglutinador). Este contenido intestinal se va almacenando en el colon distal en donde culminan los procesos
absortibos para alcanzar las características finales de las heces fecales. La
composición de las heces depende fundamentalmente de la especie animal y del tipo de alimentación. A grosso modo podemos expresar que en las
heces fecales encontramos tres grandes componentes: agua, componentes del alimento y componentes del organismo.
 Agua : El contenido acuoso presente en las heces fecales depende de la
especie animal, observándose que los herbívoros poseen un nivel superior a los carnívoros, al ocupar los omnívoros una posición intermedia
según la alimentación.
 Compo ne nte s de l a li me nto: Están formados por sustancias indigeribles
(fibra bruta, productos queratínicos, etc.), sustancias digeribles pero no digeridas (celulosa, tendones, etc.), y sustancias sí digeridas, pero no absorbidas (ácidos grasos, aminoácidos, carbohidratos, etc.), además sustancias
no absorbidas o excretadas (vitaminas, minerales, sales insolubles).
 Compo ne nte s de l o r ga nismo : Dados por las secreciones glandulares
(mucus, enzimas, células decamadas o restos celulares) y bacterias (en
donde se incluyen los productos de su acción).
Los componentes fecales están sometidos a amplias variaciones según el
tipo y volumen de alimentación. En los carnívoros la alimentación concentrada se acompaña de óptimos procesos de digestión y absorción que hacen que el componente del organismo sea predominante, mientras que en
los herbívoros el alimento voluminoso y su inferior digestibilidad determinan la preponderancia del factor alimento.
El volumen del bolo fecal y la frecuencia de expulsión al exterior (defecación) es también superior para los herbívoros al compararse con los carnívoros. La causa está dada por la gran cantidad de material indigerible
formado, principalmente, de fibra cruda que presenta un nivel bajo de
digestibilidad, incluso para estas especies de animales que presentan actividad simbiótica digestiva con microorganismos celulolíticos. En los carnívoros y el humano los alimentos vegetales con alto contenido de celulosa
incrementan el bolo fecal y la retención de agua en el lumen intestinal, de
manera que estimulan el peristaltismo intestinal y con ello la defecación.
Este aspecto es tomado en consideración en caso de estreñimiento crónico,
250
aconsejándose la ingestión de alimentos fibrosos que finalmente estimulan la defecación.
El estudio comparativo entre las características físicas del bolo fecal muestra
que el olor es aromático en los herbívoros y desagradable en los carnívoros
(que se incrementa a medida que la dieta presenta un contenido proteico
superior), la consistencia fluctúa bastante, observándose que en los herbívoros va de pastosa (bovino) hasta sólida, pero con alto contenido hídrico
(carnero, equino, conejo), mientras que en los carnívoros la consistencia es
sólida cohesionada. El color depende de componentes derivados de la
bilirrubina como la estercobilina y la urobilina, así como a las diversas materias colorantes contenidas en los alimentos (clorofila, hematina,etc.). La
densidad es compacta y cohesionada en los carnívoros (muy densa), poco
compacta y/o dispersa en los herbívoros (poco densa) y en los omnívoros
puede ser de ambos tipos según la dieta que consuman. En el humano se
plantea que aproximadamente un tercio de los adultos producen grandes
cantidades de metano que al ser atrapados por el bolo fecal hacen que el
peso específico disminuya por debajo de la unidad, de forma que las heces
fecales o partes de ellas flotan en el agua del retrete.
El recién nacido, inmediatamente antes del nacimiento, contiene en su intestino el meconio, producto estéril, viscoso, de color verdoso y sin olor fétido. El meconio está formado por restos epiteliales, pigmentos y sales biliares,
mucina y sales minerales y es el primer tipo de contenido intestinal que se
expulsa mediante el acto de la defecación. Posteriormente a medida que el
animal comienza a mamar de la glándula mamaria de la madre se van formando las primeras heces fecales que se caracterizan por ser amarillas,
blandas y con una composición química fundamental de caseína no digerida y grasas.
En las personas, como en los animales, las materias fecales se continúan
expulsando en el curso de un ayuno prolongado e inclusive en humanos o
perros portadores de un ano artificial alto, situado en el intestino delgado
por colostomía (extremidad intestinal fija a la pared abdominal), la parte
distal del intestino forma material fecal a pesar de que no le llega ningún
alimento.
Los movimie nto s de l i ntesti no gr ue so tienen una base fsiológica similar a
la actividad motora del intestino delgado. El ciego y el colon normalmente
se llenan con el quimo procedente del intestino delgado, mediante la apertura de la válvula ileocecal que siempre se encuentra cerrada y que se abre
brevemente cuando es alcanzada por un complejo mioeléctrico migratorio
evacuante ileal, permitiendo el paso de varios mililitros de quimo al intesti-
251
no grueso. Este flujo se ve favorecido debido al desencadenamiento del
reflejo gastroileal (posterior a la ingestión de comidas, es decir, después de
la replección gástrica) que además de estimular el desarrollo de ondas
evacuantes en el íleon acompañadas de la apertura de la válvula ileocecal
produce una relajación del ciego que con su efecto succionador favorece la
evacuación del quimo del intestino delgado hacia el intestino grueso.
La motilidad del intestino grueso se encuentra relacionada con la culminación de los procesos de digestión y absorción, al propiciar la mezcla del
quimo con los microorganismos intestinales, facilitar la absorción final de
los nutrientes al renovar constantemente el contacto de estos con la pared
intestinal, permitir el transporte del contenido intestinal hacia la parte posterior o aboral, facilitar la circulación sanguínea y linfática de la pared intestinal, facilitar la formación de las heces fecales y participar activamente en
el acto fisiológico de su expulsión al exterior (defecación).
El control de la actividad motora o mecánica del intestino grueso está subordinada también a la inervación intrínseca (plexos de Auerbach y Meissner)
y a la inervación extrínseca. La inervación extrínseca es de tipo vegetativo
en donde el parasimpático se ve representado como excito-motor por el
nervio vago (ciego y colon proximal) y por el nervio pélvicos (colon distal,
recto y ano) que presenta su origen a nivel sacro (S2 – S4 ), mientras que el
simpático con acción inhibomotora está representado por los nervios mesentérico posterior e hipogástrico que se originan en el ganglio mesentérico
posterior que a su vez recibe las fibras preganglionares de las raíces ventrales
de los nervios lumbares. Como puede observarse la inervación extrínseca
más importante del intestino grueso tiene su origen a nivel medular en el
segmento lumbo-sacro.
En todas las especies de animales se describen, en el intestino grueso,
movimientos relativamente pequeños y menos enérgicos cuando se comparan con los que se desarrollan en el intestino delgado, aunque en algunos momentos los movimientos propulsores del primero pueden ser muy
poderosos, presentándose con intervalos no frecuentes.
La motilidad del intestino grueso en sentido general está adaptada a las funciones que realizan sus segmentos componentes, por lo que su parte proximal
(ciego, colon proximal y primera mitad del colon transverso) desarrollan funciones de fermentación, culminación de la digestión y absorción, mientras
que en su parte distal (segunda mitad del colon transverso, colon distal y
recto) desarrollan funciones de almacenamiento y evacuación de las heces
fecales. (Ver Fig. 5.29.).
252
F i gu r a 5.29. Movimientos del intestino grueso.
Los movimientos del ciego son bastante parecidos en todas las especies de
animales domésticos, independientemente de su tamaño (pequeño en carnívoros y grande en los herbívoros monogástricos). Primeramente se describen los movimientos tonales en los que el órgano mantiene un estado de
semicontracción, adaptándose al contenido; estos movimientos tonales se
observan con frecuencia variable y producen el reajuste de la pared intestinal a la presión del contenido. El ciego presenta movimientos malaxantes o
mezcladores de segmentación rítmica producidos por la contracción de las
fibras circulares y movimientos propulsores peristálticos producidos por la
acción coordinada de las fibras musculares circulares y longitudinales. Debido al papel fisiológico de este segmento intestinal se establece una relación motora con el colon, mediante el cual el contenido intestinal regresa
del segundo al primero, debido a ondas antiperistálticas, estableciéndose
un proceso de mezcla superior que determina un incremento sustancial en
el nivel de absorción de la mucosa cecal y colónica. La actividad motora
antiperistáltica alcanza un valor superior en los herbívoros, principalmente
monogástricos, por cuanto el retorno del contenido intestinal al ciego, además
de incrementar la absorción permite un incremento de la actividad de los
microorganismos sobre el alimento y por lo tanto un mejor proceso digestivo (digestión y absorción de las biomoléculas).
253
El colon muestra también movimientos tónicos, de segmentación, peristálticos y antiperistálticos. Los movimientos tonales presentan la característica de los observados en el ciego, mientras que los movimientos de
segmentación dependen de la especie según la estructura anatómica del
colon. En los herbívoros monogástricos (caballo, conejo), omnívoro y humano el colon es saculado, presentando las tenias del colon (tres bandas
longitudinales de músculo liso bien desarrolladas y tejido elástico) que se
acortan o contraen al mismo tiempo que se contraen las fibras musculares
circulares en unos 2-3 centímetros y que determinan diferentes sitios de
contracción (pueden hasta suprimir totalmente la luz) de manera que las
partes no estimuladas por la presión del contenido se abomban hacia afuera, formando los sáculos o haustros. Por su energía de contracción este
movimiento de haustro tiene acción trituradora y removedora del contenido
en contacto con la pared intestinal para facilitar el desmenuzamiento y buena absorción, al tiempo que se comportan como un movimiento propulsor
débil . La acti vidad moto ra haustr al produce compresi ón y expa nsión
alternante del contenido intestinal. En los rumiantes y carnívoros la actividad motora de segmentación se asemeja a la descrita para el intestino
delgado, siendo responsabilidad de la musculatura circular. En el perro se
observan contracciones segmentarias de la musculatura circular con frecuencia de 3 a 8 /min.
Las ondas peristálticas en el colon ocurren normalmente en dirección oralaboral y mediante ellas el contenido intestinal es propulsado hacia el recto
siendo por lo tanto ondas propulsoras o evacuantes. Como toda actividad
peristáltica del tracto digestivo su base fisiológica descansa en la sinergia
de acción entre la musculatura lisa y longitudinal, se originan producto de la
distensión local del colon por el contenido, no dependen de la inervación
extrínseca y requieren la integridad del sistema intrínseco nervioso intramural
de los plexos mientéricos o de Auerbach. Por su energía, volumen de contenido intestinal impulsado y longitud intestinal interesada en el movimiento,
se conocen como peristaltismo en masa o movimientos de masa y pueden
producirse en cualquier parte del colon, siendo más frecuentes en el colon
transverso y distal, estando a veces asociados a la defecación, aunque no
necesariamente conducen a esta actividad fisiológica. En el movimiento en
masa la onda de contracción se inicia en un punto del colon distendido o
irritado y rápidamente, en forma casi simultánea, se contraen de 15 a 25 cm
por detrás (aboral) del punto inicial de contracción, de manera que todo el
contenido de este segmento contraído se ve obligado a avanzar hacia adelante, es decir, en sentido aboral . Es un movimiento que se observa
netamente por radioscopia y técnicas de contraste.
254
El peristaltismo en masa también se desencadena por influencia refleja al
instaurarse poco después de las comidas, siendo la repleción del estómago y la evacuación gástrica del quimo hacia el duodeno los estímulos que
desarrollan los reflejos gastrocolónico y duodeno colónico respectivamente. En el recién nacido producen la defecación durante o al termino del amamantamiento o de la comida.
Los movimientos antiperistálticos del colon han sido observados en numerosas especies animales. Se consideran movimientos netamente malaxantes
o mezcladores por cuanto retardan el avance del contenido colónico por un
tiempo considerable antes de que se formen las heces fecales y permitan,
por lo tanto, un mejor proceso absortibo. La interacción de ondas peristálticas
y antiperistálticas que se desarrollan y establecen entre el ciego y el colon
(lanzadera intestinal) desempeña un importante papel en los procesos finales de la digestión y absorción que se efectúan en el intestino grueso. Las
ondas antiperistálticas o retropropulsoras son el resultado de una actividad
colónica de ondas lentas bajo el control del sistema intrínseco. En condiciones de reposo, las ondas lentas se originan en marcapasos con localización
en uno o más sitios que, al no ser estructuras anatómicas, no son estacionarios, por lo que pueden reacomodarse como respuesta a los requerimientos de motilidad diferente.
El último segmento del intestino grueso es el recto y el mismo se encuentra
asociado al proceso fisiológico de la defecación, observándose solamente
movimientos tonales (tono rectal) que permiten la acomodación de la pared
rectal al contenido (heces fecales) hasta cierto límite, regulando la presión
intrarectal.
EL ME CANISMO DE LA DEFECACIÓN
La defecación es el acto fisiológico mediante el cual las heces fecales son
expulsadas del colon, siguiendo la vía de evacuación del recto y a través del
ano, al exterior. La defecación es un acto reflejo complejo, subordinado, en
algunas especies animales, a la actividad cortical, reflejos condicionados
inhibitorios en perro y gato y actividad inhibitoria cortical voluntaria en el
humano. La complejidad de este proceso fisiológico está dada por las diferentes partes del organismo que intervienen en el mismo, de forma que
interesa al sistema digestivo (colon y recto), al sistema nervioso (mé dula
espinal, formación reticular bulbar y corteza cerebral), al sistema respiratorio (músculo s respir atorios y glotis) y al sistema muscular esquelético
(músculos abdominales).
255
El recto, último segmento del intestino grueso, se caracteriza por ser corto y
presentar una mucosa de células epiteliales escamosas estratificada; el límite extremo del recto, que es el límite aboral del tracto digestivo, es el ano,
esfínter formado por dos tipos de capas musculares, una interna de músculo
liso (esfínter anal interno) que siempre responde al movimiento de evacuación con su relajación y por lo tanto siempre tendrá acción facilitadora y una
externa de musculatura estriada (esfínter anal externo) que es el responsable de impedir temporalmente el proceso de la defecación en aquellas especies de animales capaces de inhibirlo temporalmente. Desde el punto de
vista fisiológico, el recto se encuentra normalmente desocupado (vacío),
correspondiéndole a su ocupación por material fecal (distensión rectal),
desencadenar el reflejo de la defecación. La presencia del ano, como esfínter
de resistencia al paso del bolo fecal, impide que la evacuación del material
se efectúe de forma incoordinada o irregular.
El acto de la defecación se inicia con la ocupación del recto por el material
fecal que desencadena, debido a la distensión de la pared rectal, el mecanismo de la defecación. La distensión rectal es captada por mecanorreceptores de estiramiento que envían sus impulsos nerviosos hacia la médula
espinal, especialmente hacia el llamado centro espinal de la defecación
que se localiza a nivel de las vértebras sacras (S2 -S4 ) que siempre produce
una respuesta facilitadora o positiva a la defecación, es decir, estimulará la
generación de contracciones peristálticas en el colon terminal que propulsa
el contenido fecal en dirección anal y la relajación del esfínter externo que
permite el paso del contenido fecal al exterior. La Ilegada de la onda
peristáltica al ano abre reflejamente siempre al esfínter interno, mediante
un fenómeno fisiológico conocido como “relajación receptiva”. En su inicio
el acto de la defecación establece la relación entre el recto (distensión), la
médula espinal (facilitación), el colon terminal (movimientos peristálticos
evacuantes) y el ano (relajación) de manera que se conceptúa como un
reflejo espinal, demostrable en animales y humanos espinales crónicos,
siempre y cuando el segmento sacro de la médula espinal se encuentre
intacto. El nervio pélvico (parasimpático) con sus fibras aferentes (sensitivas) y aferentes (motoras) establece la comunicación entre el segmento
intestinal y el nivel medular y siempre actúa como facilitador.
Ahora bien, al principio señalamos que el acto de la defecación está sometido, en algunas especies animales y en las personas, al control cortical
entonces ¿es o no un reflejo?, indiscutiblemente que la respuesta es afirmativa, pero no podemos olvidar que la estructura organizativa del sistema
nervioso hace que las partes bajas se subordinen a las partes altas y entonces tenemos que al tiempo que los impulsos excitatorios de la distensión
256
rectal estimulan el reflejo de la defecación a nivel del centro espinal de la
defecación, impulsos originados en receptores de estiramiento somáticos
son conducidos por fibras nerviosas sensitivas del nervio pélvico hacia la
médula espinal para ser enviados por los fascículos sensitivos (Goll y Burdach
y espinotalámicos) hacia el nivel encefálico, específicamente a la formación reticular del nivel encefálico bajo que alerta a esta sobre una acción de
necesidad imperiosa y por lo tanto incrementa el estado de vigilia (una persona durmiendo puede relativamente fácil orinarse en la cama, pero siempre se despertará ante el deseo de defecar por ser este último más potente)
y a la corteza cerebral en donde se hará consciente el deseo de defecar. La
respuesta cortical en la mayoría de las especies animales siempre es
facilitadora y determina la interrupción de cualquier actividad para tomar
postura de defecación, desarrollándose sin dificultad la expulsión del material fecal. La influencia del sistema nervioso central sobre la defecación
queda demostrada por el efecto de estreñimiento que se produce en muchas personas, debido a un viaje o a un cambio climático o el efecto contrario, es decir, las diarreas cuando están fuertemente excitadas.
En las especies animales que conviven con las personas (perro, gato) y en
el propio humano, el acto de la defecación puede ser inhibido o postergado
por acción cortical mediante reflejos condicionados y la voluntad respectivamente. En estos casos la respuesta cortical ante el “destello de la defecación” genera señales nerviosas trasmitidas por el nervio corticoespinal para
alcanzar las astas ventrales sacras donde se originan las raíces motoras
del nervio pudendo que producen la contracción voluntaria del esfínter externo (músculo estriado) que impide la defecación y cuya necesidad desaparece en breve tiempo, debido al tono posterior del recto, ya que si no se
evacua su contenido se produce una adaptación de la ampolla rectal al
bolo fecal, desapareciendo temporalmente el estímulo desencadenante que
es la presión distensora del recto. En los animales (perro, gato) la inhibición
responde a un reflejo condicionado, educado por las personas para que el
animal espere el momento oportuno o lo efectúe en el lugar adecuado,
mientras que en el hombre la inhibición generalmente responde a la necesidad de esperar el momento socialmente aceptable y su control comienza
a instaurarse posterior a los 15-20 meses primeros de vida, siempre bajo la
influencia de la educación de los padres.
La respuesta facilitadora cortical para cualquier especie animal (entiéndase vertebrados superiores) determina la complejidad del mecanismo de la
defecación, por cuanto conlleva la toma de la postura o posición de defecación, inspiración profunda con descenso del diafragma seguida de una espiraci ón con la glotis cerra da acompañada de una contracción de la
257
musculatura esquelética abdominal que aumenta l a pre sión en l a ca vidad a bdominal (acción de pujo), facilitando e l desencadenamiento de la
defe cación y por respue sta la relajación de l esfínter ex terno volunta rio.
En el perro, gato y humano to da la activida d fa cilitador a co rtica l se ve
pre cedida por la actividad co mporta menta l de búsqueda del lugar indicado . Al compararse la impo rtancia de los movimientos auxi liares e ntre
car nívor os y omní voros se o bserva que el aumento de la p resi ón abdominal (pujo) es más marca do en los pri meros, mi entra s que en los segundos desempeña un papel menos importante, sin embargo, en los
herbívoros se desarr olla con mayor facilida d y suavidad. Una vez culminada la defe cació n especie s animale s co mo el gato cubren co n tie rra
sus excreme ntos y otras como el perro se limitan a efectuar movimientos
simbólicos de soterramiento. (Ver Fig. 5.30.).
F i gu r a 5.30. Mecanismo de la defecación.
La distensión del e stóma go pr oducto de la i ngestión de al imentos desencadena el refl ejo gastr ocoló nico con la consi guiente o cupación del
recto y de sencadenamiento del acto de la defecación, fácilmente observable en los niños lactantes. En el hombre adulto, los factores culturales y
comportamentales (hábitos) tienen un papel importante en decidir cuando
ocurrirá la defecación.
258
La inervación vegetativa se comporta igual que a lo largo del tractus digestivo, siendo el parasimpático excitador mediante el nervio pélvico (incrementa
tono rectal y relaja el esfínter interno), mientras que el simpático, procedente fundamentalmente del ganglio mesentérico posterior es inhibidor (disminuye tono rectal y contrae el esfínter interno). El control del esfínter externo
(fibras estriadas) se efectúa mediante el nervio pudendo.
La relajación involuntaria de los esfínteres y el desarrollo del acto de la
defecación puede producirse en algunos estados emocionales como por
ejemplo en el miedo. Las contracciones fuertes por necesidad avanzada de
evacuación intestinal no cumplimentada se denominan retortijones.
Al ser la distensión del recto el punto de origen del mecanismo de la defecación, es la base fisiológica que se utiliza para la aplicación de enemas y
supositorios que provocan el mecanismo de evacuación intestinal. Es interesante señalar, además, que la inhibición del acto de la defecación y su
posposición para el momento adecuado hace que al desarrollarse este
mediante la acción de la voluntad el conjunto de reflejos no sean tan eficaces como en su inicio, por lo que las personas que inhiben con bastante
frecuencia sus reflejos naturales terminan, generalmente, sufriendo de estreñimiento intenso o crónico.
GASES EN EL TRACTO GASTROINTESTINAL
Los gases presentes en el lumen gastrointestinal tienen cuatro fuentes de
procedencia: el aire deglutido, el formado por las reacciones digestivas intestinales (principalmente en el intestino delgado), el gas difundido desde
la sangre hacia la luz tubular intestinal y el gas producido por la actividad
fermentativa de los microorganismo (principalmente en el intestino grueso). En principio la composición de la mezcla gastrointestinal, en su 99 %,
se corresponde con la presencia de nitrógeno (N2 ), oxígeno (O2 ), bióxido de
carbono (CO2 ), hidrógeno (H2 ) y metano (CH4 ) en donde la proporción está
dada, según el segmento del tracto y las funciones que desarrolla. Estos
gases son inodoros (excepto el metano), señalándose que el olor desagradable en su emisión al exterior, vía rectal, se debe en los carnívoros y
omnívoros a la presencia de vestigios de productos bacterianos volátiles del
catabolismo proteico como indol, escatol, mercaptano y ácido sulfhídrico.
La mayor parte de los gases localizados en el estómago monocavitario, en
condiciones fisiológicas, proceden del aire deglutido, por lo que es una mezcla principalmente de O2 e H2 que pueden estar acompañados del CO2 producido por la reacción del ClH del jugo gástrico con el CO3 H - de la saliva o
259
de la mucosa gástrica, correspondiéndole al acto fisiológico de la eructación
ser la vía principal de su eliminación a través de la boca. Durante la actividad ingestiva, con cada bocado, los animales ingieren un volumen de aire
que varía individualmente, según el tipo y forma del alimento ingerido; en el
humano se plantea como promedio, la ingestión aproximada de 2-3 mL en
cada deglución (que aumenta cuando se aspira ante un líquido caliente,
sopa o café por ejemplo). Como aire deglutido debe considerarse, además,
el que acompaña a la deglución en vacío asociada a la deglución de la
saliva en los períodos interdigestivos. El e r ucto , mecanismo fundamental
para la eliminación de los gases en el lumen gástrico, comprende un proceso en donde participan las mismas estructuras en orden secuencial que en
el vómito (estómago - esófago - faringe – sistema respiratorio - musculatura
abdominal) con la característica de que no tiene signos premonitores bucales
(sialorrea por ejemplo) y se desarrolla con mayor facilidad.
El eructo se desencadena a partir de la distensión de la cámara gástrica por
repleción de gases en su lumen que estimulan los mecanorreceptores de
estiramiento que generan señales excitatorias aferentes hacia el centro bulbar
de la eructación, responsable de su coordinación innata en donde desempeña un papel significativo el nervio vago. En los rumiantes debido a la intensa
actividad fermentativa de los microorganismos en el saco retículo-ruminal
el volumen de gases producido es muy elevado, por lo que la eructación se
comporta como un mecanismo de alta eficiencia, describiéndose en el tema
especial dedicado a estas especies.
La característica de la escasa colonización bacteriana en el intestino delgado hace que se forme muy poco H2 en este segmento, pero la reacción del
H+ del jugo gástrico y de los ácidos grasos presentes en el quimo con el
HCO3 – del jugo pancreático, la bilis y el secretado por los enterocitos determina una importante producción de CO2 como gas resultante de las reacciones digestivas que se absorbe por la mucosa intestinal, pasando a la
circulación sistémica para eliminarse por la actividad respiratoria. Al intestino delgado llega, además, un pequeño volumen de gases gástricos, acompañando al quimo durante el proceso de la evacuación gástrica. La producción de H2 en el lumen intestinal se debe al proceso de fermentación
bacteriana de los carbohidratos no resorbibles en el segmento cecocólico,
lo que se demuestra en animales que se crían libres de gérmenes y en
niños recién nacidos que no eliminan ningún H2.
La tercera fuente de gases en el lumen intestinal es la difusión de estos
desde el plasma sanguíneo por diferencias de presión parcial a favor del
plasma, correspondiéndole al N2 y al O2 ser los más difusibles hacia el lumen,
principalmente en ayunas cuando existe una producción baja de HCO3 – e H+.
260
En el intestino grueso sí se detectan importantes volúmenes de gases que
se originan de la actividad fermentativa bacteriana. Este proceso fermentativo
con producción de gases es muy potente en los herbívoros monogástricos,
por el tipo general de actividad digestiva y puede alcanzar valores elevados
en los omnívoros, según el tipo de alimentación. Los gases presentes en el
intestino grueso son especialmente CO2 , CH4 e H2 y aunque en principio los
tres difunden bien por la pared intestinal, la presión de N2 sanguínea se
opone a la difusibilidad de este, por lo que mientras más tiempo permanezca la mezcla en el intestino grueso mayor valor tomara la presión de N2 en
detrimento de las presiones de los otros gases. La producción de estos gases en el segmento cecocólico se corresponde con el proceso fermentativo
bacteriano sobre los carbohidratos estructurales presentes en la alimentación vegetal (celulosa, hemicelulosa). En el humano, como ejemplo de
omnívoro, se calcula que el volumen de expulsión por el recto mediante el
flatus en dietas normales es de unos 600 mL/día en aproximadamente 15
porciones de 40 mL; no obstante fluctuaciones individuales se mueven entre los 200 y 2 000 mL/día, ya que la cantidad de gas producida puede
aumentar mucho ante una dieta que contenga celulosa (alimentación vegetariana) o carbohidratos vegetales fácilmente fermentables. Una dieta con
judias es capaz de multiplicar por 10 la expulsión de gases por hora y ante
el consumo de aguacate el nivel de producción de gases puede ser mayor.
El flatus o expulsión de los gases al exterior vía anal, es el resultado de un
proceso activo que tiene su origen en un aumento de tensión en la pared
intestinal o en su irritación, lo que incrementa la motilidad intestinal y promueve, ya sea por retortijones con o por distensión de la ampolla rectal, un
mecanismo de evaluación similar al desencadenado para el acto de la defecación. El exceso del volumen de gases presente en el tubo gastrointestinal
determina el meteorismo (gástrico o intestinal o ambos al unísono) que posee importancia clínica. El H2 y el CH4 forman con el CO2 una mezcla explosiva, describiéndose explosiones letales intraluminales en pacientes donde
se ha empleado la dia termia de alta frecuenci a para l a eliminación
coloscópica de pólipos como consecuencia de una limpieza intestinal deficiente. La característica del proceso digestivo en los omnívoros hace que
pueda plantearse un equilibrio fisiológico entre el eructo y el flatus como
forma de eliminación de los gases, dependiendo del o las áreas que prevalezcan en su producción, aunque por el tipo de alimento que ingieren prima
el flatus sobre el eructo; en los carnívoros la forma primaria es el flatus de
olor desagradable, mientras que en los rumiantes (herbívoros poligástricos)
le corresponde al eructo el papel primario y al flatus en los herbívoros
monogástricos (caballo, conejo) la primacía.
Capítulo
6
SISTEMA RENAL
INTRODUCCIÓN
Para que el organismo funcione en forma armónica es necesario que los
sistemas homeostáticos del medio interno mantengan su constancia, por
lo que a los efectos de la excreción de productos de desecho de la actividad
metabólica celular se precisa del buen funcionamiento de dos sistemas:
respiratorio, responsable de la eliminación del CO2 y renal, responsable de
mantener en los líquidos corporales las concentraciones adecuadas de sus
componentes químicos, en general, y de las sustancias de desecho no gaseosas, en particular. La función primaria de los riñones es la formación de
la orina; corresponde a la excreción urinaria ser la vía más importante para
el paso de los productos solubles desde el cuerpo hacia el exterior y por lo
tanto los ríñones desempeñan un decisivo papel en el mantenimiento de la
composición y volumen normal de los líquidos corporales.
Las nefronas constituyen la unidad anátomo-funcional de los riñones; en
elIas un líquido similar al plasma de la sangre es filtrado desde los capilares glomerulares hacia el sistema tubular (filtrado glomerular). A medida
que este líquido avanza reduce su volumen y cambia su composición, debido a diferentes procesos que extraen agua y solutos (reabsorción tubular)
para su reincorporación a la sangre. Además, otros procesos secretan solutos
ostensivamente hacia la luz tubular (secreción tubular) hasta obtener la
orina definitiva que es un producto de excreción compuesto por sustancias
de desecho del metabolismo celular, sustancias resultantes del metabolismo de las hormonas, fármacos, sustancias en exceso que sobrepasaron el
máximo de reabsorción tubular y agua en cantidad variable, según el equilibrio hídrico corporal. Los ríñones y específicamente sus nefronas son capaces de establecer una diferencia entre las sustancias de desecho y las
sustancias esenciales, por lo que en el caso de estas últimas, solo podrán
ser excretadas por la orina cuando alcanzan elevadas concentraciones en
sangre o en caso de lesiones que afecten la integridad neuronal.
262
Los p ap el e s fi sio ló gicos de l sistema r enal determinan que este sistema
homeostático sea indispensable para la vida al desarrollar importantes funciones como son:
F unci ó n e x cre to ra : Mediante la formación de la orina se eliminan sustancias de desecho que de acumularse en el cuerpo atentarían contra la integridad del medio interno, estas son: urea (ácido úrico en las aves), fosfatos,
creatinina y sulfatos.
Equil i br io hí dr i co : Es a nivel renal donde se desarrolla el único mecanismo
con que cuenta el cuerpo animal para regular la pérdida de agua, según las
necesidades; la reabsorción facultativa del agua determina que la producción volumétrica de orina no sea constante en el período circadiano para
ninguna especie animal, pero sí está estrechamente relacionada con el equilibrio hídrico, de manera que la orina será escasa y concentrada ante un
cuadro de deshidratación y abundante y diluida en la hiperhidratación.
Equil ibri o el ectr ol ítico: Corresponde al sistema renal la responsabilidad de
mantener las concentraciones normales de los electrolitos en la sangre y
por lo tanto en los líquidos corporales.
Equi li br io á ci do -básico: Mecanismo de control de extraordinario valor y poderosa regulación del sistema renal, que lo convierte en un eslabón fundamental para el mantenimiento de la concentración de H de los líquidos
corpor ales, media nte mecani smos que se desarrolla n en los túbulos
contorneados proximal y distal, donde la enzima anhidrasa carbónica desempeña un papel decisivo.
F unció n me tabó li ca: El sistema renal participa mediante diferentes mecanismos en el metabolismo de los principios inmediatos. En el metabolismo
proteico interviene en la primera etapa en la formación de la creatina, por
cuanto en presencia de la glicocola y la arginasa se realiza la transamidación
de la arginina, dando origen a la glicociamina o ácido guanidinacético; en
ausencia de ambos ríñones los valores de creatina van disminuyendo hasta
desaparecer totalmente. En los carnívoros, los riñones cumplen la misión
de excretar el ácido benzoico mediante el mecanismo de conjugación, con
la glicocola, dando origen al ácido hipúrico (benzoil glicocola), ya que en el
humano y los herbívoros esta conjugación se realiza en el hígado. Del mismo modo el riñón posee enzimas capaces no tan solo de desaminar sino
también de descarboxilar algunos aminoácidos. En los riñones se han podido aislar varias enzimas que participan en el metabolismo de los glúcidos
tales como: fosfoglucomutasa, UDPG-glucógeno-transglucosidasa y enzimas
ramificantes que participan en la glucogénesis, esto explica el hecho de
que los riñones son capaces de almacenar hasta un 10 % del glucógeno
263
corporal, pero al mismo tiempo que están aptos para almacenar glucógeno
también lo están para liberar glucosa, al constatarse que en los períodos
interdigestivos o el ayuno prolongado es mayor el valor glicemia en la vena
renal que en la arterial, cuando lógicamente debiera ser lo contrario; tal
parece que los riñones establecen una glucogenólisis cooperada con el hígado
para mantener Ia normoglicemia. En los estados diabéticos, con afectación
renal, los animales o el humano llegan a convertirse en insulino-resistentes
con el agravamiento de dicho estado. En el metabolismo de los lípidos, a
nivel de este órgano, se produce una cierta cetolisis que queda demostrada
cuando en la insuficiencia renal aguda o crónica se aprecia una elevación
de los cuerpos cetónicos. Se estima que el riñón produce determinadas
sustancias que en cierta medida frenan la movilización de las grasas; se ha
observado la participación renal en la esterificación del colesterol.
F unci ó n e ndo cr i na: A nivel renal se elabora la eritropoyetina o factor estimulante eritropoyético que es liberada a la sangre ante un estado de hipoxia;
esta hormona actúa sobre las células totipotenciales de la médula ósea
roja para su diferenciación a hemocitoblastos, estimulando la formación de
eritrocitos, lo que explica por qué en la insuficiencia renal crónica o esclerosis renal siempre está presente la anemia. En los riñones se produce además la trombopoyetina, estimulante de la formación de plaquetas por la
médula ósea roja, a partir de los megacarioblastos y la renina, enzima
proteolítica que actúa sobre el angiotensinógeno, globulina plasmática producida en el hígado para iniciar la formación de angiotensina, que es un
poderoso agente hipertensor por su efecto vasoconstrictor y su efecto
estimulador de la producción de aldosterona por la corteza adrenal. Los
riñones desempeñan, además, un importante papel en el crecimiento o desarrollo somático corporal, al constituirse en el área activadora de la vitamina D hormona, responsable de la absorción activa del calcio en la mucosa
intestinal.
RECUERDO ANÁTOMO-H ISTOLÓGICO Y PARTICULARIDADES
CIRCULATORIAS
La excreción urinaria está asegurada por un aparato que comprende dos
partes anatómicas: los riñones, donde se elabora la orina y un conjunto de
vías excretoras externas formadas por uréteres, vejiga y uretra, es decir, el
sistema conductor renal es un sistema ampliamente convergente que se
inicia a nivel de los millones de nefronas, según la especie animal, drenan
en decenas de miles de conductos colectores para en su segmento final
intrarrenal converger en los cálices menores, que a su vez lo hacen en los
264
cálices mayores para finalmente formar la pelvis renal en especies como
cerdo, caballo, gato y perro; otras especies como bovinos y gallinas carecen
de pelvis renal y en el hilio del órgano la confluencia de los cálices mayores
o de la pelvis origina los uréteres, uno por cada riñón, que drenan en la
vejiga, reservorio donde se acumula la orina entre dos micciones, para finalmente culminar en un conducto único de emisión: la uretra.
Los riñones, glándulas tubulares compuestas, son órganos pares simétricos situados en la región lumbar de la cavidad abdominal, en posición posterior al diafragma y rodeados de tejido adiposo (grasa perirrenal). Estos
órganos, que representan aproximadamente el 1 % del peso corporal total,
tienen forma de fríjol, con una superficie convexa y otra cóncava; en esta
última se encuentra una pronunciada depresión que corresponde al hilio,
región de implantación de la pelvis, por donde penetra la arteria renal y la
inervación vegetativa, al tiempo que salen el uréter, la vena renal y los
linfáticos renales. Los nervios renales viajan a lo largo del sistema sanguíneo renal desde que entran en el riñon. La inervación renal depende de
fibras nerviosas, mielínicas y amielínicas principalmente de fibras aferentes
simpáticas derivadas del plexo celiaco, describiéndose además algunas fibras parasimpáticas. La distribución nerviosa dentro del riñón tiene diferentes destinos, por cuanto una parte se relaciona con los vasos sanguíneos
renales con predominancia de las fibras simpáticas, es decir, vasoconstrictoras y otra alcanza el sistema tubular, localizándose por debajo de la
membrana del epitelio. (Ver Tabla 6.1.).
Ta bl a 6.1. Morfometría renal en varias especies (cm)
Especie
Longitud
Anc ho
Hombre
Caballo
10-12 cm
12-18 cm
22-23 cm
12-14 cm
3,5 a 5 cm
5 a 6 cm
5 a 6 cm
3 a 5 cm
Bovino
Cerdo
En el hombre, bovinos y gallinas se observa perfectamente que los riñones
están conformados por lóbulos, los que no se distinguen mucho en los otros
animales y en mamíferos pequeños como: rata, conejo y cobayo, donde el
órgano es de por sí un solo lóbulo. Los lóbulos están separados por tabiques de tejido conjuntivo y cada uno a su vez está subdividido en lobulillos
cuyas delimitaciones son imprecisas.
Un corte sagital del riñón muestra la presencia de dos zonas: cortical y
medular. La zona cortical está integrada por elementos secretores consti-
265
tuidos por los corpúsculos de Mapighi, los tubos contorneados proximal y
distal, el sistema especial de irrigación de la nefrona, así como partes iniciales y terminales de las asas de Henle y los tubos colectores y la medular
por tubos colectores, asas de Henle y vasos rectos que en su agrupación
forman pirámides de Malpighi; estas últimas tienen sus bases hacia la corteza y los vértices descansan en los cálices renales, ambas zonas se proyectan una dentro de la otra. De la cortical se derivan formaciones que
delimitan a las pirámides de Malpighi y constituyen las columnas de Bertin,
recíprocamente, de las bases de las pirámides de Malpighi se proyectan
hacia la cortical agrupaciones de pequeños tubos colectores que forman
los rayos medulares o pequeñas pirámides Ferrein. Todo el conjunto de una
pirámide de Malpighi más las formaciones de la cortical que asientan en su
base, constituyen el lóbulo renal. Los rayos medulares más las partes
secretoras a dyacentes a estos forma n los lobulillos renal es. La parte
secretora contenida en la corteza, debido a que sus componentes se manifiestan de manera muy irregular y tortuosa, determina que se le llame laberinto renal.
Los riñones se encuentran formados por un gran número de elementos
idénticos unos a otros y cada uno de ellos constituye la unidad funcional
elemental del sistema renal: la nefrona. Para comprender la función normal
de los riñones es necesario tener una idea clara de su estructura fina, así
como de su vascularización e inervación. El número de nefronas en cada
riñón depende de la especie animal, mostrándose cifras que se mueven
entre un millón en la oveja, 2,4 millones en humanos y 5,5 millones en el
caballo. La nefrona está compuesta por el cor púscul o de Ma lpi ghi constituido por el glo mér ulo , red de hasta 50 capilares paralelos y la cápsul a de
B o wma n, inicio del sistema tubular nefronal que se continúa con el tubo
conto rnea do pr ox imal (TCP), el asa de Henle (AH), el tubo conto rnea do
di sta l (TCD) y el tubo col e cto r (TC). En los tubos colectores van desembocando todas las nefronas, que a su vez se proyectan dentro de la médula
renal para, en su confluencia, dar origen a los cálices menores. De lo antes
expresado podemos concluir que la nefrona es realmente un tubo formado
por una sola capa de células, es ciego en un extremo y abierto en el otro,
por lo que mediante este último extremo puede desembocar en el sistema
conductor de la pelvis renal y de esta forma se constituye el sistema renal
en un sistema abierto, ampliamente convergente y de circulación continua.
Para tener una idea de la magnitud de este importante sistema tubular
basta señalar que, en el hombre, se calcula la longitud del mismo, como
promedio, en unos 100 kilómetros. (Ver Fig. 6.1.).
266
F i gu r a 6.1. Constituciónde lanefrona.
Por la profundidad de sus asas de Henle en la medula renal, las nefronas se
clasifican en corticales y yuxtamedulares, lo que tiene un importante papel
en la capacidad adaptativa de las especies animales a las condiciones de
disponibilidad de agua en el medio ambiente para su supervivencia. Los
mamíferos acuáticos como delfines y ballenas elaboran una orina muy diluida, ya que disponen de toda el agua necesaria, por lo que todas sus
nefronas son corticales, mientras que los que habitan en zonas desérticas
tienen la necesidad de producir una orina muy concentrada, por lo que sus
nefronas son yuxtamedulares; los mamíferos de zonas intermedias poseen
ambos tipos de nefronas.
El proceso básico que garantiza la función renal se denomina filtración
glomerular y la misma se efectúa a nivel del corpúsculo de Malpighi, donde
se establece una fuerte intimidad entre el sistema cardiovascular, representado por el glomérulo y el sistema renal, representado por la cápsula de
Bowmann. El TCP de luz estrecha, irregular y diámetro de hasta 60 mm
tiene su pared formada por un epitelio cilíndrico alto, cuyas células están
interdigitadas y su superficie de contacto (cara luminar) está muy incrementada por la presencia de múltiples microvellosidades. Las células
tubulares del TCP se caracterizan por la presencia de abundantes mito-
267
condrias, prominente sistema retículo-endoplasmático granular con formación de vesículas picnocitóticas y fuerte actividad lisosómíca. El AH está
formado por una rama descendente (fina) y una rama ascendente (fina al
inicio y gruesa en el resto); tanto la rama descendente como la acendente
fina presentan un diámetro aproximado de 13 a 15 mm y su pared la consti tuye n epitel ioci tos pla nos con poca s mi cro vell osidades y ó rganos
citoplasmáticos. La rama ascendente gruesa presenta un diámetro de hasta 30 mm y sus células son cuboides con un borde luminal que contiene
pequeñas microvellosidades. El TCD de luz tubular con diámetro que oscila
entre 20 y 50 mm está constituido por un epitelio cilindrico de células más
pequeñas que en el TCP, con un borde lumi nal que presenta pocas
microvellosidades. Todas las nefronas van desembocando en los tubos colectores, cuya pared histologicamente no es uniforme, al estar tapizados en
la zona cortical por un epitelio cúbico simple, mientras que en la zona cortical
es cilíndrico. En el epitelio del TC se distinguen células claras, con citoplasma en pliegues y pobres en organelos y células oscuras que poseen una
ultraestructura citoplasmática similar a las células bordeantes de las glándulas fúndicas que elaboran ácido clorhídrico.
En la mayoría de los vertebrados, mamíferos en particular, la irrigación sanguínea de los glomérulos es exclusivamente arterial. La p ar ticula r i da d e n
l a re la ci ón ca rdio va scul a r- ne fr onas, asegura procesos de filtración en el
corpúsculo de Malpighi y procesos de reabsorción y secreción en el sistema
tubular. Los riñones son órganos muy vascularizados, la arteria renal, una
para cada riñón, es una arteria de gran calibre que se origina directamente
de la aorta; al alcanzar el hilio del órgano inmediatamente se divide en tres
ramas, superior, anterior e inferior, que penetran en el órgano formando
varias ramas dirigidas a la corteza, las arterias interlobulares, que a nivel
de la zona de unión cortimedular se acodan en ángulo recto para dar lugar
a las arterias arciformes que forman un denso plexo arterial del cual salen
las arterias interlobulillares que discurren por la corteza renal perpendicularmente a las arterías arciformes y emiten las arterias aferentes que forman el pelotón capilar del glomérulo, el cual e s una red capilar que da
origen a otra arteria, la arteria eferente, que a su vez origina otra red capilar,
la red peritubular, que en su terminación van confluyendo para dar inicio al
sistema venoso cuya topografía es sensiblemente superponible a la del sistema arterial; el sistema venoso depende de un doble origen, las venas de
la cápsula adiposa, que penetran a través de la cápsula fibrosa y se
anastomosan con el otro origen venoso, que son las venas propias del riñón. Estas venas a nivel del seno renal forman un vaso único que emerge a
través del hilio como vena renal que drena directamente en la vena cava
posterior. La red capilar peritubular que como su nombre indica se localiza
268
alrededor del sistema tubular superior de la nefrona, TCP y TCD, emite capilares denominados vasos rectos que se proyectan hacia la médula renal,
acompañando al asa de Henle. (Ver Fig. 6.2.).
F i gu r a 6.2. Particularidades circulatorias de la nefrona.
Hay dos redes capilares que irrigan la neurona: el glomérulo y los capilares
peritubulares. La red capilar glomerular recibe sangre de la arteria aferente
y esta se halla separada de la red capilar peritubular por una arteriola
eferente que brinda resistencia importante al curso de la sangre. Como resultado, la red capilar glomerular tiene una presión elevada, mientras que
la red capilar peritubular tiene presión baja. A consecuencia de la presión
elevada en el glomérulo, este funciona de manera muy similar a como lo
hacen los cabos arteriales de los capilares tisulares, filtrando líquido continuamente, que sale del glomérulo y penetra en la cápsula de Bowman. Por
otra parte, la baja presión del sistema capilar peritubular hace que funcione
en forma muy parecida a como funcionan los cabos venosos de los capilares tisulares, con absorción continua de líquido hacia el interior de los capilares. En realidad, el glomérulo es parte del sistema circulatorio, ya que es
un “ovillo de capilares” que se origina en una arteriola aferente y termina en
una arteriola eferente, por lo que es un arreglo circulatorio, ya que aquí
siempre la arteriola se capilariza en otra arteriola (arteria-capilares-arteria), hecho morfológico no común en el sistema circulatorio sistémico (arteria-capilares-vena). El diámetro de la arteriola aferente es mayor que el de
la eferente. Después de la arteriola eferente se produce una segunda red
269
capilar en contacto con el sistema tubular (capilares peritubulares) que
drenan en las vénulas (arteria-capilares-vena) de modo que existen dos redes capilares en serie, el glomérulo que se constituye en un sistema de alta
tensión que garantiza el proceso de filtración glomerular y la red peritubular,
que se constituye en un sistema de baja tensión para facilitar los procesos
de reabsorción. Otra característica es que los capilares glomerulares presentan la mayor permeabilidad de todos los capilares del organismo.
Una parte especial del sistema capilar peritubular es la de los vasos rectos,
red de capilares que desciende alrededor de las partes más bajas de las
asas de Henle; estos capilares forman asas en la médula del riñón y luego
regresan a la corteza antes de vaciarse en las venas. Los vasos rectos son
los capilares de circulación más lenta en la economía animal y tienen como
papeles fisiológicos mantener la constancia del medio interno de las células tubulares de las asas de Henle, así como la concentración, elevada pero
no in crecendo, de cloruro de sodio en el líquido intersticial corticomedular,
como resultado del mecanismo de la contracorriente o mecanismo de máxima concentración y máxima dilución de la orina tubular. Solo una pequeña
porción del riego sanguíneo renal total, aproximadamente del 1 a 2 %, fluye
a través de los vasos rectos. En otras palabras, el riego de sangre a través
de la médula del riñón es lento, en contraste con el riego rápido de la corteza. Una amplia red de vasos linfáticos acompaña a la red sanguínea, excepto a nivel de los corpúsculos renales.
El flujo sanguíneo en las nefronas es de elevada intensidad, planteándose
que prácticamente toda la sangre que llega al riñón atraviesa estas unidades
funcionales antes de alcanzar el sistema venoso de retorno. En caso de necesidad, por situaciones de alarma, al producirse un descenso brusco de la
presión arterial el riñón tiene las denominadas desviaciones de Trueta que
establecen un shut circulatorio o cortocircuito arterio-venoso, donde la sangre es desviada rápidamente hacia el sistema venoso, comprometiéndose
la actividad de las nefronas.
Como el diáme tro total de la corr iente en l os ca pilar es puede ser ha sta
20 ve ces la del lecho de la a rteria a ferente, la velo cidad de la sangre en
estos capilares será solo de un vigési mo de la arteria y la energía cinética
de la sa ngre solo de 1/400; por lo tanto, es posi ble que la presi ón ej ercida por la sa ngre sobre las p aredes de l os ca pilare s pue de se r incl uso
may or que en l as arterias inter lobul ares y ese efecto toda vía será auxilia do ulterior mente por e l estrecho diámetro de la arteria eferente, por lo
que, aunque l a presión en los capilares ordinari os del cuerpo pro bablemente no es mayor de 20 a 30 mm Hg, los capilares glomerulares deben
270
presentar una presión poco inferior a la de las principales arterias del cuerpo. La presión en las arterias arciformes llega a alcanzar valores de hasta
10-13 veces más alta que en las venas arciformes, permitiendo tener una
idea del alto valor de la presión sanguínea que proporciona la filtración en
el glomérulo y su bajo valor en la red peritubular, lo cual facilita la reabsorción;
además el capilar de la red peritubular es extraordinariamente poroso y su
velocidad de reabsorción es hasta cuatro veces mayor que en el extremo
venoso de cualquier otro capilar del organismo animal.
FUNCIÓN GLOME RULAR
Desde hace tiempo se conoce que la función del glomérulo es sencillamente la de un proceso de filtración, en el cual bajo la presión de la sangre en
los capilares glomerulares se filtra el agua y los componentes cristaloides
del plasma a través del epitelio glomerular, menos los componentes proteicos
a excepción de la albúmina y otras proteínas de peso molecular inferior a
70 000, por lo que las distintas globulinas y el fibrinógeno, dado su peso
molecular elevado, son incapaces de filtrar por el glomérulo. El flujo sanguíneo renal es el más alto del organismo en relación con su peso, ya que es ¼
del flujo total (5 L/m), calculándose que el volumen real de plasma que
transita por la red glomerular es de 690 mL/min, volumen sumamente elevado para ser de tipo nutricio. A nivel de los glomérulos de los riñones, en el
hombre, filtran alrededor de 125 mL/min de plasma, lo cual da 180 L/diarios
que se corresponden con un volumen cuatro veces mayor que el volumen
hídrico total del or ganismo, más de 10 veces el volumen del líquido
extracelular y de 100 a 200 veces el total del agua ingerida diariamente. El
hecho de que esta enorme cantidad de líquido circule diariamente a través
de los capilares glomerulares y que un volumen importante del mismo penetre en los tubos contorneados proximales implica varias condiciones relacionadas con el proceso de filtración glomerular tales como: que el sistema
de filtración debe estar adaptado de modo especial para permitir la formación de esos volúmenes, ya sea disponiendo de un gran número de unidades de filtración, de una elevada presión de filtración o de una membrana
altamente permeable al agua, que debe ser meticulosamente regulada para
evitar cambios bruscos en el volumen extracelular y el volumen total del
organismo, además debe funcionar coordinadamente con el mecanismo
de reabsorción tubular para que no se pase de una capacidad límite de
reabsorción. (Ver Fig. 6.3.).
271
F i gu r a 6.3. El proceso de filtraciónglomerular.
El líquido que filtra hacia la cápsula de Bowmann se conoce con el nombre
de filtrado glomerular u orina primaria y se caracteriza por tener una constitución bastante parecida al plasma de la sangre, ya que en él encontramos
prácticamente casi todos los constituyentes del mismo en concentraciones
casi idénticas a las encontradas en el plasma. Una peculiaridad de la orina
primaria es que al no poder filtrar las proteínas de alto peso molecular sus
concentraciones de iones negativos como HC03– y Cl – estarán ligeramente
aumentadas, mie ntras los iones posi tivos esta rán ligera mente disminuidos, como consecuencia del e quilibrio de Donnan a a mbos lados de una
membrana biológicamente activa. Los elementos formes de la sangre no
pueden filtrar.
La fi ltr a ci ó n gl o me r ula r se desarrolla a nivel del corpúsculo de Malpighi,
donde se establece la denominada barrera biológica de filtración, compuesta
por tres elementos: pared capilar del glomérulo, membrana basal triestratificada y pared interna de la cápsula de Bowman. Los capilares del
glomérulo, con su pared, constituyen el primer elemento componente de la
barrera biológica en el sentido de la filtración. Las células del endotelio
capilar se caracterizan por presentar numerosas fenestras que conforman
272
poros de un diámetro de 0,1 mm. La membrana basal posee una estructura
reticular, por lo que actúa como una criba molecular, estando constituida
por dos estratos, externo e interno menos denso (claros) y un estrato medio
más denso (oscuro) que contiene microfibrillas dispuestas como una malla
con diámetro de hasta 7 mm. La constitución histológica de la pared capsular
es de endoteliocitos grandes de forma irregular (podocitos) que emiten prolongaciones que se insertan en la membrana basal triestratificada.
La p re si ón efecti va de fil tra ci ón glomerular (Pef) que garantiza el proceso
de filtración del plasma hacia la cápsula de Bowman (orina primaria) es la
resultante de la relación funcional entre la presión sanguínea capilar (Psc),
la presión coloidosmotica del plasma (Pcop), la presión en la cápsula de
Bowman (Pcb) y la presión en el sistema tubular (Pst). La Psc es la presión
capilar más elevada del organismo, al medirse valores entre 45 y 55 mm de
Hg, comparados con los valores medios de 25 mm Hg en el extremo arterial
y 9 mm de Hg en el extremo venoso de los capilares medios de circulación
sistémica; este valor tan elevado de la Psc a nivel del glomérulo se debe a la
diferencia de diámetros de las arterias aferente y eferente y las diferencias
de presiones de la sangre en los sistemas arterial y venoso renal.
Debido a la filtración del plasma desproteinizado los niveles de agua filtrada hacen que la sangre en el capilar glomerular aumente su viscosidad y
por eso tiende a aumentar ligeramente la Pcop de la sangre que avanza
hacia la red peritubular, lo que facilita los procesos de reabsorción a nivel
del sistema tubular. La Pef, una P constante, medida en ratas y extrapolada
al humano, da valores medios de 12 mm de Hg a favor de la filtración:
Pef = Psc-(Pcop+Pcb+Pst)
Pef= 50-(28+5+5)= 12mm de Hg.
El filtrado glomerular pasa al lumen tubular de la cápsula de Bowman para
iniciar su tránsito hacia el resto del sistema tubular, donde será sometido a
intensos procesos de reabsorción-secreción. Los procesos de secreción
tubular permiten la entrada de algunas sustancias al interior del lumen
tubular (orina tubular), sustancias que provienen de las células del epitelio
tubular (NH3 por ejemplo) o de los capilares peritubulares. La filtración
glomerular (FG) puede ser modificada por la acción de numerosas sustancias vasoactivas: la angiotensina II ocasiona una disminución de la FG asociada a un descenso del flujo plasmático renal (FPR) por vasoconstricción,
la noradrenalina, también otro vasoconstrictor que provoca disminución del
FPR tiene un efecto menos significativo sobre la FG, mientras que las
prostaglandinas (PGE1 ) y otros vasodilatadores renales como acetilcolina y
bradicinina ocasionan un incremento del FPR, pero una influencia poco
273
importante sobre la FG. El filtrado glomerular disminuye por: descenso de la
presión hidr ostática intracapilar (hipotensión), aumento de la presión
coloidosmótica del plasma (deshidratación), aumento de la presión en el
espacio de Bowman (obstrucción urinaria), disminución del flujo sanguíneo
renal (insuficiencia cardíaca) y disminución del coeficiente de ultrafiltración
(enfermedad renal intrínseca).
Si el diámetro de la arteria aferente disminuye, como es lógico, la cantidad
de sangre que llega al glomérulo será menor, lo cual provocará una disminución o ausencia del filtrado por el glomérulo. Por el contrario, una dilatación de esta arteria incrementará el flujo sanguíneo al glomérulo con el
consiguiente incremento de la filtración. Si la dilatación es excesiva tal como
ocurre ante la pérdida del tono arteriolar se presentará un éxtasis sanguíneo
con supresión del flujo sanguíneo por el glomérulo. Cuando el sistema simpático aumenta su tono a nivel renal repercute sobre las arterias aferentes, las
cuales disminuyen su diámetro, presentándose el cuadro anteriormente descrito, esto es, disminución de la filtración por el menor flujo sanguíneo. Los
vasos sanguíneos renales tienen una inervación simpática abundante; en
condiciones de reposo basal prácticamente no hay un tono constrictor simpático en los vasos renales pero este tono aumenta con un mínimo de actividad, sin embargo, no llega a alterarse el flujo sanguíneo.
Una caída brusca de la presión arterial provoca de inmediato una disminución del filtrado, pero rápidamente se pone en acción el mecanismo de
autorregulación renal que evita que la presión sanguínea en la arteriola
aferente se vea afectada. Por el contrario, una subida de presión sanguínea
repercutirá en todo el sistema y por tanto en las arterias arciformes y arterias
aferentes, pero inmediatamente por un mecanismo intrínseco de regulación,
las arterias aferentes disminuirán su diámetro; no obstante ello, siempre al
inicio de la subida de presión sanguínea habrá una mayor filtración glomerular (fenómeno de rebosamiento), aunque posteriormente se restablezca
a sus valores normales.
Otros factores que inciden sobre el proceso de filtración glomerular pueden
ser las obstrucciones de la vía arterial del glomérulo, el incremento de la
presión intersticial causada por procesos inflamatorios y el incremento de
la resistencia en el sistema tubular como consecuencia de pr ocesos
obstructivos en los tubos colectores, uréteres y uretra, así como cualquier
disfunción vesical.
Cle ar ance o a cl ar amie nto p la smático: se define como el volumen (Vol) de
plasma que es depurado de una sustancia en una unidad de tiempo. Toda
sustancia que se encuentra en la orina proviene del plasma. La cantidad
(Qu) de sustancia que se encuentra en la orina es igual al Vol de orina por la
274
concentración de esa sustancia en la orina, lo que se puede medir por unidad de tiempo (min). La cantidad de sustancia que se encuentra en la orina
por min, va a ser igual al flujo de la orina por la concentración. El Vol de
plasma depurado es lo que llamamos Clearance (Clx). El Clx es virtual en el
sentido de que a partir del Vol depurado de la sustancia se extrapola el Vol
absoluto al que haya estado de acuerdo con la concentración plasmática. Por
ejemplo, si filtran 125 mL de plasma y conocemos que la urea filtra libremente,
por lo que tiene concentración igual que en el plasma y en parte se reabsorbe,
entonces el Clx de la urea es de 70, ya que de 120 filtrados, se reabsorbieron
55, es decir, a 70 mL de plasma se le quitó la urea, mientras que a 55 mL
de plasma todavía le queda la urea, es decir que se ha reabsorbido parcialmente. El Clx no especifica mecanismos por los cuales se produce la depuración, sino que considera el resultado final, es decir, la sustancia puede
haber participado en los mecanismos de filtración, reabsorción y secreción.
La inulina, es fácilmente filtrada por el glomérulo, pero en cambio el sistema tubular de la nefrona es incapaz de reabsorberla o de segregarla. Así
pues, todo el filtrado glomerular experimentará un aclaramiento total de
inulina; de este modo cada miligramo de inulina que filtra por el glomérulo
aparecerá en la orina. De este modo el aclaramiento plasmático de inulina
por minuto nos indica la medida o intensidad de la filtración glomerular.
¿Qué le puede suceder a una sustancia en el plasma? Que no filtre, como
las proteínas, por lo que el Clx de ellas es de 0 de manera que en este caso
no se emplea o que filtre libremente, en cuyo caso la concentración
plasmática es igual a la del filtrado. Hay sustancias que son libres y otras
combinadas a proteínas, donde la proteína no pasa y solo lo hace la sustancia libre. La sustancia filtrada puede ser reabsorbida total o parcialmente
en el sistema tubular o puede penetrar al lumen tubular por secreción. Cuando una sustancia filtra libremente y no se reabsorbe ni se secreta su Clx
mide el flujo de filtrado; existen dos sustancias con estas características,
una exógena, la inulina y otra endógena, la creatinina, que sirve igual para
medir el Clx de filtración, ya que se secreta muy poco. Cuando esta relación
es la unidad (1) significa que esta sustancia filtra libremente y no se secreta
ni se reabsorbe, cuando es menor que 1 significa que se reabsorbe parcial
o totalmente, y cuando es mayor que 1 es porque se secreta. En ayunas,
normalmente la orina no contiene glucosa por lo que su Clx es 0, aunque la
glucosa filtra libremente, pero se reabsorbe en los túbulos contorneados
proximales.
Las nefronas, que se encuentran funcionalmente activas, mantienen dentro de ciertos límites un flujo sanguíneo relativamente constante mediante
la denominada auto rre gul ación de l a cir cul aci ón ne fro na l que obedece a
275
una respuesta directa de la musculatura lisa vascular. El proceso de autorregulación de la circulación en las nefronas se desarrolla por la presencia del
aparato yuxtagomerular (AYG) y por acción de sistemas de prostaglandinas
y calicreína-cininas que modifican el riego sanguíneo, que a su vez modifica
la intensidad del filtrado glomerular.
El AYG está constituido por modificaciones de las células de la arteria aferente
y de las del inicio del tubo contorneado distal cuando estas se ponen en
contacto, es decir, el tubo contorneado distal en alguna parte se adosa a la
arteriola aferente, pero la parte del tubo contorneado distal modificado se
llama mácula densa. En este aparato YG se produce una hormona, la renina,
que actúa como una enzima proteolítica sobre un angiotensinógeno, globulina plasmática de origen hepático, transformándolo en angiotensina I
(decapéptido) que por acción de una enzima convertidora de origen en diversos tejidos, la dipeptidilcarboxipeptidasa, se transforma en angiotensina II
(octapéptido) que es fuertemente vasoconstrictora al tiempo que estimula
la secreción de aldosterona, que estimula la reabsorción del Na+ en los TCD
y TC que por diferencia de potencial eléctrico es seguido por el Cl- arrastrando agua por ósmosis, lo que incrementa la volemia, por lo cual es una sustancia hipertensora ya que disminuye el continente (sistema vascular) y
aumenta el contenido (volemia). La secreción de renina por el YG depende
de dos causas, el grado de distensión de la arteria aferente, por lo que ante
situaciones de hipotensión la reducción del diámetro determina descarga
de renina , mie ntras que en estado s en que aumenta la distensión,
hipertensión, se inhibe la secreción de renina y el flujo tubular de Na+ que en
la hipertensión su incremento modifica también la secreción de renina puesto que normalmente cuando este aumenta, disminuye la liberación de renina.
La renina posee un efecto vasopresor más potente que la noradrenalina.
Las prostaglandinas, algunas de ellas producidas en los riñones, como las
PGE2, ,PGF2 , PGA1 y PGE1 mediante enzimas de las fracciones microsomales a
partir de los ácidos grasos en presencia de glutation y ciertos compuestos
aromáticos, ejercen influencia sobre el flujo sanguíneo renal al aumentar
en casos de isquemia y vasoconstricción, puesto que ellas tienen una acción vasodilatadora al tiempo que ambas aumentan la presión arterial. El
sistema hipotensor de las calicreina-cinina se corresponde con una enzima
producida en las células del tubo contorneado distal, la calicreina, que actúa sobre cinimógenos plasmáticos produciendo las cininas que tienen dos
efectos, uno fuertemente vasodilatador y otro natrurético que disminuye la
reabsorción tubular del Na+ y por ende, del agua corporal, incrementándose
la diuresis. Del balance entre los sistemas renina-angiotensina y la calicreinacinina, resulta en parte la regulación de la presión arterial sistémica.
276
FUNCIÓN TUBULAR
Normalmente del 100 % del volumen de plasma que fluye por los riñones
en un minuto, filtran un 20 % que constituye la orina primaria que, como
ultrafiltrado avanza hacia el sistema tubular neuronal, túbulo contorneado
proximal, asa de Henle, túbulo contorneado distal y tubo colector; en todo
ese recorrido sufre una serie de modificaciones en su composición, hasta
la formación de la orina final por mecanismos de transporte iónico de
reabsorción, secreción y excreción tubular, estos movimientos iónicos pueden
ser activos o pasivos. La orina definitiva no es, ni remotamente, la orina primaria. Conforme el filtrado glomerular circula a lo largo de los túbulos de la nefrona,
la mayor parte del agua y de los solutos sufren de un proceso de reabsorción
desde la luz tubular hacia los capilares peritubulares. Esta reabsorción se
caracteriza por ser cuantitativamente elevada, así, del agua que filtra en el
glomérulo en el lapso de 24 horas, período circadiano, se reabsorbe del
98,5 al 99 %, eliminándose con la orina un promedio de 1 a 1,5 %, según la
especie animal, las fuentes de agua y las condiciones ambientales. Otras
substancias como glucosa y aminoácidos, con valores homeostáticos en
sangre, son reabsorbidas totalmente, mientras la urea se reabsorbe solo
parcialmente, eliminándose con la orina en cantidades variables.
Las sustancias útiles al organismo se denominan sustancias con umbral
alto ya que en concentraciones fisiológicas en sangre so n totalmente
reabsorbidas como ocurre con glucosa, albúmina, aminoácidos, lípidos y
vitaminas. Ahora bien cuando las cifras de cualquiera de estas sustancias
con umbral alto superan las cifras fisiológicas homeostáticas, el exceso será
excretado por la orina; cuando esto ocurre la explicación no es que no se
reabsorbieron, sino que por su elevada concentración sobrepasaron la capacidad máxima de reabsorción tubular (MRT) de la sustancia en específico, lo
que se conoce como fenómeno de rebosamiento. Como todo sistema activo,
el riñón es factible de saturarse, entonces aparece el concepto de máxima
reabsorción tubular (MRT) o de transferencia máxima (Tm) que se refiere a
que el sistema de transporte es susceptible de saturarse dentro de niveles
fisiológicos, entonces, cuando el transporte se satura, la sustancia aparece
en la orina o lo hace en mayor concentración de lo normal. De lo antes
expresado podemos afirmar que sustancias como la glucosa, que no es un
componente normal de la orina (glucosuria negativa), cuando se detecta en
ella significa que su concentración en sangre y por ende en la orina primaria-tubular sobrepasaron al sistema de reabsorción tubular (MRT), por lo que
el excedente será el que dará la glucosuria positiva en cuantía relacionada
con su nivel en sangre, tal como ocurre en la diabetes y los cambios de
coloración del reactivo de Benedit. Las sustancias sin umbral son los dese-
277
chos metabólicos, es decir, son las que se filtran pero no se reabsorben y/o
se secretan por las células tubulares, por lo que desde el punto de vista
homeostático casi no se concentran en la sangre, ya que los riñones rápidamente las eliminan por la orina, por cuanto no cumplen ninguna misión en el
organismo; sustancias sin umbral son creatinina, ácido úrico o alantoina, según la especie animal. La urea es un ejemplo de sustancias con umbral relativo que puede o no aparecer en la orina, según sus niveles sanguíneos.
Del momento que filtra un elevado volumen plasmático y la producción de
orina no excede más allá de unos pocos litros, según la especie, se deduce
forzosamente que existe una intensa actividad de reabsorción a nivel del sistema tubular de la nefrona, aun en los mismos tubos colectores todavía se
produce reabsorción de H2 O, Na+ y NH4 y solo cuando la orina tubular abandona los tubos colectores se deja de modificar y pasa a constituir la orina
definitiva. La reabsorción tubular permite conservar sustancias importantes
para el organismo, como agua, glucosa, aminoácidos, vitaminas, y lípidos,
que filtran como componentes del plasma a nivel glomerular, además la
reabsorción es capaz de adaptarse a las necesidades del momento, es decir, participa activamente en la homeostasis del medio interno.
Los mecanismos de absorción tubular, activos como el transporte activo y
la pinocitosis y pasivos como el gradiente de concentración (difusión), el
gradiente electroquímico y el gradiente de presión osmótica o difusión
osmótica, se corresponden con mecanismos comunes para varios componentes del filtrado como la reabsorción de glucosa, fructosa y galactosa, mecanismos específicos que compiten entre sí como el sistema que transporta
glucosa que puede competir con el transporte de sulfato s y algunos
aminoácidos, otros mecanismos que transportan sustancias en ambas direcciones, o sea, absorber y secretar, donde se incluyen los que realizan el
intercambio Na+ /H+ y mecanismos más simples que reabsorben cada sustancia en forma independiente.
La mayor parte de los electrolitos presentes en el filtrado glomerular como
sodio, cloro, potasio, calcio, fósforo y magnesio se reabsorben casi completamente, sobre todo para mantener constante la composición química del
medio interno. Otra función importante que se realiza a nivel de los túbulos
renales, la secreción tubular, constituye la vía de eliminación de diversas
substancias extrañas al organismo. La reabsorción de agua y de solutos así
como la secreción en los diferentes segmentos del sistema tubular se realizan en forma activa o pasiva. El transporte activo se desarrolla contra el
gradiente de concentración, por lo que determina un consumo de energía,
ello implica siempre consumo de O2 , producción de CO2 y liberación de
lactato; la energía para estos sistemas proviene del metabolismo celular y
278
es utilizada por las bombas de transporte membranarios celulares. Las bombas son del tipo ATPasa que utiliza la energía desprendida de la hidrólisis
de transformación de ATP en ADP; la energía se utiliza para el transporte de
solutos como Na+ ; Ca2+ o H+ fuera de la célula (Bombas Na+ K+ / ATPasa,
Ca++ /ATPasa e H+ /ATPasa).
El flujo de la orina tubular o velocidad de pasaje debe ser uniforme en todos
los componentes del sistema tubular, ya que una lentitud o mucha rapidez
atentarán contra los mecanismos de reabsorción. En su recorrido van a ser
reabsorbidas numerosas sustancias, a la par que otras serán segregadas
por las células tubulares. Es por eso que cuando se analizan los constituyentes de la orina primaria y se comparan con los obtenidos en el tubo
colector, se observan grandes diferencias entre uno y otro líquido en cuanto
a sus constituyentes se refiere.
En el tubo co ntor ne ado pr ox imal se reabsorben aproximadamente alrededor del 50 al 60 % del volumen del filtrado glomerular. La reabsorción a
nivel del TCP se realiza en forma obligatoria como consecuencia de las modificaciones de las fuerzas de Starling que la filtración glomerular determina en los capilares peritubulares. Ello condiciona una recuperación de un
volumen importante de líquido filtrado y contribuye fundamentalmente a
mantener el líquido del espacio extracelular; en los capilares peritubulares
se presenta una disminución de la presión hidrostática versus una presión
coloidosmótica aumentada como consecuencia del filtrado glomerular libre
de proteínas.
Las células tubulares emplean varios mecanismos para reabsorber diversas sustancias que fluyen por la luz tubular. Para ello, las pertenecientes al
tubo contorneado proximal, presentan en su porción apical, que mira a la
luz del túbulo, miles de microvellosídades que permiten un aumento considerablemente de la superficie de contacto con las diversas sustancias que
fluyen por la luz tubular. La intensidad de los procesos de reabsorción que se
producen en este segmento tubular queda demostrada, además, por la alta
actividad de la fosfatasa alcalina a nivel de las microvellosidades, la cantidad
de vesículas pinocíticas, la riqueza en enzimas proteolíticas de sus lisosomas
y la concentración de mitocondrias que contienen succinatodeshidrogenasa
y otras enzimas. La función primaria de este segmento es reabsorber todas
las sustancias de alto valor nutritivo y del 60 al 80 % del agua presente en
la orina tubular.
El líquido filtrado en la cápsula y en virtud de la fuerza de vis a tergo, las
presiones por detrás son mayores que por delante en el sentido circulatorio,
por lo que empuja los volúmenes precedentes, se desplaza hacia el tubo
contorneado proximal. Si se analiza el líquido que llega a las primeras por-
279
ciones del referido tubo y el que sale por las últimas porciones, se apreciarán
grandes diferencias entre uno y otro en cuanto a la presencia y concentración
de diversas sustancias, incluyendo al agua, esto nos indica que numerosos
elementos han sido reabsorbidos y devueltos a la sangre. (Ver Fig. 6.4.).
F i gu r a 6.4. La actividad deltubo contorneado proximal.
En este segmento se reabsorben glucosa, completamente por transporte
activo por fosforilación, la totalidad de los aminoácidos filtrados por un sistema de transporte activo, el cual es utilizable con cierta especificidad, al menos
en aquellos aminoácidos que guardan similitud en su estructura, o bien pudiera ser específico para algunos, las albúminas, únicas proteínas capaces
de filtrar por ser las de menor peso molecular (alrededor de 69 000), mediante el proceso de pinocitosis, la totalidad de las vitaminas presentes en el
filtrado glomerular en principio por un mecanismo de transporte activo,
aproximadamente del 70 al 80 % del sodio, por transporte activo en la denominada reabsorción obligatoria, y del cloro, por gradiente eléctrico, del
50 a 60 % del potasio supuestamente también por transporte activo, caracterizándose porque utiliza el mismo sistema de transporte que el sodio, con
la diferencia de que la molécula transportadora es más eficiente para este
último, ya que acarrea consigo tres sodio por, un potasio, es decir, una proporción de 3 a 1. La reabsorción de iones de calcio, fosfato y magnesio está
280
en dependencia de factores hormonales por acción de la hormona paratiroidea (PTH), pues parece ser que esta hormona estimula al sistema de
transporte activo a la reabsorción del calcio y bloquea la reabsorción de los
iones fosfatos (fosfaturia) ante cuadros de hipocalcemia y por el contrario,
la ausencia de PTH provoca el efecto opuesto esto es, eliminación elevada
de calcio por la orina (calciuria), por no ocurrir la reabsorción, pero al mismo
tiempo hay aumento del fósforo en sangre (hiperfosforemia) por incremento en la reabsorción de los fosfatos. Como es de suponer, la secreción de
PTH está dada por la concentración de calcio en la sangre; valores elevados
de este mineral en sangre, suprimen la secreción de PTH. La calcitonina o
tirocalcitonina, aumenta la capacidad reabsortiva para el magnesio, tal como
si incrementara el mecanismo de transporte activo para este macroelemento;
como es lógico, la ausencia de esta hormona provocará una mayor excreción de magnesio por la orina, disminuyendo por tanto la magnesemia.
En los TCP también se reabsorbe ion bicarbonato (HCO3 – ) que, pese a estar
cargado negativamente, le resulta sumamente difícil seguir al sodio durante la reabsorción de este, debido por una parte a que el cloro es mucho más
difusible y compite con él en su paso por la membrana celular, y por otra, la
membrana celular es casi impermeable a este ion. Es por ello que el epitelio
celular dispone, en su papel de control del equilibrio ácido-básico, de un
mecanismo especial que requiere la participación enzimática y gran consumo de O2.
En relación con la absorción de agua, en el TCP se reabsorbe aproximadamente del 60 al 80 % del agua filtrada en lo que se conoce como reabsorción
obligatoria del agua. El mecanismo empleado es la ósmosis, debido a los
intensos procesos de reabsorción de solutos que aquí se desarrollan y por
ósmosis el agua acompaña a los mismos. La reabsorción obligatoria del
agua determina que la tonicidad de la orina tubular varíe y así tenemos que,
al principio del túbulo y como resultado de la reabsorción de los solutos, la
orina tubular se hace hipotónica, pero paulatinamente, debido a la reabsorción obligatoria del agua se va reajustando la tonicidad hasta alcanzar un
valor isotónico, por lo que al final de TCP se habrá reabsorbido una cantidad
de agua proporcional a la cantidad de solutos y con esta tonicidad alcanza
el inicio de la rama delgada descendente del AH. Los sulfatos se reabsorben en
pequeñas cantidades de modo activo, desde luego en proporción menor
que el agua, lo que determina su elevada concentración en el líquido tubular.
La urea, principal producto nitrogenado del metabolismo proteico y también
principal producto nitrogenado de la orina filtrada, en su paso por la luz tubular
difunde a través de las células tubulares por el mecanismo de retrodifusión,
es de cir, e s parcial mente rea bsor bida sobr e l a base de me canismos
281
pasivos, ya que conforme el agua se reabsorbe aumenta la concentración
de urea en la luz tubular, lo que determina un aumento de su gradiente de
concentración que favorece su difusión desde la luz tubular hacia la red
peritubular. En los túbulos renales se reabsorbe un 40 % de la urea filtrada,
por difusión simple o facilitada.
El ácido úrico que filtra libremente y se reabsorbe en un 90 % proviene del
metabolismo proteico y el aumento de su concentración plasmática puede
producir depósitos de cristales de urato en las vías urinarias (cálculos renales) o en las articulaciones (gota); una forma de tratamiento es bloquear la
reabsorción a nivel tubular. En el caso del ácido úrico ocurre un proceso
interesante, que es el siguiente: en el TCP se reabsorbe prácticamente todo
el ácido úrico que filtró, pero en las zonas más distales del propio TCP se
secreta ácido úrico que puede ser reabsorbido de nuevo, por lo que esto
significa que en cualquier situación, la presencia de este compuesto en la
orina refleja al que se secretó en el TCP y no al que filtró a nivel glomerular.
En relación con la creatinina debemos señalar que las membranas celulares resultan impermeables a este metabolito y aquellas moléculas que logran franquearlas son rápidamente devueltas a la luz tubular. La capacidad
secretora de este epitelio se extiende desde los vasos peritubulares de donde se toma la creatinina y la envían a la luz tubular, aun contra un gradiente
de concentración igual o mayor al contenido en la sangre. Otras sustancias
que son activamente secretadas son creatinina y cuerpos cetónicos (ácido
aceto-acético y ácido hidroxibutírico). También se plantea la secreción a nivel del TCP de sustancias que son normalmente producidas por el cuerpo y
la actividad celular, entre las que se incluyen sulfatos, esteroides y otros
compuestos glucorónicos. En el TCP se secretan algunos fármacos que tienen bases orgánicas y se secreta por mecanismo particular el EDTA (ácido
etilendiamino-tetracético), que es un anticoagulante. En su avance por los
TCP, la orina tubular abandona ampliamente modificada este segmento
tubular para alcanzar la rama delgada descendente del asa de Henle.
El a sa de He nl e presenta una configuración muy similar a una horquilla, se
halla formada por una rama delgada descendente, una rama delgada ascendente y una rama gruesa ascendente. Fisiológicamente el asa de Henle
reabsorbe aproximadamente un 25 % del sodio y cloro filtrados y alrededor
de un 15 % de agua que ha sido filtrada. El líquido que llega al asa de Henle
es isotónico con relación al plasma, osmolaridad de 285 mOsm/L, mientras que el que abandona este segmento tubular lo hace francamente
hipotónico (150 mOsm/L). En el AH se desarrolla un mecanismo conocido
por mecanismo de la contracorriente que, en primer lugar tiene como objetivo producir el máximo de concentración de la orina tubular (hipertonía) en
282
la rama descendente para seguidamente obtener el máximo de dilución
(hipotonía) en la rama ascendente.
Un sistema de contracorriente significa corrientes en contra como se produce en el sistema circulatorio de las extremidades para la conservación del
calor en las extremidades (temperatura de superficie) y en las asas de Henle
y los vasos rectos de la unidad funcional renal. En el sistema renal el asa de
Henle consiste en dos tubos paralelos, en íntima proximidad, uno descendente y otro ascendente que se unen en el extremo inferior, formando una
especie de horquilla para ahorrar energía, por los cuales circula la orina
tubular en direcciones opuestas. Similar disposición presentan los vasos
rectos, capilares originados en la red peritubular que acompañan a las asas
de Henle y que se caracterizan por poseer la circulación sanguínea más
lenta de todo el cuerpo animal; la combinación vasos rectos-asas de Henle
conforman el mecanismo multiplicador de la contracorriente. (Ver Fig. 6.5.).
F i gu r a 6.5. La actividad del asa de Henle.
Las condiciones básicas para que el sistema de contracorriente funcione
como multiplicador son que exista un flujo continuo de corriente en contra,
tubos en paralelo y cercanos con permeabilidades distintas y la presencia
de una fuente energética. Estas condiciones se producen en el asa de Henle,
cuya porción descendente es permeable al NaCl y al agua, por lo que el
283
primero penetra por difusión y la segunda abandona la orina tubular hacia
el líquido intersticial medular por ósmosis, de manera que la orina tubular
incrementa su osmolaridad a medida que avanza hacia el segmento en U
(horquilla) por la rama descendente, alcanzando en este nivel el máximo de
concentración que es idéntico al del líquido intersticial. En cuanto a la rama
ascendente, presenta el 1/3 delgado con características similares a la rama
descendente, pero debido al gradiente de concentración entonces el NaCl
sale, mientras que el agua penetra, iniciándose un mecanismo de dilución
de la orina tubular que se refuerza en la parte gruesa (2/3) que es impermeable al agua al tiempo que se extrae NaCl por transporte activo y es poco
permeable a la urea, lo que garantiza el máximo de dilución de la orina
tubular que avanza hacia el tubo contorneado distal. Esto determina que el
NaCl difunda desde el asa ascendente hacia el intersticio y hacia el asa
descendente, con lo que la concentración de solutos en el líquido intersticial
va aumentando progresivamente, correspondiéndole a los vasos rectos eliminar este exceso al mantener el gradiente osmótico elevado, pero estable,
del líquido intersticial medular.
Un elemento interesante en el mecanismo de la contracorriente (CC) lo desempeña la urea que participa de manera tal que el asa ascendente es poco
permeable a la misma, por lo que la urea va a seguir con la orina tubular
hacia el tubo contorneado distal, pero, como en este segmento se reabsorbe
agua en forma facultativa, la urea se va a concentrar en este y en el tubo
colector en el intersticio; esta urea, en parte vuelve al asa de Henle y en
parte es reabsorbida por los vasos rectos. Donde la urea esté más concentrada va a atraer agua, por ósmosis, especialmente en la porción descendente del AH y así ambos elementos se van a concentrar, tanto en la parte
de la horquilla como en el intersticio. Los vasos rectos actúan como
intercambiadores de CC, reforzando la acción del multiplicador. Estos mecanismos funcionan muy acoplados a la ADH, cuya función es la reabsorción
de agua según las necesidades del organismo
Uno de los mecanismos más importantes del riñón, consiste en la formación
de una orina concentrada ya que se constituyen en los únicos órganos del
cuerpo capaces de controlar las pérdidas de agua. La característica principal
de la actividad renal es la posibilidad de que la osmolaridad de la orina exceda a la del plasma; normalmente la orina puede sufrir un proceso de concentración hasta cuatro veces, con una osmolaridad de 1 200 mOms/Lt en
la mayoría de lo s mamíferos pero puede al canzar valore s de hasta
2 000 mOms/Lt en los que habitan en zonas desértica (orina muy concentrada) y valores de 400 mOms/Lt para los que habitan en medio acuático
(orina muy diluida). La capacidad de concentrar la orina se realiza mediante
284
la reabsorción del agua y el mecanismo multiplicador de contracorriente;
esta se lleva a cabo gracias a la disposición anatómica que tiene el asa de
Henle, en donde la proximidad de sus dos ramas favorece el movimiento
del sodio.
Este pasaje de sodio al tejido intersticial determina una hipertonicidad, que
será muy importante para que el riñón pueda concentrar o diluir la orina y
mantener el balance hídrico del organismo. Esa hipertonicidad del líquido
intersticial del riñón se incrementa conforme el asa de Henle penetra en la
zona medular. El mecanismo multiplicador de la contracorriente permite
conservar la hipertonicidad del líquido intersticial creada por el asa de Henle;
la disposición anatómica de los vasos rectos permite la realización del intercambio a contracorriente. Los vasos rectos descendentes se continúan con
los vasos rectos ascendentes, de trayecto paralelo y sentido contrario. En
su recorrido descendente, los vasos pierden agua y ganan solutos, mientras que en su trayecto ascendente, el agua pasa hacia el interior y los solutos
hacia afuera. La sangre que circula por el interior de los vasos rectos
medulares se equilibra con la osmolaridad intersticial. En condiciones normales, la sangre que ingresa a los vasos descendentes tiene una osmolaridad de 285 mOms/Lt, mientras que la que sale de los vasos ascendentes
tiene 315 mOms/Lt de osmolaridad. Este incremento de la osmolaridad
indica que el mecanismo de intercambio a contracorriente de los vasos rectos medulares supone la extracción del exceso de ClNa del intersticio renal
como resultado de la actividad de la rama gruesa de Henle e impedir su
acumulación en el líquido intersticial. Los vasos rectos se constituyen además en los capilares responsables de la constancia del medio interno para
las células tubulares del AH.
La actividad del tubo co nto rnea do di stal relativa a la reabsorción acontece
a todo lo largo de este segmento tubular y se caracteriza por presentar ciertas diferencias entre sus primeras porciones y las porciones ulteriores. Ha
podido conocerse que en las primeras porciones, próximas al final del asa
de Henle, se presenta una reabsorción de ClNa similar a la del asa gruesa de
Henle, lo cual continúa provocando la dilución de la orina tubular. Este fenómeno ha provocado que al referido segmento tubular algunos autores lo
denominen “segmento de dilución del túbulo distal”. En el otro extremo del
segmento tubular, a diferencia del anterior y bajo la influencia de la hormona aldosterona se produce la denominada reabsorción facultativa de Na+ ,
en función de las necesidades corporales, por transporte activo al tiempo
que secreta potasio. En cuanto al Cl– , en todo momento sigue al Na+ por
diferencia electroquímica. En el tubo contorneado distal también se produce la llamada reabsorción facultativa del agua por acción de la hormona
antidiurética hipotalámica (ADH), liberada cuando el líquido corporal tiende
285
a disminuir, es decir, ante estados de hemoconcentración para la producción de una orina concentrada que evite al máximo la pérdida de agua por
la orina como mecanismo compensador del déficit hídrico corporal. El TCD
participa activamente en el control del equilibrio ácido-básico. (Fig. 6.6.).
F i gu r a 6.6. La actividad en el tubo contorneado distal.
La capacidad secretora del TCD se manifiesta con el potasio, ácido paraaminohipúrico (PAH), iones de hidrógeno e incluso ante ciertos medicamentos de uso en la clínica. Cuando la concentración de K+ se eleva en sangre
(hiperpotasemia) es necesario que se produzca la rápida eliminación del
exceso, debido el efecto tóxico que puede ocasionar al organismo, en especial al corazón, donde puede producir un paro en diástole; el organismo solo
tolera fluctuaciones del 1 % en la concentración de K+ . En el TCP se reabsorbe
K+ de modo obligatorio y constante, por lo que es necesario, no tan solo
impedir su reabsorción en el TCD sino que se debe favorecer su secreción a
este nivel. Para ello se requiere l a presencia de aldosterona, la cual
incrementa el sistema de transporte para el sodio, el que al atravesar las
células epiteliales se intercambia con el potasio situado en los vasos sanguíneos; de este modo se crea una doble corriente de estos dos cationes,
pero en sentido opuesto. Así el sodio viaja de la luz tubular a los vasos
sanguíneos, mientras que el potasio lo hace de los vasos sanguíneos a la
luz tubular, disminuyendo de este modo la concentración de la potasemia.
Es interesante destacar el estado competitivo entre K+ e H+ en su excreción
286
bajo acción de la aldosterona. En los herbívoros, la ingestión de grandes
cantidades de K+ presentes en el forraje, determinan normalmente la eliminación de grandes cantidades del mismo por la orina (orina alcalina), por lo
que poseen una gran capacidad de adaptación en lo que se refiere a la
secreción de este mineral.
Cuando el pH sanguíneo tiende a descender por aumento de la concentración de los iones de H+ , el TCD pone en juego su facultad secretora para
este ion, participando activamente en el control del equilibrio ácido-básico
como respuesta ante la acidosis. Esta secreción de H+ , en función del tipo de
alimentación, hace que la orina de los carnívoros sea francamente ácida
(pH 4,5 a 6), mientras que en los omnívoros el pH estará en dependencia
del tipo de alimento que prime en la dieta. El ácido hipúrico, así denominado por haber sido aislado por primera vez en la orina del caballo, es el producto resultante de la conjugación del ácido benzoico con el aminoácido
glicina como única forma de ser excretado el primero; no solo el ácido hipúrico
no es reabsorbido por el sistema tubular, sino que el epitelio del TCD lo
secreta, extrayéndolo de la sangre de los vasos peritubulares y enviándolo
a la luz tubular, para ser excretado por la orina. Numerosas sustancias extrañas al organismo o metabolitos producidos diariamente son excretadas
por las células del TCD, unas por diferencia del gradiente electroquímico y
otras por transporte activo. Se ha podido establecer que la creatinina es
capaz de ser secretada en pequeñas proporciones a este nivel en algunas
especie s. Otro ta nto hay que señala r en rela ción con la pe nicil ina, la
cual comienza su secreción a las pocas horas de ser administrada; ciertos
compuestos yodados así como el rojo fenol siguen esta vía para ser eliminados del organismo.
Es conocido que numerosas nefronas, ya sean de AH cortas (corticales) o
largas (yuxtamedulares), se continúan o confluyen en un tubo co l ecto r único y según van penetrando, profundamente en la médula, se fusionan con
otros hasta formar el conducto papilar que desemboca en la abertura papilar
(sistema de cálices). Antiguamente se pensaba que el TC era un componente tubular pasivo, pero ese criterio tuvo que modificarse al conocerse el
importante papel que tiene en el mecanismo para concentrar la orina ante
pérdidas hídricas corporales. El diámetro de los poros físicos y fisiológicos,
presente s en las membr anas de las cé lulas epitelia les que revisten a estos tubos, sufren modifica ciones acordes con la acción hormonal de la hormona antidiurética (ADH), por lo que se completa la reabsorción facultativa
del agua. Si bien es cierto que las células que conforman el TC presentan
pocas mitocondrias, lisosomas y o tras e structuras citopla smáticas, especia lmente cuando se compar an co n la s cél ulas del TCP, no obstante a
287
esto, las células del tubo colector son capaces de bombear, en pequeña
medida, diversos iones en contra de gradientes de concentración electroquímicos. Los TC participan también en el control del equilibrio electrolítico
al constituirse sus células en tejido blanco o diana de los mineralocorticoides
en general y de la aldosterona en particular
Independientemente a que el TC presenta la misma estructura histológica
en todo su recorrido, tanto en el que se inicia y recorre la porción cortical
como en el que recorre la parte de la porción medular, la actividad funcional
presenta sus características al determinarse que la porción cortical impide
la salida de urea de la luz tubular al líquido intersticial, mientras que la
porción medular deja escapar urea de la luz al señalado líquido; como explicación se plantea que la urea, dada su gran difusibilidad y por acción de la
ADH en caso de deshidratación, difunde libremente, debiéndose este fenómeno a que a mayor reabsorción de agua mayor será la concentración de
este producto en el líquido tubular, lo que estimula su difusión. Por otra
parte, el mecanismo de contracorriente operado por las asas de Henle que
penetran en la médula renal, al crear la hiperosmolaridad en la luz tubular y
a su alrededor, provocan que el líquido intersticial tenga una osmolaridad superior cuando se compara con el líquido que viaja por el tubo colector, acción que
se potencia por la presencia de urea difundida del tubo colector, lo cual favorece a su vez la salida de agua y su incorporación a la sangre (efecto ureico
de retención de líquido).
PAPE L DE LOS RIÑONE S EN EL EQUILIBRIO HÍD RICO
Los riñones se constituyen en los únicos órganos de la economía animal
capaces de regular las pérdidas de agua, por lo que son vitales para el
mantenimiento de la homeostasis de este indicador del medio interno. Su
papel es vital para regular el balance hídrico del organismo y sobre todo de
separar la eliminación del agua de los solutos. La reabsorción del agua se
realiza a lo largo del sistema tubular renal, de forma obligatoria en el TCP,
como parte del mecanismo de la contracorriente en el AH y de forma facultativa en los TCD y TC. La disociación de agua y solutos se efectúa en el TCD
y TC condicionada a los niveles plasmáticos de la hormona antidiurética
(ADH). La cantidad de ADH se halla regulada por los cambios de osmolaridad
plasmática (hemoconcentración) o una disminución de la volemia debido,
entre otras causas, a pérdidas de líquido como ocurre en diarreas, vómitos,
hemorragia etc., reabsorbiéndose mayor cantidad de agua, por lo que se
produce una orina concentrada.
288
La ADH, octapéptido producido a ni vel de los núcleos supraópticos y
paraventriculares hipotalámicos es una hormona que se transporta por flujo axónico hasta la neurohipófisis donde se almacena y se libera según
necesidad. En el hipotálamo se localizan neuronas osmorreceptoras que se
estimulan ante el incremento de la osmolaridad de la sangre. La osmolaridad
normal del plasma es de 280-300 mOsmLt y los osmorreceptores responden a partir de variaciones de incremento del 1-2 % de esta osmolaridad,
incrementando su excitabilidad a medida que esta aumenta, por lo que se
liberará tanta ADH como necesidad de recuperación de agua a nivel renal.
Cuando la osmolaridad del plasma, y por lo tanto extracelular, aumenta, los
osmorreceptores hipotalámicos disminuyen de tamaño; aumentando la frecuencia de descarga hacia los núcleos supraópticos y paraventriculares
hipotalámicos que a su vez se excitan, proporcionalmente, liberando ADH
en sus terminaciones axónicas de la neurohipófisis, lo que aumenta la permeabilidad de los TCD y TC al agua que se reabsorbe en mayor cantidad,
produciéndose una orina concentrada, al tiempo que paulatinamente se
van diluyendo los solutos, disminuyendo de este modo el incremento de la
osmolaridad.
En caso de hiperhidratación, los osmorreceptores aumentan de tamaño disminuyendo la frecuencia de descarga hacia la neurohipófisis, por lo que se
liberará cada vez menor cantidad de ADH, lo que disminuye, en los túbulos
distal y colector la permeabilidad al agua, por lo que esta se reabsorbe menos y por lo tanto se excreta más agua (orina diluida). Al aumentar la diuresis,
los solutos del LEC se concentran y la osmolaridad vuelve a lo normal.
La secreción de ADH se estimula, además, en situaciones como hemorragias, en caso de dolores musculares, después de una emoción intensa y en
estado de estrés. En cambio la ingestión de alcohol disminuye la secreción
de ADH. En ausencia de ADH, los TCD y TC son impermeables al agua, de
modo que teóricamente en el humano, se podría llegar a orinar 36 litros por
período circadiano. Existe una enfermedad denominada diabetes insípida,
producida por lesiones de los núcleos supraóptico y paraventricular caracterizada por poliuria y polidipsia a consecuencia de la eficiencia de ADH.
La comprensión del equilibrio hídrico normal y la osmolaridad plasmática
no estaría completa sin considerar el mecanismo de la sed y relacionarlo
con la acción de la hormona antidiurética (ADH) porque en la regulación de
ambos sistemas comparten aspectos anatómicos y fisiológicos. La sed se
define como un intenso anhelo de agua. En los mamíferos y aves, la mayor
parte de las necesidades se satisfacen por la ingestión de líquidos (agua de
bebida). Si bien los factores que determinan el consumo de agua no están
bien aclarados, un intenso deseo de beber agua, solo se presenta cuando
289
las pérdidas de agua son superiores al nivel de ganancia, es decir, a los volúmenes incorporados por el agua de bebida, el agua contenida en los alimentos y el agua metabólica. En animales adultos sanos, la sed se halla bien
regulada generalmente por la tonicidad del plasma. Ese control se realiza
por un grupo de neuronas “osmosensibles” ubicadas en las partes ventromedial y anterior del hipotálamo en la cercanía del sitio de secreción de la
ADH; la estrecha relación anatómica sugiere que estas áreas osmorreceptoras pueden ser lesionadas por el mismo proceso patológico. Estos dos
centros se hallan integrados fisiológicamente para mantener normal el agua
del organismo, por consiguiente, no es de extrañar que una mayor sensación de sed, a su vez produzca un aumento en la liberación de ADH, que
determina una mayor conservación de agua en el riñón, condicionando la
“reacción de repleción acuosa”.
Los estímulos que inhiben la sensación de sed, simultáneamente inhiben
la liberación de ADH, iniciando la “reacción de pérdida acuosa”. El mayor
estímulo fisiológico de la sed es un descenso del 1 al 2 % del volumen de
agua corporal total. Un aumento proporcional de la osmolaridad plasmática
progresivamente aumenta la sensación de sed. En general la sed no es estimulada hasta que la osmolaridad plasmática supere los 290-300 mOsm/Lt;
cuando se administra una solución salina hipertónica o manitol, se estimula
la sed por el aumento de la osmolaridad plasmática. La sed también puede
presentarse por estímulos no osmóticos, algunos de los cuales también
estimulan la secreción de ADH, como son la hipovolemia y la hipotensión,
así como en casos severos de hemorragia o diarreas profusas, en los cuales el volumen sanguíneo disminuye considerablemente sin acompañarse
de cambios en la osmolaridad.
El estudio histológico de la nefrona muestra que el sistema tubular presenta un segmento, asa de Henle, que se proyecta hacia la médula renal. La
profundidad de este segmento determina la existencia de dos tipos de
nefronas: las nefronas corticales, cuyas AH al ser cortas no alcanzan la
médula renal, y las nefronas yuxtamedulares con AH largas que penetran
profundamente en la médula renal. Según la especie animal y su hábitat
será la proporción adecuada de nefronas corticales y yuxtamedulares. Mientras mayor sea la carencia de agua o dificultad para obtenerla, la especie
animal dispondrá de asas de Henle profundas (nefronas yuxtamedulares) las
cuales permitirán elaborar una orina muy concentrada (mamíferos de zonas
desérticas) y por el contrario, en caso de especies que viven en medio acuático
u obtienen fácilmente el agua sus asas de Henle serán cortas (nefronas
medulares), por lo que producirán una orina diluida (mamíferos acuáticos).
En situación intermedia se localizan la mayoría de los mamíferos terrestres
290
que al obtener agua con mayor o menor facilidad presentan una relación
adecuada, según sea el caso, entre las nefronas corticales y yuxtamedulares,
por lo que el grado de concentración o dilución de la orina dependerá del
balance hídrico al momento de elaborarla.
La médula renal presenta una osmolaridad superior a la corteza renal, efecto
que va en incremento a medida que se profundiza en la médula, por lo que
el líquido intersticial es hipertónico, siendo necesario mantener estable esta
condición de tonicidad. Cuatro factores contribuyen al mantenimiento de
este objetivo: el transpone activo de iones desde el líquido tubular hacia el
líquido intersticial desarrollado en el segmento grueso de la rama ascendente de Henle, el transporte activo de iones desde el líquido tubular hacia
el líquido intersticial en el tubo colector, la difusión de grandes cantidades
de urea desde la luz del tubo colector hacia el líquido intersticial y el transpone pasivo de iones, sodio y cloruro, desde el líquido tubular hacia el intersticial
en el segmento delgado de la rama ascendente de Henle. (Fig. 6.7.).
F i gu r a 6.7. Riñón y equilibrio hídrico.
La producción volumétrica de orina responde a las necesidades corporales
de retener o no agua, por lo que en caso de deshidratación se producirá
una orina escasa y concentrada, mientras en caso de hiperhidratación la
orina será abunadante y diluida. La actividad de las células tubulares de los
segmentos TCP y AH, es siempre constante, independientemente de la
291
osmolaridad de los líquidos corporales, es decir, halla o no necesidad de
retener agua por los riñones. La orina primaria inicia su recorrido por el TCP
isotónica y a medida que se extraen los solutos tiene tendencia a la hipotonía,
pero al reabsorberse el agua por ósmosis, recupera su isotonía, valor con el
que la orina tubular alcanza la rama delgada descendente de Henle; a medida que progresa hacia la profundidad de la médula, y debido a la permeabilidad de la pared al paso de solutos y agua, se le incorporan cantidades
de ClNa con salida de agua, lo que aumenta progresivamente su tonicidad
hasta alcanzar en su parte más profunda el máximo de concentración, el
mismo valor hipertónico del líquido intersticial. El transporte por la rama
ascendente se inicia en el segmento delgado al poseer las mismas características que el delgado descendente, pero al ser mayor la concentración ahora en la orina tubular que en el líquido intersticial comienza la salida del ClNa
y la entrada de agua hacia y desde el líquido intersticial, por lo que se inicia
un proceso de disminución del valor osmótico del líquido tubular para alcanzar su máxima expresión de hipoosmolaridad en el segmento grueso de la
rama ascendente, por cuanto aquí se expulsa activamente ClNa al tiempo
que es impermeable al agua. De esta forma la orina tubular que llega al TCD
es francamente hipotónica exista o no necesidad de retener agua. La diferencia está en la acción de la hormona ADH en las células de los TCD y TC,
según su ritmo de descarga para retener el volumen adecuado de agua.
PAPEL DE LOS RIÑONES EN EL EQUILIBRIO ELECTROLÍTICO
La presencia de aldosterona está determinada por la concentración de sodio
en la sangre; si la cifra desciende por debajo de los valores normales, rápidamente se segrega la hormona en cuestión, lo contrario ocurrirá ante concentraciones elevadas de este elemento. Así, el sodio filtrado y que es
reabsorbido en un 70 % en el tubo proximal, por ejemplo, de 140 mmol/L
filtrados, son reabsorbidos en este segmento 98 mmol/L, quedando por
reabsorber 42 mmol/L, siendo necesario la presencia de los mineralocorticoides. en especial la aldosterona para la reabsorción denominada facultativa. Por el contrario, ante una ingestión excesiva de cloruro de sodio, en
donde este último sobrepase los 200 mmol/L en sangre, al ser reabsorbido
de modo obligatorio el 70 % en el tubo proximal , la secreción de aldosterona
se suspende, por lo que este elemento pasará por el tubo sin ser reabsorbido,
excretándose el sobrante por la orina.
En condiciones de normalidad en el organismo, el metabolismo del Na + se
mantiene constante, es decir, existe un equilibrio entre su ganancia y pérdida, siempre y cuando no existan pérdidas cutáneas por excesiva sudoración
292
o gastrointestinales como en la diarrea. El Na+ se constituye en el principal
catión del líquido extracelular. La principal vía de eliminación del Na+ es por
el riñón, que interviene directamente en la regulación de su equilibrio; como
quiera que este catión es el más importante del espacio extracelular el funcionamiento renal se halla directamente relacionado con el volumen del
líquido extracelular. Diferentes mecanismos fisiológicos contribuyen a mantener constante el balance del Na + . Los principales estímulos para la retención o no del sodio se corresponden con sus niveles en sangre (sodemia) y
en acción directa sobre el riñón, al modificarse el volumen arterial efectivo; la
deshidratación o la hemorragia determinan una disminución del volumen
arterial efectivo que provocan una mayor reabsorción tubular de Na+ , mientras que la perfusión de una solución salina condiciona un aumento del
volumen arterial efectivo, determinando una disminución de la reabsorción
tubular de Na+.
La aldosterona, mineralocorticoide elaborado en la capa glomerular de la
corteza adrenal, estimula la reabsorción facultativa de Na+ por las células
de los TCD y TC; las causas primarias para la secreción de aldosterona son:
hiposodemia, hiperpotasemia y disminución del riego sanguíneo a la glándula y como causas secundarias estímulos del sistema renina-angiotensina,
por efecto de la ACTH y como respuesta a la liberación del Factor Natrurético
hipotalámico y auricular. (Ver Fig. 6.8.).
F i gu r a 6.8. Riñón y equilibrio electrolítico.
293
Las variaciones del volumen arterial efectivo que influyen en la eliminación
urinaria de sodio son:
1. El flujo sanguíneo extrarrenal (mayor o menor grado de vasoconstricción),
regul a la reabsorción tubular de so dio y agua, mediante las modi ficacione s que se presenta n en las fuerzas físicas que contro lan la fi ltración glomerul ar y el transporte tubular de agua y solutos en el túbulo
proximal. Si existe disminución del flujo plasmático renal (FPR), se presenta vasoconstricción en la arteria efe rente que ma ntiene la p resión
hidro stática e n el glomérulo, po r lo tanto la fil tración glomerular (FG)
disminuye en menor proporción que el FPR. Este incremento de la fracción
de filtración (FF) ocasiona una mayor concentración de las proteínas en el
plasma que del glomérulo pasan a los capilares peritubulares. El incremento de la presión coloidosmótica en estos capilares determina una
mayor reabsorción en el tubo contorneado proximal. Este fenómeno ha
sido denominado “Balance glomérul o-tubular ” y consti tuye el p rimer
factor.
2. La aldosterona, se constituye en el segundo factor. Cuando existe una
disminución de la presión de perfusión renal, el aumento excesivo de
sodio en la orina tubular es detectado por el aparato yuxtamedular o la
hiperactividad del sistema simpático, que determinan un aumento de la
secreción de renina y secundariamente de aldosterona, lo que estimula
la reabsorción de sodio en los TCD y TC.
3. La hormona natrurética, que corresponde al tercer factor, determina una
mayor eliminación de sodio por la orina, cuando existe un incremento
del agua en los líquidos corporales, volumen extracelular. Para esta hormona se sugieren dos orígenes: en núcleos del hipotálamo posterior y
en la aurícula derecha, Factor Natrurético Atrial (FNA), ante su distensión por aumento de la volemia de esta, su actividad se halla relacionada con la volemia arterial efectiva. También se ha descrito que aumenta
la eliminación de sodio, en respuesta a los estímulos que distienden la
aurícula derecha.
El riñón es también el encargado de regular el metabolismo del potasio;
prácticamente la totalidad de este ion filtrado es reabsorbido a nivel del
túbulo proximal (70 %) y en el asa de Henle (20 al 30 % restante). Los TCD
y TC desempeña un papel importante en regular las necesidades metabólicas
del potasio; la cantidad de K+ eliminada por la orina se halla en relación
directa con la cantidad ingerida. Además del nivel de ingestión de potasio
en la alimentación y el liberado en el catabolismo celular, la eliminación por
la orina se halla regulada por varios factores: 1) el nivel sérico de potasio, 2) la
294
secreción de aldosterona, 3) el equilibrio ácido-básico, 4) el volumen del
flujo urinario y 5) la reabsorción facultativa de Na + en los TCD y TC.
El potasio se constituye uno de los cationes más importantes del espacio
intracelular desempeñando un importante papel en la contracción muscular,
en la conducción de los impulsos nerviosos, en la acción enzimática y en la
función de la membrana celular. La excitabilidad del miocardio y la conducción del ritmo cardíaco, se hallan estrechamente vinculados con la concentración de este catión en el líquido extracelular. El riñón no tiene la capacidad
de balancear una ingestión baja de potasio con una excreción disminuida del
mismo como sucede con el sodio. La ausencia de ingestión de potasio se
manifiesta en pocos días con síntomas de hipotasemia; prácticamente todos los alimentos, a excepción de glúcidos y grasas, contienen cantidades
apreciables de potasio. El potasio desempeña un papel importante en el
control del volumen de los líquidos intracelulares, al tiempo que tiene la
función de controlar la concentración del ion hidrógeno. Cuando el potasio
sale de la célula, ingresa sodio; en relación con el hidrógeno establece una
relación competitiva de manera que por cada tres iones de sodio que penetran saldrán dos de potasio y uno de hidrógeno.
La urea constituye el producto final del metabolismo proteico. Se filtra por el
glomérulo y se reabsorbe pasivamente por difusión a lo largo de los túbulos.
La cantidad excretada en el humano, determinada sobre todo por el nivel
de ingestión de proteínas, es de 10 g de urea nitrogenada. Debido a su
abundancia como producto de deshecho, su alta solubilidad, y su baja toxicidad, la urea desempeña un papel importante en la conservación del agua.
Como ya se señaló, la producción de urea es constante, resultando ser el
metabolito más abundante en la economía del animal. Tiene la característica de que presenta un poder de difusión muy elevado, por lo que atraviesa
todas las membranas celulares con relativa facilidad, exceptuando la barrera
hematoencefálica. Por otra parte, no toda la urea filtrada es excretada por
la or ina; este hecho obede ce a que e n un por ciento rel ativamente alto
retrodifunde por el epitelio tubular y retorna de nuevo a la sangre para ser
de nuevo filtrada. La excreción urinaria de la urea está condicionada a su
concentración en la sangre, a la intensidad de filtración glomerular y flujo
tubular y al grado de concentración de la orina en el tubo colector. Su papel
en el sistema de concentración-dilución de la orina se debe a su efecto
vaivén que obedece a que a nivel tubular nefronal se establece una oscilación por la s siguientes razones: la urea situada en el líquido intersticial
difunde a las asas de Henle medulares e n especia l en la porción a scendente , la cual retorna al tubo distal, lugar donde no retrodifunde, por lo
que a lcanza l os tubulo s colecto res en donde puede retrodi fundir nueva-
295
mente al líquido intersticial hasta que logre excretarse definitivamente por
la orina.
CONTROL DE LA OSMOLARIDAD
La osmolaridad plasmática de los vertebrados superiores se mantiene constante, en condiciones normales, en valores promedios de 285mOsm/Lt;
cuando los líquidos corporales conservan dicha osmolaridad se los considera isotónicos, calificándolos como hipotónicos o hipertónicos, si la concentración osmótica es inferior o superior a dichos valores.
En un individuo normal la osmolaridad es mantenida dentro de límites bastante rígidos; esa constancia es asegurada por la sensación de sed o la necesidad de ingerir sal, que en el humano esta necesidad no se presenta,
debido a que la ingestión de sodio cotidiana en las comidas supera los
requerimientos, pero no así en los animales que sí se presenta. Además de
la ingestión de agua y sodio se dispone de mecanismos especiales para el
control de la osmolaridad, así por ejemplo la carencia de agua determina
una concentración de los solutos que estimulan a los osmorreceptores,
desencadenando la descarga de la hormona antidiurética (ADH), produciéndose una orina concentrada; la ausencia de ADH determinará una eliminación de grandes cantidades de orina diluida. Además de la ADH, la
aldo sterona desempeña un papel i mportante en l a regul ación de la
osmolaridad, así como el aparato yuxtaglomerular para regular el volumen.
Los electro li tos son lo s r espo nsa ble s en el 98 % de l control de la
osmolaridad, constituyendo el sodio el principal catión extracelular, por lo
que se puede afirmar que su concentraci ón plasmática puede ser adoptada como índice de osmolaridad eficaz. También existen substancias no
electrolíticas, que por su gran difusibilidad, como glucosa y compuestos
nitrogenados no proteicos, son capaces de influenciar sobre la osmolaridad
de los líquidos corporales.
Aún en condiciones de extrema deshidratación se mantiene la producción
de orina, escasa y sumamente concentrada, debido al efecto osmótico
retenedor de agua de aquellas sustancias que se reabsorben poco (urea) o
nada (creatinina) y que en consecuencia impiden que una pequeña cantidad de agua no sea reabsorbida; esta producción de orina se denomina
ga sto o bl iga to r i o de o ri na que representa al menos el 1 % del volumen
plasmático filtrado. El gasto obligatorio de orina es en realidad la cantidad
mínima de agua como eliminación urinaria para desembarazar al organismo de los productos finales del metabolismo.
296
PAPE L DE LO S RIÑONES EN E L EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO
En todos los animales pluricelulares en general y en los vertebrados superiores en particular, la vida solo es posible con la constancia de los indicadores
del medio interno en donde uno de ellos, el equilibrio ácido-básico, responde al accionar rápido de los sistemas bufferantes o tamponantes presentes
en la sangre, primera línea de defensa, y a funciones reguladoras de los
sistemas respiratorio, segunda línea, y renal, tercera línea.
Normalmente en el metabolismo celular se producen una serie de sustancias ácidas o alcalinas procedentes de la degradación de las biomoléculas:
proteínas, nucleoprótidos, glúcidos y lípidos, todas estas sustancias, liberadas en un momento dado en el seno del organismo animal, tienen que ser
neutralizadas bien por medios químicos (sangre) o por un mecanismo rápido eliminatorio como ocurre cuando el ácido es volátil, a través del sistema
respiratorio, mediante el CO2 o bien cuando los ácidos no son volátiles que
se combinan a diferentes sustancias que aseguran su expulsión al exterior
a nivel de los riñones. Este sistema regulador que asegura la neutralización
de las numerosas sustancias ácidas que invaden el medio interno y que se
producen en el organismo, de origen endógeno o exógeno, constituyen uno
de los elementos de mayor defensa para el mantenimiento normal de la
vida en el mamífero.
Se hace necesario pensar que el organismo debe disponer de sustancias
químicas que le ofrezcan oportunamente bases suficientes capaces de neutralizar los ácidos con la consiguiente formación de sales, así como también que pueda disponer de radicales ácidos que neutralicen las bases que
puedan liberarse en exceso: en una palabra, el organismo necesita de sustancias protectoras capaces de neutralizar ácidos o bases. Todas estas sustancias que sirven al organismo para proteger el mantenimiento del estado
ácido-básico constituyen las llamadas sustancias buffer. Es necesario para
expresar la reacción de un medio cualquiera referirse a su concentración
de hidrogeniones libres, la cual nos dará la medida de su neutralidad.
El pH constante de la sangre y por lo tanto de los líquidos corporales, se
mantiene por la presencia en esta de cuatro importantes sistemas tamponantes: ácido carbónico-bicarbonato, fosfato monosódico-fosfato disódico,
proteína-proteinato y hemoglobina-oxihemoglobina y la importantísima cooperación de los sistemas ácido carbónico-bicarbonato, a través del sistema
respiratorio y de los sistemas ácido carbónico-bicarbonato, fosfato monosódico-fosfato disódico y cloruro de sodio-cloruro de amonio, mediante el
297
sistema renal. Si bien el riñón no actúa en forma inmediata cuando se ha
instaurado un desequilibrio ácido-básico, su participación asegura la eliminación definitiva de la carga ácida o alcalina aportada. El riñón puede eliminar una orina con pH que oscila entre 4,3 y 8. Con el pH de 4,3 la orina tiene
una concentración de hidrógeno unas 800 veces más que la sangre con un
pH de 7,40; por otro lado en un pH de 8, la concentración de bicarbonato es
elevada, pudiendo llegar a 250 mEq/Lt. Estos parecen ser los máximos
gradientes de hidrógeno que pueden ser establecidos ente la sangre y la
orina a través de las células tubulares.
Los riñones al desempeñar una función primordial en la regulación del equilibrio hidromineral de los líquidos corporales lo hacen también en el mantenimiento del pH del organismo, gracias a la liberación de las sustancias
ácida s no volátiles que no pueden controlarse a través del epi telio
pulmo nar. Es po r eso que para el mantenimie nto de la homeostasis es
necesaria la i ntegridad del riño nes. La cantidad de ácidos y bases e liminadas por la orina, así como su misma reacción, son extraordinariamente
variables. La concentración del ion hidrógeno en la orina depende del tipo
de di eta; en l os herbívoros, la alimentación vegetal y el pasto verde dan
por r esultado una ori na alcal ina, mientras que la ingesti ón de pro teína
anima l, carní voros, o la combinación pr oteína animal y gr anos con alta
propo rción en proteína e n los omní voros, determinan una orina á cida.
Bovino s, equinos y ovinos presentan una or ina con pH de 7 a 8. El cerdo,
que es omnívoro, puede en ocasiones, de acuerdo al predominio del tipo
de alimentación, mostrar una orina ácida o alcalina. La orina de los carnívoros, tales como perro y gato, es de reacción ligeramente ácida (pH entre 6
y 6,6).
Aspectos comunes en el control del equilibrio ácido-básico por los riñones:
a) Los riñones son activos en la acidosis y pasivos en la alcalosis.
b) En los tres mecanismos, la reacción química de base ante la acidosis en
las células tubulares es la unión del CO2 con el H2 O en presencia de la
anhidrasa carbónica que forma un ácido débil, CO3 H2 , que rápidamente
se desdobla en anión bicarbonato e hidrogeniones; los hidrogeniones se
intercambian con protones de sodio de la orina tubular en la membrana
luminal, por lo que el sodio se une al anión bicarbonato formando bicarbonato de sodio que difunde al líquido peritubular intersticial de las
nefronas para difundir hacia el plasma de la sangre de los capilares
peritubulares, es decir, se incrementa el nivel de reserva alcalina al tiempo que se secretan hidrogeniones. Los riñones regulan la concentración
298
del ion H+ , bien aumentando o disminuyendo la concentración del ion
bicarbonato en los líquidos orgánicos o aumentando o disminuyendo la
excreción de bases por la orina.
c) Los sistemas contro ladores funcionan en forma escalonada , es de cir,
ante la acidosis, el siste ma á cido carbónico -bica rbonato del tubo
contorneado proxi mal es el primero en activar se, de no reso lver el
pro blema, se acti va e l sistema fosfato monosó dico -fosfato disódico
del tubo co ntorne ado distal, trabajando ambos sistema s a la vez y en
caso que los dos señalados sean insuficientes, e ntonce s se activa el
si stema clor ur o de so dio -clor ur o de amo ni o, ta mbién del tubo
contorneado dista l como sistema emergente de urgencia, traba jando
los tre s al uní sono.
El si stema ácido car bó ni co -bica rbonato (TCP) desempeña el papel más
importante debido a dos hechos: en primer lugar la concentración en el
organismo de cada uno de esos componentes es muy importante y en segundo lugar, cada uno de los componentes se halla regulado en forma independiente, pero armoniosa, por órganos separados. La excreción renal
controlada de ácidos, agrega en forma simultánea nuevo bicarbonato a la
sangre. Por el contrario, la retención renal de ácidos, disminuye la concentración sanguínea de bicarbonato.
La rea bsorción del bicarbo nato filtr ado, constituye el mecanismo renal
más i mportante de regul ación del equilibrio ácido -básico. Si se tie ne en
cuenta que en 24 hora s se fil tran apro ximadamente 5 000 mEq de bicarbonato y se eliminan solamente 1 a 2 mEq, el mecanismo de reabsorción,
basado e n la secreción de iones de hidrógeno, en r ealidad no se trata de
un proceso de reabsorción total, ya que los iones de bicarbonato del fluido
tubul ar no atr aviesan la barrer a celular ; la enzi ma anhidrasa carbónica
desempeña un papel importante en el mecanismo de “seudorreabsorción”
a nivel de las células tubulares, acelerando la formación de ácido carbónico, a pa rtir del anhídrido carbóni co y el agua. El sodio que equilibra al
anión bicarbonato difunde desde la luz tubular hacia el interior de la célula y de allí, en forma de bicarbonato de sodio pasa al líquido intersticial. El
ion hidrógeno i ntracelul ar pasa a la luz tubular donde es captado por el
bicarbonato, formando ácido carbónico. Como puede apreciarse el mecanismo no contempla la reabsorci ón del bicarbonato, sino l a síntesis de
nuevas moléculas de bi carbonato en l as células tubulares, de ahí que se
produzca una seudoabso rción. (Ver Fig. 6.9.).
299
F i gu r a 6.9. Sistema ácido carbónico-bicarbonato (TCP).
Las células del epitelio del tubo contorneado proximal poseen la enzima
anhidrasa carbónica, la cual solo actúa cuando el pH intracelular se hace
francamente ácido, ya que a pH de 7,2 es inactiva; a pH 6,8 y en presencia
de C02 y H2O produce la reacción ácido carbónico que rápidamente se disocia en HCO3 – e H+ ; el H+ formado es intercambiado por el Na+ del bicarbonato presente en la orina tubular y que procede del filtrado glomerular; el
resultado de la reacción es la formación de una nueva fracción de bicarbonato que rápidamente es enviado al líquido intersticial y por último a la
sangre vía vasos peritubulares; hay que destacar que cuando la reabsorción
de bicarbonato es máxima conduce a una concentración máxima de cloro
tubular, tal como se observa en la acidosis metabólica. La inactividad de la
anhidrasa carbónica conlleva a la imposibilidad de ser reabsorbido el bicarbonato de sodio, por lo que el filtrado por el glomérulo aparecerá en la orina, dándole un carácter alcalino a esta.
Los fosfatos en el plasma se encuentran en su mayor parte en el estado
dibásico (Na2 HPO4 ). Una vez alcanzado el máximo de capacidad neutralizadora de la acidosis por el sistema del bicarbonato sódico en el tubo contorneado proximal, entra entonces en acción el si stema fo sfa to mo no só di co -
300
fo sfato di só di co (TCD), manteniéndose la secreción de hidrogeniones (H+) en
el tubo contorneado distal gracias a la formación de H2 CO3 originado por la
actividad de la anhidrasa carbónica, tal como se explicó anteriormente. Esta secreción de H+ se intercambia aquí con el Na+ procedente del fosfato disódico (Na2 HP04)
presente en la orina tubular, dando lugar a la formación de fosfato monosódico
(NaH2 P04 ) con el consiguiente aumento de la acidez de la orina y retención por
parte de las células de un ion sodio que originará, por un mecanismo similar al
que acontece en las células del TCP, bicarbonato de sodio, el cual pasará a la
sangre. La excreción del fosfato ácido de sodio o fosfato monosódico produce
una orina francamente ácida (pH de 5,4 a 6,0). (Ver Fig. 6.10.).
F i gu r a 6.10. Sistema fosfato monosódico-fosfato disódico (TCD).
El tercer mecanismo, el siste ma cl o ruro de so di o -clo r ur o de amo ni o o
a moni o p oy e si s r e na l (TCD) para la eliminación de iones de hidrógeno y
conservación de cationes, operado por las nefronas, es la producción de
amoníaco (NH3 ) por las células del tubo contorneado distal conocida como
función amoniopoyética renal que se constituye en una defensa de los riñones contra la acidosis, especialmente en carnívoros y omnívoros. Aproximadamente un 60 % del amoníaco eliminado por el epitelio tubular proviene
de la desaminación de la glutamina, siendo esta por lo tanto, el mayor
sustrato conocido para la producción de amonio renal. La glutaminasa re-
301
nal está localizada principalmente en las mitocondrias, aumentando su
actividad en los estados de acidosis. La glutaminasa cataliza la desaminación
de la glutamina, produciendo NH3 dentro de las células tubulares, que reacciona directamente con el H+ liberado del equilibrio ácido carbónico-bicarbonato, originado de la actividad de la anhidrasa carbónica, dando lugar a
la formación de amoníaco. Constituye este mecanismo un proceso importante para la eliminación de H+ porque la mayor parte de los aniones del
líquido tubular son cloruros, formándose el cloruro de amonio en la orina
tubular. Como es conocido el ácido clorhídrico es un ácido muy fuerte y
agresivo al tiempo que dificultaría el transporte de H+ hacia la orina y el pH
caería considerablemente; sin embargo, cuando los H+ se unen al NH3 con la
consiguiente formación del ion amonio (NH4 ) y su ulterior combinación con
los cloruros, el pH no decrece dado que este compuesto es una sal neutra
(cloruro de amonio). En los herbívoros, animales de orina alcalina, una gran
proporción del NH3 empleado es este mecanismo se obtiene directamente de
la sangre en donde el gradiente de difusión del NH3 es menor de célula a
orina, que de célula a sangre, considerando diferencias de pH y flujo tubular
lo que provoca que los niveles de glutaminasa renal sean muy bajos o no
existan en los mamíferos con orinas francamente alcalinas. (Ver Fig. 6.11.).
F i gu r a 6.11. Sistema cloruro de sodio-cloruro de amonio o amoniopoyesis renal(TCD).
302
En el papel controlador del equilibrio ácido-básico del sistema respiratorio,
los diferentes procesos metabólicos que se producen en el interior de las
células dan origen al CO2 que difunde hacia el líquido intersticial para alcanzar a la sangre, que es la responsable de su transporte hacia los pulmones,
donde difunde en el interior de los alvéolos y finalmente es exhalado con la
espiración. Independientemente que el CO2 es transportado por la sangre
en forma física y química, le corresponde al sistema ácido carbónico-bicarbonato ser el principal, de manera que expulsar CO2 por los pulmones es
una forma importante de reducir el nivel de H+ libres, por lo que se corrige
la acidosis. Si aumenta la cantidad de CO2 formado, también aumenta su
presión parcial en los líquidos extracelulares en general y en la sangre en
particular, lo que estimula al centro respiratorio aumentando la frecuencia
respiratoria, por lo que aumentará la cantidad de CO2 eliminado por la respiración, determinando una disminución de su concentración en el líquido
extracelular. El sistema respiratorio desempeña un papel importante e inmediato con los sistemas tampón sanguíneos, para conseguir estabilizar el
equilibrio ácido-base.
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-Q UÍMICAS DE LA ORINA
La orina es un líquido claro y amarillo, que forma espuma cuando se agita.
En condiciones de reposo se deposita un sedimento de moco que contiene
una cantidad muy pequeña de nucleoproteínas derivadas del revestimiento
epitelial de la vejiga y vías urinarias, así como células o restos celulares del
sistema conductor. El color de la orina varía con su concentración; después
de una sudoración intensa por trabajo o ejercicio, el volumen de agua
excretada por los riñones es pequeña y por lo tanto la orina es concentrada
y de color ámbar fuerte. Después de comidas copiosas la orina puede ser
muy pálida y diluida; un resultado similar se observa debido al factor medio
ambiente, al comparar la producción de orina en verano e invierno. La orina
ordinaria tiene un olor aromático, pero varía ampliamente con el carácter
del alimento. Muchas sustancias alimenticias dan olores característicos que
pueden depender de alteraciones experimentadas por ellas en su metabolismo celular. En sentido general la orina de los herbívoros tiene olor aromático, mientras que en los carnívoros es acre picante. El peso específico de la
orina es proporcional a su concentración; normalmente oscila entre 1,016 y
1,020 aunque puede ascender hasta 1,040 o descender a 1,002 según la
conce ntración de solutos. La orina es un pro ducto de e xcreción donde,
salvo a lgunas excepci ones, están pr ácticamente pr esentes todos los productos de desecho que resultan del metabolismo celular, así como del meta-
303
bolismo de las hormonas y medicamentos y todo lo que esté en exceso en
los líquidos corporales.
Es indudable que la composición y volumen de la orina es variable en dependencia de la actividad corporal, la calidad y naturaleza del alimento ingerido y la cantidad relativa de agua perdida por el proceso respiratorio, por
los diferentes mecanismos termorreguladores que involucran a la piel y por
las heces fecales. La orina excretada mediante el acto de la micción difiere
en su composición físico-química entre las diversas especies animales e
inclusive entre animales de la misma especie, de acuerdo al régimen alimentario, así como a la actividad desplegada en el día y la posibilidad de satisfacer lo s requerimiento s hídricos. Según la especie animal, existen
variaciones notables en la orina de carnívoros, omnívoros y herbívoros. En
los carnívoros, la orina es clara, sin sedimentos mucosos, de color amarillo
que va desde el claro hasta el oscuro, pH ácido, gran riqueza en alantoína y
olor característico, muy intenso en el gato; en el perro está presente el sulfuro
de etilo. En los omnívoros también la orina es clara y sus características
generales estarán en dependencia del predominio del régimen alimentario
a que esté sometido el animal, por lo que predominar un régimen a base de
proteína animal entonces será semejante a la de los carnívoros, mientras
que si predomina un régimen vegetariano entonces será igual a la de los
herbívoros. En los herbívoros, la orina del caballo es espumosa, a veces
gelatinosa, por la abundante presencia de sustancias mucinosas producidas por las glándulas mucosas que tienen estos animales en la pelvis renal
y en la primera porción del uréter. En los demás herbívoros es transparente,
generalmente de color amarillo claro que se enturbia al cabo de algún tiempo por la precipitación de carbonato de calcio. En el humano es un líquido
claro y amarillo, que forma espuma cuando se agita, de olor aromático, que
varía con el carácter del alimento.
AI analizar la orina se puede apreciar la presencia de componentes orgánicos e inorgánicos, los cuales oscilan con el régimen alimentario, actividad y
ritmo nictemeral. Entre los principales componentes orgánicos enco ntramos urea, creatinina, alantoína, y en el humano y aves, ácido úrico y resto
de otras sustancias. Del total del ni trógeno encontrado en la orina el 80 %
o más aparece r epresenta do por la urea; su concentra ción es mayor en
carnívoros y omnívoros y menos en herbívoros, como resultado del producto fi nal del metaboli smo de la s proteí nas. Cier tas bacterias co mo el
Micrococcus ureae descomponen la urea en amoníaco y ácido carbónico,
debié ndose al primero el olor de l as orinas descompuestas cuando se
expone n al aire. Siendo la urea el principal componente nitrogenado de la
orina, es el índice más importante del metabolismo proteico del organismo.
304
La mayor parte de la urea excretada deriva directamente de las proteínas
de los alimentos como resultado de la desaminación de los aminoácidos y
su cantidad será directamente proporcional a la de la proteína tomada como
alimento; una menor proporción deriva de la descomposición de los tejidos
del cuerpo, esta porción endógena puede experimentar considerable aumento en todas las condiciones que causan desintegración rápida de los
tejidos como estados febriles, diabetes e hipertiroidismo. La creatinina es
un componente normal de la orina de los mamíferos, con la característica
de que su concentración resulta muy pequeña en los herbívoros, en los
cuales se encuentra presente la creatinina sin transformar. En las aves solo
se encuentra la creatina, no así su anhídrido, la creatinina. Cuando se excluye la carne de la dieta, la salida de creatinina es constante, lo que nos
indica que su excreción no se ve influida por la ingestión o ausencia de
prote ínas en l a dieta; en los estados fe briles o después de un ejer cicio
muscular violento aumenta su excreción por la orina.
El ácido úrico puede aparecer en la orina en sus dos formas: forma cetónica
y forma enólica; es un producto del metabolismo de las bases pirimídicas
que ve influida su excreción por el tipo de alimentación. Con una dieta rica
en nucleoproteínas, su excreción aumenta. En los mamíferos, con excepción del humano, los monos antropoides y una raza especial de perros, los
dálmatas, no se excreta en cantidad apreciable el ácido úrico, sino la
alantoína que es un producto de oxidación del ácido úrico por acción en el
hígado de la enzima uricasa. Las aves y reptiles eliminan gran cantidad de
ácido úrico porque esta sustancia tiene en ellos el significado de ser un
producto residual, ya que el nitrógeno proteico es transformado, para su
excreción, en ácido úrico. Conjuntamente con el ácido úrico se excretan por la
orina las bases púricas, adenina, guanina, xantina e hipoxantina que se escapan a la oxidación normal que opera en el hígado. La orina contiene otras
combinaciones orgánicas que por su concentración tan pequeña y a veces
inconstantes no tienen significación fisiológica, entre las que están el ácido
quinurénico, presente en la orina de perros, ratas y conejos, que deriva del
metabolismo del triptófano. Como productos resultantes del metabolismo
de las grasas suelen aparecer en pequeñas proporciones cuerpos cetónicos,
sobre todo en la orina del buey, representados por el ácido betahidroxibutírico
y el ácido acetoacético. El ácido láctico producto de la glucólisis anaerobia
del músculo se encuentra en la orina solo después de un intenso trabajo
muscular, al igual que el ácido glucorónico conjugado con varias sustancias;
a estos cuerpos, entre otros, debe la orina su poder rotatorio de la luz polarizada hacia la izquierda, acción levógira muy marcada en la orina de los
herbívoros. También se han encontrado pentosas y pentosanas. En el perro
no es raro encontrar combinaciones orgánicas con el azufre, tal como el
305
sulfuro de etilo y cuerpos relacionados con la cisteína y sus productos de
putrefacción en el intestino grueso.
Pequeñas cantidades de enzimas suelen encontrarse en la orina, debido a
que son reabsorbidas en el intestino delgado (enzimas digestivas) y por la
sangre son filtradas en pequeñísimas cantidades para ser excretadas por
esta vía, por lo que se han encontrado amilasa, pepsina, tripsina, lipasa.
etc. La presencia del ácido oxálico en la orina reconoce dos orígenes: el
primero procedente de los alimentos ingeridos, especialmente los vegetales y el segundo de origen endógeno, producto principalmente de uno de
los pasos metabólicos de la glicocola. En la orina puede encontrarse también, en muy pequeñas cantidades, el ácido oxalúrico que es una combinación del ácido oxálico con la urea; este ácido puede combinarse con el calcio
y originar oxalato de calcio que provoca la presencia de sedimentos urinarios y hasta cálculos renales.
Las vitaminas hidrosolubles se han encontrado igualmente pero solo cuando su ingreso supera las necesidades orgánicas. Igualmente se eliminan
por la orina hormonas, especialmente y en grandes cantidades, sexuales y
gonadotrópicas durante la gestación, cuyo diagnóstico precoz precisamente se fundamenta en su determinación en la orina, en especial de la mujer y
de la yegua. En la orina del ternero se puede encontrar también fructosa y
lactosa en los primeros días de nacido. La lactosuria también puede hallarse
cuando las hembras lactantes, en especial las vacas, no son ordenadas eficazmente. La presencia de componentes no habituales o normales en la orina
determina situaciones patológicas que reciben su nombre de acuerdo al componente; así tenemos, por ejemplo, en el caso de la proteína se denomina
proteinuria, la presencia de sangre se llama hematuria y la de hemoglobina
hemoglobinuria, la de pigmentos biliares se conoce como bilirrubinuria.
Entre los constituyentes inorgánicos de la orina en los animales domésticos
se encuentran, principalmente, los cloruros representados por el cloruro de
potasio y de sodio y pequeñas cantidades de cloruro de amonio en el rumiante, no así en los carnívoros y omnívoros donde la cantidad excretada
es superior. En los caballos la cantidad eliminada como promedio es de 4 a
23 gramos por litro de orina y en el bovino es de 10 a 35 gramos por litro.
Los carbonatos siempre están presentes en las orinas alcalinas tales como
la de los herbívoros, debido principalmente a su régimen alimentario. En los
omnívoros sometidos a un régimen de alimentación eminentemente vegetariano, también estarán presentes los carbonatos. Un hallazgo constante
lo constituye el carbonato de calcio, el cual es uno de los responsables de
formar los sedimentos de la orina, en especial en los herbívoros, también
se encuentra el bicarbonato de calcio. La orina recién emitida y sometida al
306
calentamiento o dejada reposar por unas horas forma un sedimento de
carbonato de calcio con desprendimiento de ácido carbónico que se disocia en C02 y H2 0, provocando un enturbiamiento del líquido, En condiciones
fisiológicas, este enturbiamiento no se presentará. Los fosfatos alcalinos
están presentes en la orina, especialmente de carnívoros y omnívoros, los
cuales originan sedimentos de fosfato-cálcico y amónico-magnésico, con
sus características formas cristalinas. En cambio, en los herbívoros, los
fosfatos no son abundantes, ya que estos son eliminados mayormente por
el intestino, generalmente, en forma de fosfatos de calcio y magnesio. El
azufre se encuentra en combinación orgánica, es el azufre neutro conjugado en forma de sulfoésteres.
SISTEM A EXCRETOR RENAL
Después de avanzar por el sistema tubular de la nefrona, incluyendo a los
tubos colectores, mediante el efecto de vis a tergo, las presiones por detrás
son superiores a las presiones por delante, como resultado del proceso de
filtración, la orina alcanza los cálices renales hasta desembocar en la pelvis
renal y de aquí, por los uréteres, se vierte a la vejiga. La vejiga, reservorio
extensible que permite la acumulación de la orina, periódicamente se vacía
y entonces su contenido es expulsado al exterior por la uretra, mediante el
mecanismo de la micción. Formada por la reunión de los cálices, la pelvis
renal es una dilatación en forma de tonel en el hilio de los ríñones, en donde se originan los uréteres.
Los ur é te r e s, conductos musculares revestidos de epitelio de transición,
presentan una túnica muscular de fibras lisas compuesta de tres capas,
distribuidas en una circular media que se encuentra entre dos longitudinales,
externa e interna. En el animal vivo cuando se ponen al descubierto los
uréteres o por observación radiológica (radiografía seriada) se ven pasar
ondas de contracción peristálticas a lo largo de su túnica muscular, desde
la pelvis renal a la vejiga, que impulsan un volumen de orina por delante de
ellas, estas ondas son más frecuentes cuando la producción de orina es más
abundante; este proceso es controlado por la funcionalidad del músculo liso;
en los uréteres parece que existen células marcapasos que hacen que las
contracciones sean cíclicas; las presiones en los túbulos ureterales oscilan
entre 25 y 100 mm de Hg. En la túnica muscular de los uréteres, en el lugar
de paso a través de la pared vesical, los fascículos de miocitos gabros van
solamente en dirección longitudinal, por lo que al contraerse dilatan el diámetro ureteral en el punto de desembocadura vesical, independientemente
del estado de la musculatura lisa de la vejiga, con el objetivo de facilitar la
307
descarga del volumen de orina trasportado. Los uréteres penetran en la
vejiga en su base o cerca de ella en los dos ángulos posteriores de la región
denominada trígono vesical; la entrada es oblicua, de modo que se forma un
orificio valvular, esfínter fisiológico, que impide eficazmente, durante el vaciamiento vesical por el mecanismo de la micción, el reflujo de orina de la vejiga
hacia los uréteres. La acción del esfínter fisiológico se refuerza por la presencia de una papila en cada desembocadura ureteral que también evita el
reflujo. La orina solo entra en la vejiga cuando hay ondas peristálticas.
La inervación de los uréteres comprende fibras de los nervios esplácnicos
por el plexo vesical y en su extremo inferior por los nervios hipogástricos.
También existen células intramurales que conforman el llamado plexo intramural (células ganglionares) a todo lo largo de los uréteres. La estimulación
de los nervios esplácnicos (parasimpáticos) produce aceleración en las contracciones de las porciones superiores de los uréteres, mientras que la
estimulación de los nervios hipogástricos (simpáticos) produce contracción
en el extremo interior de los uréteres. A pesar de esta rica inervación vegetativa, a la misma se le asigna un papel de poco valor sobre la motricidad
uretral, dándoseles mayor importancia a los mecanismos intrínsecos o relación volumen de orina contenida/estimulación de las fibras lisas. No obstante lo expresado, se destaca a nivel de la pelvis renal y los uréteres una
fuerte inervación sensitiva algiógena (dolor) que puede ser estimulada por
varios factores como son la distensión intensa o la isquemia, causando entonces las crisis dolorosas de la litiasis uretral (cólicos nefríticos). Por las
ondas de contracción progresivas y rítmicas de los uréteres, la orina pasa
continuamente a la vejiga, de modo que la pelvis renal se mantiene vacía
de líquido, cualquiera que sea la posición del animal.
La ve ji ga urinaria es una bolsa músculo-membranosa extraordinariamente
distensible situada en el suelo de la cavidad pelviana. En la vejiga urinaria
se distinguen las regiones del vértice, cuerpo y cuello. La pared de la vejiga
urinaria está compuesta por serosa, túnica muscular (músculo detrusor) y
mucosa. La serosa recubre únicamente el vértice y el cuerpo de la vejiga
urinaria, la túnica muscular, de músculo liso con fibras distribuidas en espiral, que dan lugar a una contracción coordinada forman el músculo detrusor,
de triple capa y que esencialmente sirve para la expulsión de la orina, es
muy importante para el tono de plenitud de la vejiga y la mucosa, La vejiga
está tapizada por una mucosa plegada, ausente hacia el cuello de la vejiga,
el llamado trígono vesical o triángulo de la vejiga, que se caracteriza por
presentar un epitelio pavimentoso estratificado que impide la reabsorción
de agua y de sustancias contenidas en la orina, de forma tal que en este
reservorio esferoidal la orina producida a nivel renal no sufre ningún tipo de
308
variación. En la capa muscular se distinguen los siguientes estratos musculares: el externo de fibras longitudinales, el medio de fibras circulares y el
inte rno de fibra s obli cuas y longitudinal es. La s fibr as que discurren
oblicuamente forman en el cuello de la vejiga urinaria un músculo constrictor
llamado músculo del esfínter vesical o esfínter interno (involuntario) que sirve para el control de la retención de orina en la vejiga De la desembocadura
de los uréteres hacia el fondo vesical la mucosa se engruesa y se prolonga
por unos pliegues que generalmente son dobles, excepto en el perro.
La vejiga presenta, desde el punto de vista nervioso, un control intrínseco y
uno extrínseco. La inervación intrínseca se corresponde con el plexo intramural o intraparietal, localizado en las inmediaciones de la desembocadura
de los uréteres, relacionado con la plasticidad vesical para relajar al músculo detrusor, adaptando su nivel de distensión al volumen de orina, impidiendo que aumente la presión, por lo que evi ta que se desencadene el
mecanismo de la micción en forma prematura, al permitir cumplir con su
función de almacenamiento; este plexo está subordinado a la inervación
extrínseca. La inervación extrínseca es de tipo vegetativa doble, es decir,
recibe fibras simpáticas procedentes de la médula lumbar (segmentos 1-4
en perros y gatos, 2-4 en caballos y humanos) que penetran en los ganglios
simpáticos correspondientes y de ahí se dirigen las fibras de los ne rvios
mesentéricos al gangli o mesenté rico posterior, de donde sale el nervio
hipogá strico que inerva el esfínter interno y músculo detrusor y reci be fibras parasimpáticas de l nervio pélvico con ubica ción en los segmentos
sacros 2-4, existiendo fibras que establecen sinapsis en el plexo vesical y
otras con un trayecto directo, inervando al detrusor y al esfínter interno. En
el segmento sacro I y II se localizan las raíces dorsal y ventral del nervio
pudendo, nervio espinal del SNC, que inerva al esfínter fisiológico externo
constituido por la musculatura esquelética del área para el control voluntario de la emisión de orina. La estimulación moderada de la inervación
hipogástrica provoca atonía vesical, acompañada de hipertonicidad del esfínter interno con retención de orina, en cambio, la estimulación de los nervios pélvicos produce el efecto opuesto, es decir, contracciones del músculo
detrusor con relajación del esfínter interno, por lo que su estimulación despierta la sensación de orinar.
La pared de la ur etr a está rodeada de fibras musculares circulares que por
su contracción tónica tienden a impedir la salida de orina a lo largo del
conducto; este músculo uretral está reforzado por el denominado esfínter
voluntario de tipo fisiológico, por cuanto se corresponde con la musculatura
esquelética de la región, como la perianal y la pelviana que, al contraerse
de forma consciente, establecen un anillo alrededor de la segunda porción
de la uretra, impidiendo la emisión de la orina; este “esfínter externo” se
309
extiende en el hombre a partir de la próstata mediante el músculo bulbocavernoso que refuerza la capacidad para controlar la emisión de orina. Por
consiguiente, la vejiga está provista de una poderosa pared muscular cuya
contracción causará su evacuación y dos tipos de esfínteres: uno involuntario, el esfínter del trígono y el otro voluntario, no físico, sí fisiológico, que es
el esfínter muscular estriado de la musculatura del área.
MECANISMO DE LA M ICCIÓN
La micción es un acto complejo de tipo comportamental en el que intervienen una serie de reflejos destinados, por una parte, a desencadenar su
realización y, por otra a asegurar su terminación. El acto fisiológico de la
micción tiene como finalidad la de producir la expulsión del volumen de
orina contenida en la vejiga hacia el exterior, a través de la uretra. La micción propiamente dicha está sometida al control cortical en el humano
(facilitación o inhibición voluntaria por educación social) y en algunas especies de animales domésticos que conviven con nosotros como son perro y
gato (facilitación o inhibición cortical por causa condicionada). En circunstancias normales el esfínter del cuello de la vejiga se encuentra en estado
de contracción tónica y ofrece una resistencia a la evacuación de este órgano, que puede variar según su grado de contracción. Comparativamente se
requiere una presión, considerablemente mayor, en la vejiga, para vencer la
resistencia de los esfínteres activos en el animal vivo, que cuando se fuerza el vaciamiento en el animal muerto.
El cistometrograma o registro de los cambios de la presión intravesical, explica cómo se produce el llenado y vaciamiento de la vejiga. La vejiga no es
una simple bolsa elástica en el interior de la cual el relleno produce un
aumento de la presión. La relación presión-volumen no es lineal, existiendo
largos períodos de tiempo en que el llenado de la vejiga por la orina se
realiza a presión constante por respuesta de relajación del músculo detrusor.
Después de un vaciamiento vesical mediante el mecanismo de la micción y
con la llegada de los primeros mililitros de orina de la próxima micción, la
presión intravesical aumenta en una forma relativamente fuerte (rama I),
para rápidamente, en función de la especie animal, la vejiga comienza a
distenderse o relajarse, debido a su gran plasticidad, lo que permite que
pueda continuar almacenando orina sin que la presión intravesical aumente
(rama II) y así se mantendrá hasta que alcance el volumen tope o volumen
umbral que producirá, en su momento el desencadenamiento del mecanismo de la micción (rama III). Este efecto plástico de la vejiga asegura que el
proceso de excreción urinaria, a pesar de ser continuo por sus órganos productores, los ríñones, no sea molesto, por cuanto aunque la vejiga se esté
310
llenando no se recibirá ninguna señal vesical hasta que se complete el volumen requerido de estímulo. Lo antes expresado permite afirmar que la presión del interior de la vejiga no es directamente proporcional al volumen
que almacena. (Ver Fig. 6.12.).
F igu ra 6.12. Cistometrograma.
La vejiga vacía, según llega la orina procedente de los uréteres, va paulatinamente aumentando su presión sin manifestar ningún tipo de contracción
por parte del músculo detrusor, pero una vez que alcanza un umbral de
presión intravesical que varia según la especie animal, por ejemplo 10 cm
de agua en el perro y 15 cm en el humano, se inician contarcciones débiles
y de corta duración (de 5 a 15 segundos en el hombre; de 20 a 30 segundos en el gato y de 30 a 60 segundos en el perro).
A medida que continúa llegando más orina la distensión de la vejiga es
mayor, lo cual aumenta no tan solo la intensidad sino la duración de las
contracciones hasta que, al alcanzar un valor de 250 a 400 mL en el humano, 500 a 550 mL en el perro de gran talla y 4 L en el caballo, las contracciones son 425 veces más intensas y frecuentes, lo que determina que la presión
vesical supere el grado de tonicidad del esfínter interno, determinando la relajación y apertura de este, despertándose la necesidad imperiosa de orinar,
es el llamado reflejo de la micción. Llegado este momento, las personas y los
animales enseñados, pueden reprimir o satisfacer el acto de orinar.
El músculo detrusor es muy plástico y se puede adaptar a diferentes volúmenes de orina, el mismo detrusor tiene receptores de tipo muscarínico,
311
de tipo -adrenérgicos. En el esfínter interno hay receptores -adrenérgicos;
los receptores de tensión cuando detectan estiramiento pasan la información a través del nervio hipogástrico a la médula espinal (L1 -L4 ) y mediante las
vías simpáticas se activan los receptores -adrenérgicos que relajan el
músculo detrusor, si se activan los receptores -adrenérgicos que están
presentes en el esfínter interno, mediante contracción del mismo se relaja
el músculo detrusor. Cuando los receptores de tensión detectan un estiramiento importante, envían esta información a la médula espinal (S2-S4 ), que
va mediante los nervios pélvicos y activan las vías parasimpáticas que segregan acetilcolina que actúa sobre los receptores muscarínicos y contraen
el músculo detrusor, entonces también se relaja el esfínter interno, este
mecanismo desencadena la micción espinal. Existen influencias del SNC
sobre los centros espinales que controlan la micción, la cual es un reflejo
espinal, pero este control del SNC permite que haya información ascendente y descendente sobre el SNC, lo que justifica que un animal pueda posponer la micción y permite que se interrumpa esta en situaciones de peligro o
que se inicie la misma aunque la vejiga no esté llena. (Fig. 6.13.).
F i gu r a 6.13. Mecanismo de la micción.
312
El acto fisiológico del mecanismo de la micción se inicia con el cese de la
plasticidad vesical (rama II del cistometrograma), por lo que a partir de ese
volumen de aceptación de orina, a medida que se van adicionando volúmenes conducidos por los uréteres comienza a aumentar la presión intravesical
(rama III del cistometrogr ama), al estimul arse los mecanorr eceptores
vegetativos (nervio pélvico) y somáticos (nervio pudendo), por lo que se desencadena el mecanismo de la micción. Por la vía del nervio pélvico se establece una respuesta parasimpática de carácter facilitador a nivel del centro
de la micción espinal cuyas consecuencias son la estimulación de las contracciones del detrusor y el relajamiento del esfínter interno, al tiempo que
por la vía del nervio pudendo se establece relación informadora al sistema
nervioso central, por lo que mediante los fascículos de Goll y Burdach y los
espinotalámicos asciende hacia la formación reticular, activándola para estimular la vigilia y hacia la corteza cerebral para hacer consciente el deseo
de miccionar (destello de la micción).
Una vez percibido conscientemente el deseo de la micción, herbívoros y
omnívoros, en general, adoptan postura y facilitan el acto, ya que son animales de excreción difusa, pero carnívoros, como animales de excreción localizada y humanos, toman decisiones que pueden postergar este acto al decidir
si lo efectúan o no. En cualquiera de los casos, deben ejecutar acciones de
conducta, dirigiéndose hacia el área adecuada para definir si efectuan o
posponen en caso de ser negativa la respuesta, por lo que por un tiempo breve
en la primera o un tiempo prolongado en la segunda, impulsos excitadores
por la vía corticoespinal alcanzarán las raíces motoras del nervio pudendo
a nivel sacro, para estimular la contracción de los músculos esqueléticos
que conforman el esfínter externo, los cuales al contaerse impiden la emsión
de la orina. En un inicio, la retención puede coincidir con la relajación momentánea del músculo detrusor y la disminución de la presión interna vesical,
cesando momentáneamente la sensación de la micción. La llegada de más
orina a la vejiga desencadena de nuevo contracciones vesicales cada vez
más enérgicas, al aumentar en amplitud y frecuencia, transmitiéndose a la
corteza cerebral a través del sistema pudendo-fascículos medulares, la sensación imperiosa de orinar, convirtiéndose ya de hecho en sensaciones de
un carácter doloroso especial, lo cual resulta muy molesto. Si en esta etapa
de una repleción máxima vesical se reprime por voluntad en el humano o
por reflejo condicionado en perros y gatos, la vejiga cae en éxtasis por atonía
y en su momento será necesario la entrada en acción de la prensa abdominal, pujos, para su evacuación. El éxtasis vesical por retención voluntaria de
la orina repercute negativamente sobre el funcionamiento renal, producien-
313
do una insuficiencia renal aguda, por esa razón no se debe posponer por
tiempo prolongado la micción.
Ahora bien, cuando las contracciones del músculo detrusor y el desplazamiento de la orina hacia el esfínter interno nos anuncian el deseo de orinar,
de ejecutarse la conducta de localización del área adecuada y la toma de
postura, el acto se realiza fácilmente al relajarse el esfínter externo y la
orina fluir por la uretra auxiliada por las contracciones del músculo vesical,
como resultado de la excitación del nervio pélvico y del reflejo de retroalimentación positivo uretro-vesical, dado por la distensión de la uretra al paso
de la orina que estimula la contracción del detrusor, de ahí que sea tan
difícil interrumpir el acto una vez iniciado; en todo momento, en mayor o
menor grado, nos auxiliamos por la contracción de la prensa abdominal. Si
en la etapa de repleción máxima de la vejiga acompañada de éxtasis por
atonía se quiere realizar la micción, esta se hace molesta, dolorosa, lenta,
necesitándose emplear fuertemente la contracción de la prensa abdominal
para expulsar la orina.
La frecuencia de las micciones varía en función de factores como volumen
de agua ingerida (equilibrio hídrico), temperatura ambiente, edad, actividad
sexual, los animales jóvenes y las hembras en celo orinan con frecuencia,
el esfuerzo físico continuado (en el caballo y el buey se disminuye y retarda
considerablemente la emisión de orina), la ingestión de cerveza en el hombre (aumenta la micción por producción de orina e irritación de la mucosa
vesical), etc. Para la producción de la micción refleja es necesario que se
conserven siempre las conexiones entre los centros sacro y lumbar; cuando
una lesión medular separa ambos centros se observa una retención urinaria absoluta y la vejiga se vacía solamente por rebosamiento, es decir, gota
a gota. Si analizamos particularmente la destrucción local de cada parte
del centro de la micción medular, vemos que la destrucción del segmento
lumbar produce incontinencia, mientras que la destrucción del segmento
sacro origina retención absoluta de la orina.
Realizando la sección de todos estos nervios antes señalados, la micción
sigue efectuándose. Así, en el mono parapléjico, por sección o destrucción
de los segmentos medulares dorso-lumbares, la micción sigue efectuándose, siendo necesario solo la estimulación del per iné para que la veji ga se
vacíe; por ta nto, no ha y incontinenci a de orina . Un resumen ge neral de
la fo rma en que se transporta la orina por todo el sistema excretor muestra que a todo lo largo del sistema tubular de la nefrona, incluyendo los
tubos colectores y el sistema de cálices menores, e l transpo rte se efectúa
314
mediante el fenómeno de la vis a tergo. Desde los cálices menores hasta la
pelvis renal, mediante la combinación vis a tergo y ondas peristálticas, a
través de los uréteres hacia la vejiga por ondas peristálticas, y de la vejiga al
exterior, a través de la uretra, mediante el mecanismo de la micción, por las
contracciones del músculo detrusor que forma la pared de la vejiga y la
relajación de sus esfínteres.
Capítulo
7
FISIOLOGÍA DE LA PIEL
INTRODUCCIÓN
La piel, tegumento externo del organismo animal que conforma la superficie del cuerpo que establece relación directa con el medio ambiente, está
constituida por tres estratos o capas, al tiempo que presenta un conjunto
de estructuras anexas como glándulas sudoríparas y sebáceas, diferentes
formas de cubrimiento corporal, según la especie animal (pelos, lana, plumas) y partes queratinizadas (uñas, cascos, pezuñas, etc.). Las funciones
de la piel son:
1. Ór ga no p r ote ctor : Es un órgano protector contra estímulos mecánicos,
físicos y químicos del medio ambiente que pueden conceptuarse como agresores de la integridad del cuerpo animal, es por ello que su conformación
histológica depende, en primera instancia, de las presiones que actúen sobre ella, por lo que aumenta su espesor en aquellos puntos que se encuentran sometidos regularmente a compresiones mecánicas (pezuñas, cascos,
almohadillas plantares y pulpejos). En el humano, el trabajo físico fuerte
determina la creación de callos o engrosamiento cutáneo de la piel en dedos y palma de las manos, situación también observable en la planta de los
pies cuando es costumbre caminar descalzo o como respuesta a estímulos
mecánicos de roce de los zapatos. La piel proporciona también protección
contra radiaciones, principalmente solares, de diferentes longitudes de ondas, de ahí que en su estrato superficial o epidermis, en muchas especies
de animales, se formen pigmentos (gránulos de melanina) que impiden la
penetración de las radiaciones a los tejidos profundos, tal como se observa
en la piel del oso polar que, como adaptación a la fuerte intensidad luminosa por acción directa de los rayos solares e indirecta por ser reflejados por
el hielo o la nieve, presenta pelaje blanco (refractario) con piel negra (protectora). Por su profundidad, compactación celular y constitución histológica
poliestratificada, la piel es relativamente impermeable a microorganismos
y a muchas sustancias venenosas y nocivas al cuerpo animal.
316
2. Ór ga no se nso r i al : En la piel se localizan los receptores del sentido del
tacto. El tegumento cutáneo presenta una rica inervación iniciada en una
multitud de receptores clasificados en las tres modalidades básicas del
tacto: tacto propiamente dicho, térmicos y dolorosos o algiógenos. La distribución y nivel de concentración de los receptores depende de la especie
animal y del área corporal; en el hombre, la concentración de receptores
para el tacto propiamente dicho llega a alcanzar valores del orden de los
300 puntos sensitivos por cm2 en la cabeza y las manos, principalmente en
la yema de los dedos y en especial en los dedos índice y del medio, mientras que los receptores térmicos presentan una distribución más dispersa.
Los impulsos nerviosos resultantes de la acción de los diferentes estímulos
ambientales en contacto con los receptores cutáneos específicos, son conducidos por vías específicas hacia los diferentes niveles del sistema nervioso produciendo respuestas de tipo medular, encefálica baja y encefálica
alta como reacción contra agentes exteriores perjudiciales.
3. Órgano de de pósito de sa ngre : La irrigación sanguínea de la piel se constituye en un sistema muy particular, por cuanto en general el número de
venas casi duplica al número de arterias debido a ajustes evolutivos ante la
temperatura ambiente. Los plexos subpapilares de la piel (corión) y la dilatación de los vasos sanguíneos, principalmente de las venas, producen un
amortiguamiento en la circulación de la sangre o éxtasis sanguíneo que
retienen un volumen de sangre. La inervación simpática de los vasos
arteriales de la dermis controla el calibre de los vasos sanguíneos, por lo
que regula el suministro de sangre hacia los tejidos cutáneos de manera
que la vasoconstricción reduce el flujo sanguíneo, mientras que la vasodilatación lo incrementa; en caso de necesidad por urgencia como son el
estado de shock, hemorragia, ejercicio intenso prolongado o reacción de
alarma física, la respuesta general adaptativa determina una estimulación
simpática general que repercute sobre el calibre de los vasos, produciendo
una respuesta vasoconstrictora que incorpora a la circulación de urgencia
volúmenes de hasta un décimo del volumen total de sangre corporal. Se
calcula que en la piel puede depositarse hasta un 10-15 % del volumen de
sangre total.
La pérdida de extensas áreas de piel como ocurre en caso de quemaduras
o heridas superficiales amplias, producen una gran pérdida de líquido que
se incrementa con la intensa vasodilatación, debido a una inhibición simpática, de ahí que la terapia ante quemaduras recomienda el alojamiento del
paciente en local con temperaturas frías con el objetivo de estimular una
vasoconstricción periférica que reduzca la pérdida de líquido por o en el
área desprovista de piel. (Ver Fig. 7.1.).
317
F i gu r a 7.1. Papeles fisiológicos de lapiel.
4. Ór ga no de e xcre ci ón- abso rció n: Según la especie animal, la presencia
en la piel de glándulas sudoríparas y sebáceas, cuyas secreciones son vertidas por los conductos glandulares al exterior, confieren a esta un papel
excretor. Los productos más importantes secretados por la piel son sudor,
sustancias sebáceas y sustancias olorosas, así como vapor de agua que se
constituye en una forma importante de perder calor en forma insensible
cuando la humedad relativa ambiental es baja, además se eliminan sales,
pri ncipalmente cl orur os, á cido láctico y producto s del meta boli smo
nitrogenado. La pérdida de agua por la piel se constituye en un mecanismo
termorregulador no asociado al mantenimiento del equilibrio hídrico y sí a
las condiciones térmicas de la relación animal-ambiente; en el humano, en
condiciones térmicas de confort, se calcula que en 24 horas pueden perderse hasta 500 mL de agua, lo que constituye el 1 % del volumen hídrico
corporal.
La cesión de vapor de agua a través de la piel, pérdida termorreguladora
insensible, depende por lo tanto, de la relación temperatura-humedad del
aire, así como del grado de hidratación que presente el animal. Al aumentar
la temperatura ambiente, se acentúa la pérdida de humedad por la piel y
simultáneamente los animales ingieren menos alimentos, pero toman más
agua como respuesta al estrés térmico. El valor de la pérdida de agua por la
piel en forma insensible (vapor de agua), o sensible (sudor), depende, en
318
primera instancia de la temperatura corporal del animal y del índice THRV
ambiental en donde T es temperatura, H humedad relativa, R nivel de radiación solar y V velocidad del viento, ya que no es lo mismo una temperatura
ambiental elevada con exposición a los rayos solares en un día sin viento
que la sensación de frescura que percibimos en estas mismas condiciones
pero con brisas o vientos, así como con el nivel de humedad relativa ambiental en donde a mayor humedad mayor sudoración, mientras que a menor humedad ambiental mayor evaporación.
El sebo cutáneo, producto de naturaleza grasosa, secretado por las glándulas sebáceas, protege a la piel contra la penetración de la humedad al tiempo que le co munica suavidad y textura; este efecto prote ctor alcanza
particular importancia en el feto en donde se constituye en el principal elemento componente de la capa que lo recubre (vérnix caseosa) impermeabiliz ándolo e impidie ndo un posible e ncharcamiento co rporal por la
penetración del líquido amniótico, debido a la diferencia del gradiente
osmótico entre ambos medios.
La capacidad de absorción de la piel intacta es casi nula. Con el interés de
probar la influencia que se alega a los baños que contienen sustancias
medicinales en solución se han practicado muchos experimentos, puede
considerarse como establecido que la piel íntegra es impermeable para las
soluciones acuosas de sales u otras sustancias. Sin embargo, el cierto nivel
de absorción cutánea depende de la naturaleza del producto vehiculizador
al demostrarse que los petrolatos, sustancias grasosas, apenas se absorben, mientras que excipientes hidrosolubles para pomadas muestran una
mayor absorción. La absorción se produce fundamentalmente a través de
los folículos pilosos, no obstante, la pérdida en la integridad de la piel como
ocurre en caso de heridas, con separación o pérdida de capa córnea de la
epidermis, permite el paso de sustancias, que será mucho más rápida mientras más profunda sea la herida para el contacto directo del corion, con su
riqueza en vasos sanguíneos, en plena disposición de realizar la absorción
correspondiente.
5. Pa pel ter mo rr e gul a dor : La piel desempeña un importante papel en el
sistema de la termorregulación corporal al constituirse en el área de percepción de la temperatura ambiental por la presencia de los receptores
térmicos y en una importante área de control para el intercambio de calor
con el medio. La condición de los animales homeotermos, a la que pertenecen los vertebrados superiores, es el mantenimiento de una temperatura
corporal estable independientemente a la temperatura del medio, por lo
que la vida de estos depende de un metabolismo generador de calor; como
319
consecuencia de lo señalado, generalmente, la temperatura corporal de estas especies animales es superior a la del medio, por lo que mantienen una
continua pérdida de calor por la piel que además, por su relativa lejanía de
los centros del cuerpo responsables de la producción de la temperatura del
núcleo, determina que la piel sea la zona del cuerpo con menor temperatura corporal (temperatura de superficie). En los mamíferos, con temperatura
corporal promedio oscilante entre 36-40 oC, la temperatura cutánea oscila
entre 30-36 oC en dependencia de la región, espesor, irrigación sanguínea,
temperatura y humedad ambiental, velocidad del viento, etc. En la dermis
de la piel se localizan los receptores térmicos (frío y calor) responsables de
transformar los estímulos térmicos en impulsos nerviosos hacia los centros
de respuesta termorreguladora (médula espinal, hipotálamo y corteza cerebral) lo que permite el conocimiento de la temperatura ambiente generando la respuesta térmica adecuada.
En el tejido conjuntivo subcutáneo o hipodermis se depositan en especial
grasas neutras que determinan, en especies de clima frío, un importante
aislamiento térmico, de ahí su papel protector contra el frío, mientras en
clima caliente es un impedimento para la disipación del calor como ocurre
con particular intensidad en los animales de ceba en general y en el cerdo
en particular. En los homeotermos, la presencia de pelos o plumas disminuyen las pérdidas de calor y su efecto termorregulador aislante queda demostrado por la piloerección en los mamíferos o espongeo de las plumas
en las aves como respuesta al frío. Si tomamos en consideración que alrededor del 80 % de todas las pérdidas de calor del cuerpo suceden a través
de la superficie cutánea, podemos tener una idea clara de que, en casos de
trastornos en la termolisis cutánea, puede producirse el sobrecalentamiento
del organismo (hipertermia o fiebre).
6. Papel r el acio nado co n el cre cimie nto so má ti co : La piel desarrolla un
importante papel en el sistema de crecimiento o desarrollo corporal somático del cuerpo animal, al constituirse en el área de almacenamiento y activación primaria de la vitamina D hormona. La vitamina D que ingresa al
organismo en forma de D2 o D3 según la fuente de ingreso, por circulación
sanguínea alcanza la piel donde se almacena en forma de calciferol o precursor vitamínico hormonal para por acción de los rayos ultravioletas del sol
transformarse en colecalciferol que al alcanzar de nuevo la circulación
sistémica corporal, aún en forma inactiva, pasará primero al hígado y finalmente a los riñones, en donde por efecto de la parathormoa (PTH) se convertirá en la vitamina D hormona (1,25,dihidroxicolecalciferol), desarrollando
su función a nivel de la mucosa intestinal 2+ , evitando el raquitismo del animal, al estimular la absorción facultativa del Ca.
320
RECUERDO HISTOLÓGICO
El área cutánea total depende de la especie animal calculándose, por ejemplo, que en personas adultas puede alcanzar hasta los 2 m2 ; en ciertos
territorios cutáneos, dependiendo de la especie animal, se desarrollan formaciones apendiculares especiales como pelos o plumas, uñas, cuernos,
cascos o pezuñas, así como numerosas, escasas o ausencia de glándulas
sudoríparas y sebáceas.
El grosor de la piel es variable, en general es más gruesa en la superficie
dorsal del cuerpo y en las caras laterales de las extremidades, más delgada
en la cara ventral del cuerpo y caras mediales de las extremidades, existiendo diferencias en las zonas relacionadas con el sexo, la raza y la especie. La
media de las zonas más delgadas oscila entre los 0,4 mm en el gato hasta los
2,4 mm en el bovino, mientras que en las zonas gruesas este valor comprende desde los 1,9 mm en el gato hasta los 10,7 mm en el caballo semental.
En la piel se distinguen tres estratos: epidermis, parte epitelial o estrato de
super ficie, der mis, parte conjuntiva o estra to interme dio profundo, e
hipodermis o tejido celular subcutáneo. (Ver Fig. 7.2.).
F igu ra 7.2. Estratoscutáneos.
La e p i der mi s o estrato más superficial de la piel está formada por epitelio
poliestratificado que se cornifica, es más gruesa en las áreas del cuerpo
con mayor irritación mecánica como ocurre en el humano en lo relativo a la
321
palma de las manos y planta de los pies. Consta de cinco estratos principales: germinativo, espinoso, granuloso, lúcido y córneo.
Estr a to ger mi na ti vo : Es el estrato más profundo de la epidermis. Se ubica
directamente sobre la membrana basal que delimita el epitelio de la dermis; está constituido por una sola capa de células cilíndricas, epidermocitos,
que constantemente se están multiplicando por mitosis regulada por patrones de ritmos biológicos con el objetivo de reponer las células que se pierden en las capas epidérmicas más externas; se señala que en el humano la
regeneración fisiológica de la epidermis determina la renovación de la misma, según la parte del cuerpo, cada 10-30 días; los epidermocitos se unen
entre sí y con las células del estrato espinoso mediante los desmosomas y
mediante los semidesmosomas con la membrana basal. En este estrato se
ubican los melanocitos o células pigmentadas que comunican el color a la
pi el, cara cter izándose po r estar aloj ados li bremente al care cer de
desmosomas. La pigmentación cutánea en los mamíferos no es idéntica en
su color a la presentada por los pelos, así vemos que muchos animales
muestran pelaje blanco (caballos y perros blancos, oso polar, ciertas cabras
montañeces, etc.,) en unión con una epidermis pigmentada de negro.
Estr ato e spi noso : Este estrato se compone de numerosas capas de células
poliédricas y ocupa todas las depresiones que quedan entre las papilas de
la lámina basal. El citoplasma de las células espinosas emite fibrillas que
pasan de unas células a otras por puentes intercelulares que confieren a la
piel resistencia y cohesión a presiones de agentes externos. En este estrato
se observan las llamadas células blancas o de Langerhans que no forman
desmosomas y se caracterizan por poseer un citoplasma rico en lisosomas
u organelos citoplasmáticos digestivos con potente actividad enzimática,
proteolítica y lipolítica, así como gránulos de melanina atrapados de los
procesos de los melanocitos; las células de Langerghans se consideran
macrófagos epidérmicos (monocitos) que migran del mesénquima a la epidermis, constituyéndose en barrera inmunológica innata o hereditaria ante
la posible penetración de microorganismos.
Estr a to gr a nul o so : Consta generalmente de 3-4 capas de células relativamente planas, aunque su número depende del grosor de la capa córnea ya
que si esta es muy gruesa, el estrato granuloso puede constar de más capas. Las células de este estrato se caracterizan por poseer núcleo poco
coloreable, pobre en cromatina, y citoplasma con abundantes pequeñas
granulaciones de queratohialina, que se consideran provienen del núcleo
en vías de destrucción; en este estrato es donde comienzan los procesos
de queratinización celular, al corresponderse con el estadio inicial de formación de la sustancia córnea, la queratina.
322
Estr ato l úci do: Consta de varias capas de células planas que, a causa de su
muerte, los núcleos dejan de teñirse y su citoplasma está impregnado, en
forma difusa, de una sustancia proteica, la eleidina que no se tiñe con colorantes, pero que refracta bien la luz, de ahí que los límites y la estructura de
estas células sean invisibles. Estas capas celulares constituyen los períodos intermedios en la transformación de las células en las escamas córneas que forman el estrato superficial cutáneo, es decir, el estrato córneo.
Se supone que la eleidina se forma de las proteínas de las tonofibrillas y la
queratohialina mediante la oxidación de sus grupos sulfídrilicos; la eleidina
es considerada como una sustancia precursora de la queratina.
Estr a to có r neo : Este estrato está constituido por muchas capas de células
cornificadas o células muertas, carentes de núcleo y citoplasma con abundante queratina y ampollas de aire; estas células también se denominan
escamas córneas. Es una capa resistente, impermeable y según las presiones o irritación mecánica que soporte puede reforzar su constitución en
estratos, originando capas gruesas tales como las almohadillas plantares o
también formaciones denominadas callos. La queratina es una proteína
con azufre, hasta el 5 %, que se caracteriza por ser muy estable ante diferentes agentes químicos como ácidos, álcalis, etc. La importancia del estrato córneo radica en el hecho de que posee una gran elasticidad que le
comunica a la piel su propiedad de flexibilidad, al tiempo que es un estrato
mal conductor de calor.
El límite entre la epidermis y la dermis no es de ordinario regularmente
plano, sino que forma elevaciones desiguales, debido a que la de r mi s presenta habitualmente elevaciones cónicas, las papilas, sobre las cuales se
dispone la epidermis. El grosor de la dermis depende de la zona del cuerpo;
en el humano por ejemplo, alcanza su mayor profundidad en espalda, hombros y caderas. En el corion de la dermis se pueden distinguir dos capas:
capa papilar, en posición más superficial y capa reticular, en posición más
profunda.
La capa papilar o superficial de la dermis situada inmediatamente por debajo de la epidermis, consta de una trama densa de tejido conjuntivo irregular, fibroso, laxo que cumple una función trófica y recibe su nombre por
las numerosas papilas que se proyectan sobre la epidermis; es más ancha
en la piel del caballo y vacunos que en los carnívoros.
En la dermis de determinadas áreas cutáneas especializadas como escroto, pene y pezón, pueden hallarse fibras musculares lisas. Fibras musculares esqueléticas, de músculo cutáneo (panículo carnoso), pueden penetrar
en la dermis, permitiendo movimientos voluntarios de áreas específicas como
ocurre con el reflejo de la cruz en el caballo. También pueden haber fibras
323
musculares esqueléticas asociadas con lo s grandes pelos sensitivos
(vibrizas) de la región facial como se observan en el gato.
Hacia adentro la zona papilar se continúa insensiblemente con la zona
reticular o profunda que es mucho más gruesa y densa que la capa superficial y contiene grandes haces de fibras colágenas dispuestos paralelamente
a la superficie; en ocasiones estos haces están orientados perpendicularmente como ocurre en las regiones glúteas y sacra del caballo. En la zona
reticular, los fascículos conjuntivos se entrecruzan formando un plexo de
mallas anchas. En el corion se encuentran numerosos vasos sanguíneos y
linfáticos, células histiocitarias, células cebadas de Erhlich, plasmocitos y
células musculares lisas que siguen un curso paralelo a la superficie. En
muchos sitios se puede presentar una disposición reticular, como por ejemplo, en la piel del saco testicular (túnica dartos). También se encuentran las
raíces de los pelos y las glándulas sudoríparas y sebáceas.
La hi po de r mi s es una capa de tejido conjuntivo que fija la piel a los huesos
y músculos por debajo de esta, constituyendo los dermatomos de cada área
del cuerpo; consta de fibras colágenas y elásticas laxamente dispuestas
que permiten la flexibilidad de la piel; la función primaria de esta capa es el
amortiguamiento a las presiones externas, al tiempo que permite el movimiento libre sobre las estructuras subyacentes. En esta capa también se
halla presente una capa de tejido adiposo que puede adoptar la forma de
pequeños grupos de células o de grandes masas que dan lugar a la formación de las almohadillas o cojines de grasa que reciben el nombre de panículo adiposo; el bacon y el tocino dorsal del cerdo se obtienen del panículo
adiposo y los grandes depósitos de grasa de la hipodermis son característicos de las almohadillas plantares en donde actúan como amortiguadores
de los choques. El panículo adiposo cumplimenta una importante función
termorreguladora para los animales que viven en clima templado, al aumentar su grosor en el invierno, aislante térmico retenedor del calor o reducirlo en el verano para facilitar la pérdida de calor.
Los cascos, pezuñas, uñas, cuernos, espolones y espuelas se conceptúan
como deformaciones epidérmicas; estas estructuras, que presentan las
mismas capas que el resto de la piel, tienen su origen en procesos de
queratinización del estrato córneo, por lo que este presenta espesor y consistencia especiales. Otro aspecto de interés es que pueden acompañarse
de modificaciones de las capas profundas e incluso presentar estructuras
como armazón o esqueleto como sucede con cuernos y cascos.
La mayoría de las formaciones especiales epidérmicas desarrollan funciones de órganos protectores adaptativos encargados de crear suficiente resistencia ante determinadas sobrecargas de la piel y son empleadas como
324
“armas de defensa” contra depredadores; así, por ejemplo, cascos y pequeñas pezuñas responden a la necesidad de soportar intensos esfuerzos
en el sostenimiento del equilibrio estático y dinámico en su relación con el
medio sólido, la tierra, mientras otras como los cuernos desarrollan una
función básicamente de defensa. En los solípedos, el casco es una formación córnea epidérmica muy dura que presenta un mecanismo especial que
permite la distensión elástica de la pared o muralla y palma del mismo que
amortigua el choque de todo el peso del cuerpo contra el suelo durante el
movimiento de las extremidades, constituyéndose en un mecanismo amortiguador protector de articulaciones, tendones y ligamentos de las extremidades e indirectamente del tronco. Las espuelas en los gallos son potentes
armas defensivas que son capaces de provocar la muerte del contrario cuando se enfrentan por el dominio del territorio o del harén.
En las aves, la piel es delgada y de elevada elasticidad en la mayor parte del
cuerpo y carece de glándulas sudoríparas y sebáceas; la epidermis presenta en su superficie una capa córnea que se decama; la dermis, delgada,
carece de melanocitos, quedando limitadas estas células a los folículos de
las plumas. En el área desnuda de plumas de las extremidades, la piel es
escamosa y seca. La mayor parte del tejido subyacente a la piel no es muy
vascularizado, excepto el corion de apéndices de la cabeza, como cresta y
barbillas en gallinas y pavos que, al contar con un plexo sanguíneo sumamente desarrollado les comunica a estas zonas un color rojo intenso. La única
glándula sebácea es la glándula uropígea, ubicada encima de la cola, cuya
secreción grasosa es empleada en la limpieza, impermeabilización y mantenimiento brilloso del plumaje, siendo de mayor desarrollo en las aves acuáticas, como patos, que en la gallina; esta glándula no existe en muchas
palomas y aves tropicales. La secreción de la glándula uropígea, esparcida
o “untada” por todo el plumaje mediante el empleo del pico, garantiza en
las aves acuáticas la impermeabilización del plumaje, evitando su encharcamiento por el agua, por lo que el mismo se mantiene “seco” lo que les
permite un rápido escurrido de manera tal que desde la misma superficie
acuática son capaces de despegar en vuelo sin necesidad de esperar un
“tiempo de secado”. Los tarsos y dedos de las aves están recubiertos por
escamas córneas epidérmicas cuya disposición es tan característica que
pueden utilizarse para la clasificación de los diferentes órdenes y géneros
de aves. En algunos órdenes de aves, los machos presentan, en la parte
posterior del tarso, un espolón óseo en cada pata, rematado por una punta
córnea que además de atributos sexuales son utilizados como armas de
combate en la defensa del harén y del territorio; espolones córneos pueden
encontrarse asimismo en las alas de algunas aves como ocas, avutardas y
jácanas. El último segmento de los dedos de las patas está rematado por
325
una garra particularmente bien desarrollada en las aves de presa; pequeñas formaciones córneas, parecidas a garras, se encuentran en los dedos
de las alas de algunas aves jóvenes. Los maxilares de todas las aves están
recubiertos por un pico epidérmico cuyo tamaño y forma figura entre los
rasgos más característicos de las aves y reflejan sus hábitos alimentarios
A nivel del corion de la piel de los mamíferos existe una rica vascula r iz ació n
sa nguí ne a capaz de cumplimentar la función de órgano de depósito de sangre cuyos volúmenes varían según la especie animal, planteándose que puede almacenar hasta 500 mL en el humano y hasta 280 mL en perros con
peso promedio de 30 kg. Cuando es necesario y por un mecanismo reflejo
vasoconstrictor, el volumen de sangre almacenado es incorporado rápidamente a la circulación general sistémica por la riqueza de anastomosis
arteriovenosas, ya que la piel es considerada como uno de los órganos donde más abunda este tipo de anastomosis que permite una inmediata circulación de retorno. La presencia de este rico plexo vascular desempeña
también un importante papel en la termorregulación corporal, al responder
con vasodilatación e incremento de las pérdidas de calor por evaporación y
sudoración ante elevadas temperaturas ambientales o con vasoconstricción
ante el frío con su efecto retenedor de calor, lo que explica que en caso de
temperaturas ambientales muy frías y sostenidas por períodos prolongados,
puede ocurrir que, al disminuir el riego sanguíneo se afecte la homeostasia
de la piel (nutrición-excreción), produciéndose un cuadro de anoxia cutánea
que genera la gangrena, tal como sucede en la enfermedad de Reynaud en
el humano.
En condiciones normales, el flujo sanguíneo en carneros y perros es de aproximadamente la duodécima parte por minuto de la circulació n general que
en casos de frío , es capaz de ser disminuido considera blemente, en especial en animal es co n po co pe laje , ll egando a valor es tan bajos como
1/25 parte del referido volumen por minuto. En caso de temperaturas elevadas, el flujo sanguíneo puede alcanzar hasta 1,5 L/min.
La piel en general y los vasos sanguíneos en particular, poseen una rica
i ne r vaci ó n simpática que como es conocido tiene efectos vasoconstrictores
sobre arterias y arteriolas. La estimulación por frío de un área específica de
la piel produce una vasoconstricción local, palidez, por reflejos simpáticos
antidrómicos de la médula espinal, mientras la vasoconstricción cutánea
general ante el frío ambiental es una respuesta rápida del centro hi potalámico que envía señales que estimulan al sistema simpático, provocando
la disminución urgente del riego sanguíneo a la piel para evitar la pérdida de
ca lor. Po r e l contrar io e l calo r l ocal de ter mina la inhibici ón simp áti ca
anti dr ómica que re la ja l as pa re de s vascula res a umentando e l flujo,
326
enrojecimiento o hiperemia, mientras que el calor ambiental, por falta de
estimulación hipotalámica, disminuye el tono vasoconstrictor general simpático
que incrementa el calibre de la pared vascular aumentando el flujo sanguíneo.
Las catecolaminas, adrenalina y noradrenalina, hormonas neurotransmisoras del sistema simpático, ejercen un poderoso efecto constrictor sobre
los vasos sanguíneos de la piel, de ahí la intensa palidez producida por situaciones estresantes como ira o miedo. El efecto vasoconstrictor de la adrenalina
es empleado en la aplicación de anestésicos locales, ya que este efecto permite un tiempo más prolongado del anestésico en cuestión, al ser absorbido
lentamente. Otras sustancias como histamina y bradicinina se constituyen
en potentes vasodilatadores; ambas sustancias presentes en procesos
alérgicos e inflamatorios, actúan determinando una intensa vasodilatación
vascular cutánea acompañada de una disminución de la velocidad del flujo
sanguíneo que, en dependencia del grado de instauración, puede llegar
hasta el éxtasis vascular.
El nivel de absorción cutánea es relativo. Para determinar la influencia que
se alega a los baños que contienen sustancias medicinales en solución se
han practicado muchos experimentos. Puede considerarse como establecido que la piel íntegra es impermeable para soluciones acuosas de sales u
otras sustancias, en cambio excipientes hidrosolubles para pomadas muestran una mayor absorción, mientras que los petrolatos (sustancias grasosas)
apenas se absorben, de ahí que en dependencia de la naturaleza del vehículo fuere el nivel de absorción. En principio, la penetración se produce
fundamentalmente a través de los folículos pilosos, no obstante, heridas de
la superficie cutánea con separación de la capa córnea, permiten el paso de
sustancias, efecto que se incrementa en caso de que la epidermis esté separada, dejando al corion, con riqueza de vasos sanguíneos, al descubierto.
EL PELO
Los pelos son formaciones epidérmicas extendidas, en la mayoría de los
mamíferos, por toda la piel excepto en almohadillas plantares, tarros, cascos, uñas, parte roja de los labios, glande y prepucio interno en el macho,
labios vulvares en la hembra, pezones en algunas especies, palma de las
manos y planta de los pies; cada pelo consta de raíz, tallo y punta que es la
parte que sobresale de la piel. Las raíces de los pelos están rodeadas por
una invaginación de los estratos espinoso y germinativo de la epidermis
que se introducen en la dermis de manera que al situarse en el estrato
papilar de esta se relacionan con los vasos sanguíneos que les garantizan
la constancia del medio interno (nutrición-excreción).
327
Los pelos crecen en una pequeña papila de células que forman el fondo del
folículo, constituyendo la denominada raíz ; el cuer po del ta llo y la punta
constan, de a fuera hacia adentr o, de tr es capas: cutícula , formada por
célul as quera tinizadas, cortica l de cél ulas fusi formes, con frecuencia
pigmentada y medula r. La propor ción existente entre la capa cortica l y la
medular depende de la especie animal y así vemos que el pelo que constituye el revestimiento piloso en caballo, vaca, perro y cerdo, posee una capa
cortical más gruesa que el pelo de revestimiento en la cabra y el gato. Los
pelos finamente rizados de la oveja y el cerdo, así como el vello en los animales jóvenes carece prácticamente de médula. (Ver Fig. 7.3.).
F igu r a 7.3. Composición del pelo.
En el humano el pelo se desarrolla al tercer mes de la embriogénesis; el
primer pelo o pelo suave del embrión recibe el nombre de lanugo, para
antes del nacimiento o poco tiempo después del mismo, ser sustituto por
uno nuevo, el vello, excepto en la región de las cejas, párpados y cabeza, en
donde con posterioridad también será sustituido por uno más tosco y largo.
En el período de maduración sexual bajo influencia de las hormonas sexuales, el pelo tosco aparece en axilas, pubis, y piernas, menos marcado en la
mujer por la acción estrogénica, mientras que en la mayoría de los hombres,
como carácter sexual secundario de la testosterona, se distribuye también en
cara, pecho y espalda. El pelo formado en el período de maduración sexual,
por el carácter de su estructura, es el pelo definitivo que posteriormente se
328
somete a renovación periódica. En el caso del pelo de la cabeza, desde su
instauración y del pelo de la cara, desde la pubertad, estarán en constante
crecimiento de por vida.
En solípedos y otras especies, la distribución del pelo corporal es uniforme,
mientras que en carnívoros el cuerpo está revestido de una gran variedad
de pelos que se caracterizan fundamentalmente por presentar pelos principales seguidos de pelos secundarios. En los bovinos se aprecia una transformación entre pelo y vello, siendo difícil distinguir uno de otro en el cuerpo
de estos animales.
El pelaje de los mamíferos puede clasificarse en tres tipos: largo y grueso,
corto y fino y suave y lanudo. El pelaje largo y grueso, que casi siempre se
entrecruza con fibras finas, está presente en la época otoñal e invernal en
especies animales que habitan en climas templados, como el yak y los vacunos y equinos de las tierras altas de Escocia, cuando es necesaria una
gruesa cubierta protectora aislante ante el rigor del frío ambiental, tal como
ocurre con la ropa que emplea el humano para esos meses de frío; este
pelo logra alcanzar longitudes de hasta 60 cm y diámetro de hasta 30 . El
pelaje corto y fino, propio de animales que habitan en climas cálidos o tropicales, en donde predominan las altas temperaturas acompañadas de un
largo fotoperíodo circadiano (días largos con noches cortas) es característico de cabras y ovejas del desierto, en donde este tipo de pelo se encuentra
aplanado contra la piel, para evitar retener aire caliente entre pelo y pelo, lo
que ocurriría de ser estos largos y erectos; en este tipo de pelaje !a longitud
del pelo no sobrepasa los 8 cm y poseen una buena reflexión de los rayos
solares. El pelo suave y lanudo, tal como lo presenta el ganado ovino islandés, resulta también muy útil en la protección contra el frío.
El color del pelo está determinado por la cantidad y calidad del pigmento
melanina, así como por la cantidad de aire que contenga, siendo proporciona l el color a la cantidad de pi gmento que posea. Altas conce ntraciones de melanina le confieren al pelaje un color negro, mientras que la
ausencia de este pigmento, con elevado contenido de aire, brinda al pelo
un color blanco; el pelo puede contener también pigmentos rojizos en diferentes concentraciones que le brindan variadas tonalidades rojas. Los colores claros como blanco y crema, típicos de animales que habitan en clima
templado reflejan en elevada proporción las ondas calóricas infrarrojas solares, mientras que el pelaje negro o rojo posee un nivel de reflexión inferior.
El color del pelaje de los camellos en el verano es generalmente de gris
arenoso a pardo claro en la mayor parte del cuerpo con una banda de pelos
de mayor longitud a lo largo de todo el dorso.
329
El pelo o vellón de las ovejas recibe el nombre de fibras y se clasifica en tres
tipos: las fibras de lana, muy rizadas, de diámetro pequeño y que carecen
de médula, las fibras meduladas que son bastas y poseen una médula característica y las fibras pilosas, bastas, de tamaño mediano entre las otras
dos mencionadas, de ahí las diferentes clases de lana según la raza. La piel
de las ovejas presenta zonas cubiertas de pelo como cara, parte distal de
las extremidades y pabellón de la oreja y zonas cubiertas de lana que
recubren la mayor parte del cuerpo
Existen muchas diferencias en la disposición de los folículos pilosos según la
especie animal; equinos y bovinos presentan folículos pilosos simples distribuidos uniformemente por el cuerpo, los cerdos presentan los folículos pilosos
simples, formando grupos de dos a cuatro, siendo el de tres el más frecuente,
mientras que en el perro los folículos pilosos son compuestos constituidos
por un pelo largo principal y simple y un grupo de secundarios más pequeños, que pueden salir hasta 15 por la misma apertura.
El pelaje se convierte en un elemento importante en el sistema controlador
de la termorregulación ya que coopera significativamente con el mantenimiento
de las condiciones térmicas estables en función del hábitat, por lo que su
distribución, grosor, longitud y color se constituyen en características innatas trasmitidas por la herencia como adaptaciones al medio ambiente de
vida. En condiciones de clima frío, gracias a ello se crea una capa de aire
caliente aislante atrapado en contacto con la piel que evita la penetración
del aire frío y que este se ponga en contacto directo con la superficie de la
piel, lo que incrementaría las pérdidas por conducción y convección. Según
su ubicación, los pelos desarrollan otras funciones como son los pelos
intranasales que participan en el mecanismo de purificación de impurezas
del aire inspirado, la crin en el caballo que le protege el dorso del segmento
cabeza-cuello de las radiaciones solares, el pelo de la cola que se constituye en un mecanismo auxiliar para espantar insectos, el pelo de las cejas y
pestañas en el humano que protegen a los ojos ante la sudoración los primeros y la protección ante objetos extraños los segundos, etc. Una función
especial desempeñan los denominados “pelos sensoriales” cuyo número y
distribución dependen de la especie animal y sirven para la orientación espacial en el medio ambiente y el tacto de contacto, por lo cual se encuentran situados en lugares prominentes o especialmente expuestos como son
labios, carrillos, cejas, y hocico y que se caracterizan por su abundante
inervación e irrigación sanguínea.
En general los mamíferos cuadrúpedos presentan varias regiones “desnudas” de pelos como son mamas, ingle y axilas que, al localizarse en la zona
ventral del tronco y entre las extremidades, están bien protegidas del efecto
330
directo de las radiaciones solares; estas áreas se constituyen en una importante vía disipadora de calor en el verano, tal como ocurre con los perros
que se echan en decúbito esternal, incrementando las pérdidas de calor
por conducción, mientras que en condiciones ambientales frías adoptan
una posición de “enrollado” que reduce las pérdidas de calor.
LAS P LUMAS
Las plumas en las aves, que probablemente evolucionaron a partir de escamas dérmicas parecidas a la de los reptiles, desarrollan funciones como
crear una capa termoaislante, permitir la forma aerodinámica del cuerpo y
ser las estructuras impulsoras de las alas para el vuelo y proporcionar la
coloración necesaria para la atracción sexual durante la etapa reproductiva
o el camuflaje defensivo relacionado con el color del medio, muy importante en las hembras nidícolas, que son las que anidan el suelo. El cuerpo de
las aves presenta dos zonas, una cubierta de plumas, la de mayor superficie cutánea conocida como pterilaes y las aparentemente desnudas, porque siempre tienen algunas plumas esparcidas escasamente visibles, que
son superficies pequeñas conocidas como apterias. La mayoría de las aves
acuáticas presentan reducidas áreas apterias e inclusive especies como
los pingüinos no poseen este tipo de zonas en su cuerpo. (Ver Fig. 7.4.).
F i gu r a 7.4. Composiciónde la pluma.
331
Los folículos plumosos, en donde se desarrollan las plumas, son cilindros
de la epidermis superficial hundidos profundamente en la dermis. La arquitectura de la pluma es sumamente complicada; sus variedades en color,
tamaño y forma son ilimitadas. En general se distinguen tres tipos principales de plumas: filoplumas, parecidas a pelos o cerdas que se desarrollan
alrededor de la boca y de la cara, plúmulas que son plumas vellosas con un
eje central débil, constituyen el denominado plumón y pennas, que son las
plumas grandes o tiesas localizadas en alas (remeras) y cola (timoneras).
En la región pectoral o pechuga de algunas especies como garzas y halcones se encuentran zonas de plumas denominadas de pelusa pulverulenta,
en las cuales las plumas se rompen al emerger de sus folículos, dándoles
una apariencia pulverulenta. Las plumas grandes presentan un eje central
rígido o raquis, cilíndrico con cierta cantidad de pulpa seca, a partir del cual
se forman, a ambos lados, las barbas, que sostienen a su vez a las barbillas,
más cortas. Pequeños ganchitos formados en las barbillas del borde anterior de la pluma, se traban con el borde posterior aserrado de la pluma
contigua, formando un sistema de cohesión o dispositivo de engarce de adaptación al vuelo por cuanto cuando el ave vuela, al batir las alas hacia abajo en
función de sostén y avance, el engarce de las plumas proporciona el máximo de resistencia, mientras que cuando eleva las alas, las barbillas se sueltan reduciendo la resistencia del aire al mínimo. Los ganchitos pueden
separarse cuando se mojan las plumas en las gallinas. Diversos pigmentos
prestan a las plumas su colorido. El color de plumón y las plumas en las
aves depende de la presencia y concentración de los pigmentos melacromos
y la melanina de la piel. No obstante, los reflejos irisados o metálicos se
deben a la refracción de la luz o a la interferencia espectral semejante a la
que se forma en una gota de aceite que flota sobre la superficie del agua.
LA M UDA
En la mayoría de las especies de animales domésticos, la muda del pelo se
establece atendiendo a la duración del fotoperíodo circadiano, por lo que
puede afirmarse que guarda una relación muy estrecha con la actividad
funcional de la glándula pineal en su función controladora sobre los relojes
biológicos; otro factor importante es el nivel de alimentación del animal. En
el ganado vacuno en clima templado, la muda para el cambio del pelaje invernal para el pelaje de verano, comienza en la primavera o al inicio del verano,
marcando una secuencia de área que comienza por la cabeza, el cuello y las
extremidades posteriores para seguidamente extenderse del cuello hacia la
parte anterior del tórax, continuando a lo largo de la línea del dorso para
332
descender hacia los lados del tronco, correspondiéndoles a las partes bajas del tronco y la línea ventral ser las últimas en mudar.
El pelaje de verano en relación con el pelaje invernal se diferencia en longitud, grosor, compactación y velocidad de crecimiento por lo que el pelaje de
verano es mucho más corto, fino, aislado y de menor velocidad de crecimiento. Para los animales que viven en las zonas ecuatoriales o subecuatoriales, en donde las diferencias del fotoperíodo estacional son muy
pequeñas, la muda es un proceso continuo prácticamente imperceptible.
En los mamíferos la muda es un proceso lento y uniforme, por lo que se
observa el cambio en la calidad del pelaje, pero no áreas desnudas o
“manchones desnudos” de la piel como suele ocurrir en las gallinas.
En las aves, las plumas caen estacionalmente durante la muda y son reemplazadas por otras nuevas con la particularidad de que no todas se desprenden a la vez y cada especie tiene un modo peculiar de realizar el cambio;
generalmente son reemplazadas gradualmente de manera que el ave no
queda desnuda, hecho muy importante para las especies voladoras. Las
plumas son excelentes formaciones aislantes que proporcionan al ave una
bonita y eficiente capa termorreguladora. En la gallina la muda sucede anualmente en el otoño cuando se le cae la mayor parte del plumaje y deja de
poner huevos.
GLÁNDULAS SUDORÍP ARAS
La actividad fisiológica de las glándulas sudoríparas se corresponde con el
control del equilibrio térmico, por lo que las pérdidas de agua para el mantenimiento de la homeostasia térmica no constituye un sistema de control
del equilibrio hídrico. El equilibrio hídrico es la relación que se establece
entre la ganancia y la pérdida de agua. Las tres formas de ganar agua son:
el agua de bebida, forma más importante que responde al mecanismo de la
sed, el agua contenida en los alimentos y el agua metabólica, mientras que
las pérdidas son de forma insensible, evaporación cutánea y respiratoria,
heces fecales y sensibles, orina, sudor y sialorrea termorreguladora durante el jadeo intenso; le corresponde a los riñones ser los únicos órganos del
cuerpo que pueden regular las pérdidas al producir una orina concentrada
como respuesta a las pérdidas agua por el sudor en clima caliente o una
orina diluida en clima frío para eliminar el exceso de líquido corporal ante el
hecho de no sudar.
La secreción de agua por la piel está principalmente determinada por la
necesidad de “refrescar” la temperatura corporal, de modo que el volumen
que toma este camino de pérdida de agua depende de la producción de
333
calor corporal y/o de la temperatura ambiente y no por alteraciones en la cantidad de agua bebida; la intensidad de sudoración es una causa directa del
estado de deshidratación temporal que induce la acción de beber. En condiciones normales, cierta cantidad de agua se evapora constantemente por la superficie del cuerpo en la llamada “evaporación insensible o transpiración”.
Las glándulas sudoríparas en la mayoría de los animales domésticos son
de tipo ecrinas con distribución variable por todo el cuerpo, según la especie
animal, que secretan una solución diluida que las hace identificarlas como
las glándulas sudoríparas propiamente dichas, mientras que en algunos
mamíferos, incluyendo al humano, además de las ecrinas están las apocrinas,
glándulas voluminosas localizadas en áreas específicas de la piel y que producen una secreción de composición variable pero de carácter espeso y concentrado, con la peculiaridad de eliminar sustancias odoríferas que participan
en el reconocimiento intraespecies (feromonas) e interespecies (alomonas),
reconocimiento madre-crías y reconocimiento sexual, incluyendo el celo o
estro de las hembras por el macho y del macho por las hembras, etc. En el
humano, las glándulas apocrinas localizadas en determinadas zonas del
tegumento cutáneo como axilas, región perianal, piel de la frente, glande y
prepucio interno en el hombre y labios mayores de la vulva en la mujer inician
un desarrollo marcado a partir del período de maduración sexual del organismo (pubertad); la secreción de estas glándulas, rica en sustancias proteicas,
al descomponerse sobre la superficie de la piel, brindan un olor característico
que puede ser hasta desagradable en función al área e individuo.
Las glándulas del morro de los bovinos y las del hocico del cerdo secretan
un líquido acuoso muy diluido parecido al sudor, mientras la secreción fluida, que en condiciones normales recubre el hocico del perro, procede de
glándulas mucosas del vestíbulo nasal y no se corresponde con la secreción de sudor.
La intensidad y área de sudoración varía según la especie animal, ya que
mientras en las personas las áreas de mayor sudoración se corresponden
con el tronco y la frente, en el ganado Cebú resultan el cuello, las extremidades delanteras, una pequeña área de las extremidades posteriores y la giba
como zona de intensa sudoración; el caballo es una especie que suda
profusamente en una amplia superficie de su cuerpo, principalmente en los
flancos, en la región de las espaldas y en las caras laterales y ventral del
cuello. En el cerdo, en condiciones extremas de elevada temperatura y humedad ambiental, se observa una cierta producción de sudor en las axilas,
línea media de la piel del abdomen, periné y región anal.
Las glándulas sudoríparas se encuentran distribuidas por toda la superficie
cutánea en humanos y caballos, mientras que en bovinos, en especial el
334
Cebú, se localizan básicamente en la zona cuello-giba, espaldas e ijares;
en los carnívoros en general se ubican solamente en las almohadillas
plantares, desprovistas de pelos, de las garras. En el perro se ha comprobado una ligera producción de sudor en determinadas regiones de la espalda
después de la inyección de pilocarpina, aunque normalmente estos animales solo sudan por las almohadillas plantares y el hocico. Gatos y conejos
no presentan glándulas sudoríparas en la piel cubierta de pelos o lana respectivamente.
Compuestas por tubos sencillos, no ramificados y arrollados en forma de
glomérulo situados en la dermis, las glándulas sudoríparas envían sus conductos a través de la epidermis para abrirse en la superficie en forma de
tirabuzón. La parte secretora del tubo consta de una membrana basal revestida de una doble capa de células en donde las más internas, células
cúbicas, se constituyen en las secretoras propiamente dicho. Entre las células secretoras y la membrana basal existe una capa de fibras musculares
lisas. Los conductos glandulares presentan un epitelio que consta de dos o
tres capas de células, con un revestimiento cuticular interno bien marcado
y ausencia de tejido muscular.
F i gu r a 7.5. Histología de la glándulasudorípara.
La secreción de estas glándulas, el sudor, es la más diluida de todas las
secreciones corporales; en su análisis se aprecia la presencia de escamas
epiteliales y cierta mezcla con el sebo de las glándulas sebáceas. El sudor,
335
una vez filtrado tiene el aspecto de un líquido transparente, claro, incoloro,
con peso específico entre 1 003 y 1 010 y pH que oscila de 4,2 a 7,3. El
peso específico del sudor depende de la especie animal y del tipo de sudor
al demostrarse que en el caballo, el sudor calórico es más fluido que el
sudor de trabajo. La reacción ácida se atribuye a la presencia de ácidos
orgánicos que después de ser secretados, pierden paulatinamente su acidez hasta hacerse alcalinos debido, probablemente, a la formación de
amoniaco a partir de la urea también excretada por esta vía. Los constituyentes inorgánicos del sudor son principalmente el agua, del 94 al 99 % y el
cloruro de sodio, en una proporción que fluctúa entre 0,3 a 0,5 % de esta
sal (42 a 80 mmol/L); otros elementos electrolitos que se encuentran en
menor proporción son cloruro de potasio, de 40 a 50 mmol/L y sulfatos y
fosfatos alcalinos, de 2 a 5 mmol/L. En relación con el plasma sanguíneo,
el sudor es generalmente hipotónico. La sudoración profusa, en especies como
caballos y humanos, principalmente cuando son sometidos a ejercicios fuertes continuados produce una intensa pérdida de agua y cloruro de sodio, de
ahí que en el caso del primero es recomendable el suministro de sales minerales con el objetivo de suplir las pérdidas de este macroelemento; en el
caso del segundo la cuantía de avidez por la sal lo define la propia persona
en su acceso voluntario a la sal.
En relación con los componentes orgánicos, en el sudor se determina la presencia de urea, que en el caballo alcanza valores de hasta 0,16 %, albúminas
y ácidos grasos de bajo peso molecular como los ácidos láctico, fórmico y
fumárico y ácidos grasos volátiles (acético, propiónico y butírico), correspondiéndoles a estas sustancias ser las responsables del olor específico del
sudor. El ácido láctico se incrementa especialmente después de un ejercicio; en el caballo de carrera pura sangre, después de una competencia el
ácido láctico puede alcanzar valores elevados. En el sudor se encuentra
también alantoína, especialmente en el sudor del perro, creatinina, indicán,
uratos, vitaminas, en especial las hidrosolubles y dentro de estas la vitamina B 1 y otros componentes. En casos de nefropatías estos componentes se
incrementan notablemente en el sudor, tal como si las glándulas sudoríparas
pretendieran ejercer una función sustitutiva del papel excretor o detoxicante
renal, lo que nunca logran.
La secreción del sudor como respuesta térmica para el mantenimiento de
la temperatura corporal está bajo el control del hipotálamo, área nerviosa
donde se ubica el centro termostático, en el nivel encefálico del sistema
nervioso central. Este mecanismo nervioso de control térmico puede ponerse
en actividad por vía central o por vía refleja; si se coloca a una persona en
una habitación caliente, la secreción de sudor comienza tan pronto como la
336
temperatura del cuerpo ha alcanzado un incremento de 0,5 a 1 oC por encima de la normal. En caso de ejercicio físico, es decir, de actividad muscular,
generalmente se observará que la temperatura se eleva si se toma al instante en que ha iniciado la sudoración. Sin embargo, el efecto del aumento
de temperatura puede ser local o central, de modo que un brazo ubicado en
un baño de aire caliente puede sudar, mientras que el resto del cuerpo está
seco. En circunstancias ordinarias, la estimulación central hipotalámica por
la sangre caliente de la temperatura de núcleo, es el factor predominante
tal como se demuestra mediante el siguiente experimento simple: en el
gato el sudor solo es observable a nivel de las almohadillas plantares, desprovistas de pelos, de las garras anteriores y posteriores; si se secciona el
nervio ciático de una extremidad y el animal se coloca en una cámara caliente, cuando aumenta la temperatura del animal empezará el sudor en
las tres patas intactas, al tiempo que la extremidad con el nervio ciático
seccionado, estará completamente seca. Por otra parte, se ha demostrado que
puede producirse sudoración en las almohadillas plantares de las garras de
un gato cuando calentamos artificialmente la sangre que pasa por las arterias carótidas en su camino hacia el encéfalo antes de que la temperatura
más caliente de la sangre sistémica se distribuya por el resto del cuerpo,
incluso las garras, es decir, se observa una respuesta central antes que se
estimule la repuesta local a nivel de las extremidades.
La sudoración también puede ser provocada en caso de asfixia como se
demuestra en un gato “espinal”, es decir, después de separados los centros espinales del bulbo producto de la sección de la médula espinal a nivel
de la articulación occípito-atlantoidea. La secreción de sudor resultante de
la estimulación de los nervios sudoríparos, generalmente asociada con una
vasoconstricción cutánea, no depende de ella en modo alguno tal como se
demuestra con la amputación de un miembro en el gato y la estimulación
aislada del nervio ciático, que causa la aparición de gotas de sudor en la
almohadilla plantar sin que exista circulación sanguínea; de producirse la
estimulación del nervio ciático en un animal íntegro, la secreción de sudor
que se produce se asocia con vasoconstricción de los vasos de la piel, debido a la estimulación simultánea de los nervios vasoconstrictores que viajan
por el nervio ciático. La sudoraci ón también se presentan en estados
preagónicos o agónicos, en donde la circulación sanguínea es prácticamente nula y por lo tanto el riego sanguíneo de la piel es sumamente pobre, tal
como ocurre en caso de infarto del miocardio en el humano, en donde la
piel se pone pálida por insuficiente riego sanguíneo y en cambio hay sudoración profusa, especialmente en cara y brazos. También hay sudoración
en estados de náuseas y vómitos, todo ello por predominio simpático; por el
337
contrario, en caso de insolación, que provoca una intensa hiperemia de la
piel, la mayoría de las veces no provoca sudoración. En el humano es frecuente observar sudoración de la cabeza, iniciada tan pronto los corpúsculos gustativos son estimulados por una sustancia fuertemente sápida, tal
como vinagre, picante y otras; también suele aparecer sudoración ante un
estado de bochorno, temor, siendo esta de tipo eminentemente emotiva, es
decir, de origen central (corteza cerebral).
De lo antes expresado podemos resumir que los nervios sudoríparos se
encuentran subordinados a centros de la sudoración localizados en el sistema nervioso central que entran en actividad ante: 1- impulsos aferentes
que se originan en la piel debido a estímulos calientes, 2- aumento en la
temperatura de la sangre que circula a través de ellos, es decir, al incremento de la temperatura de superficie como consecuencia del aumento de
la temperatura de núcleo, 3- cambios en la composición de la sangre, tal
como ocurre cuando se incrementa la presión parcial de CO2 (asfixia) o la
concentración de H+ (acidosis) y 4- diversos estados psíquicos como miedo
y ansiedad. El compuesto neurotrasmisor excitador depende de la especie
animal; en humanos y gatos las glándulas sudoríparas reciben inervación
simpática de tipo colinérgíca (acetilcolina), tanto en las fibras pre como
postganglionares, por lo que la atropina, epinefrina y otras sustancias
simpatomiméticas inhiben la secreción sudoral, mientras que esta se estimula por la piloca rpina y similares. En el caballo e l neurotransmisor
postganglionar es la adrenalina, es decir, que en esta especie las fibras son
de tipo adrenérgicas.
La presencia de centros nerviosos de la sudoración ha sido plenamente
demostrada. Los “nervios sudoríparos” emanados de las astas laterales de
la médula espinal por los ramos comunicantes del 2do dorsal al 3ero-4to lumbar pasan a la cadena ganglionar simpática, en donde una primera serie de
fibras terminan en conexión con las células de los ganglios simpáticos, inervación
vegetativa, y otra serie de fibras amielínicas pasan por los ramos grises, a los
distintos nervios espinales, inervación somática, para distribuirse por toda la
superficie cutánea. Existen multitud de centros sudoríparos a nivel de la médula espinal subordinados a centros sudorales superiores ubicados principalmente en el bulbo raquídeo y el hipotálamo, no obstante, en determinadas
circunstancias, los centros medulares pueden actuar con independencia,
desarrollando reflejos locales o segmentarios de sudoración. Se ha comprobado que después de efectuar la sección transversal de la médula espinal,
no se inhibe la sudoración refleja de las zonas separadas de los centros
superiores, es decir, las zonas situadas por debajo de la lesión medular se
mantienen activas una vez, recuperado al animal del shock espinal.
338
En el bulbo, próximo al centro del vómito, se ha localizado un centro de
sudoración, por cuanto su estimulación provoca vasoconstricción periférica
y secreción sudoral (sudor frío). En la región preóptica hipotalámica anterior
se localiza el centro de la sudoración principal encargado de estimular la
disipación de calor en la respuesta termorreguladora general del organismo, por lo que su estimulación no solo provoca vasodilatación periférica
sino también intensa sudoración por todo el cuerpo; el “enfriamiento o destrucción” de este centro provoca como respuesta una intensa vasoconstricción periférica con supresión de la sudoración aunque la sangre que llegue
a esta zona procedente de la arteria carótida esté caliente. La presencia de
centros sudorales en la corteza cerebral hasta el presente no han sido identificados e independientemente a que estados ansiosos o de bochorno indican la participación de la corteza en la sudoración, todo indica que esta
respuesta se debe, en principio, a la estrecha interconexión hipotalámica
cortical.
En el bovino se han reportado diferencias entre razas en la capacidad de
sudar relacionadas con las glándulas sudoríparas. Se ha comprobado que
las glándulas sudoríparas del Bos indicus poseen mayor desarrollo, en tamaño y cantidad, que la del Bos taurus. En el ganado Cebú se ha demostrado una mayor cantidad de glándulas encargadas de la secreción de sudor
en la giba que en los flancos; estas glándulas se activan ante elevadas
temperaturas ambientales o de la piel. En el Bos taurus se inicia la sudoración mucho antes que en el Brahman, por lo que necesita menor temperatura ambiental y cutánea para iniciar la sudoración. Por otra parte, debido
al mayor volumen del Brahman (Bos indicus), la pérdida de calor es más
efectiva a través de la sudoración en estos que en las especies del grupo
Bos taurus, por lo que en condiciones similares, ganado Brahman secreta
un volumen de sudor superior al que evapora como agua a través del tractus
respiratorio.
GLÁND ULAS SEBÁCEAS
Las glándulas sebáceas se distribuyen por toda la superficie corporal, principalmente en forma de glándulas de los folículos pilosos, aunque en zonas
específicas como párpados y prepucio desembocan directamente. Los papeles fisiológicos del sebo cutáneo se corresponden con la protección de la
piel contra la humedad, la desecación y la penetración de microorganismos
al tiempo que le comunica la elasticidad y flexibilidad necesaria para el
movimiento y evita la fricción entre las caras contactantes de la piel. Las
glándulas sebáceas clasifican como de tipo alveolar de epitelio estratificado
y secreción holocrina.
339
La producción de las glándulas sebáceas depende del área cutánea, edad,
sexo y alimentación; con el avance en edad hacia la vejez disminuye la producción de sebo cutáneo, perdiéndose la textura y capacidad elástica de la
piel. La consistencia del sebo puede variar en espesor como ocurre con el
cerumen que se produce en el conducto auditivo externo que sirve como
elemento protector del oído medio; a través de las glándulas parpebrales se
produce la secreción que engrasa el borde libre de estos.
Además de las glándulas sebáceas propiamente dichas, existen también
en los animales domésticos, en diferentes partes de la piel órganos secretorios sebáceos modificados que se presentan, por lo general, como acúmulo
de glándulas sebáceas cuya actividad secretora se encuentra estrechamente
ligada en especial al ciclo genital, por lo que su ritmo de secreción cesa tras
la castración; en las ovejas, las glándulas preorbitarias elaboran un producto
de fuerte olor durante el celo, sobre todo en los pequeños rumiantes salvajes y las glándulas sebáceas holocrinas y sudoríparas apocrinas del espacio interdigital de las extremidades posteriores que comprenden el llamado
órgano interdigital de los óvidos. En la piel de las extremidades se encuentran órganos glandulares modificados como las glándulas metacarpianas
del cerdo compuestas preferentemente por elementos tubulosos ecrinos.
El sebo o suarda (lanolina) de los ovinos contiene más de 30 ácidos grasos
que constituyen el 44 % de la secreción, mientras que el resto está formado
por sustancias insaponificables como colesterina.
ADAPTACIO NES DE LA PIEL EN FUNCIÓN DE LAS CO NDICIO NES
AMBIENTALES
Entre las adaptaciones morfofisiológicas a las condiciones del medio ambiente de carácter evolutivo están las particularidades morfológicas de la
piel y su capacidad para permitir ajustes térmicos a las variables ambientales para facilitar el incremento o disminución de las pérdidas de calor. Estudios histológicos comparados entre el Cebú y el Holstein muestran que el
grosor de la piel no es homogéneo en toda la superficie corporal al compararse las mismas zonas entre animales de la misma especie, pero de razas
diferentes, e inclusive, la edad también determina cambios de grosor en
áreas cutáneas; el estudio comparativo de 21 regiones del cuerpo en donde se midió el pliegue cutáneo en la raza Holstein-Fresian demostró cambios de grosor en una misma área e incremento en el grosor general de la
piel a medida que aumenta la edad del animal. El análisis comparativo entre diferentes estructuras macro y microscópica de la piel en hembras bovinas de las razas Holstein-Fresian y Cebú explica la mejor adaptación del
340
Bos indicus (Cebú) a las altas temperaturas, por cuanto presenta un pelo
más corto y grueso, un mayor grosor de la piel con epidermis más delgada y
una dermis reticular má s profunda, un may or volume n de glándulas
sudoríparas con implantación dérmica, por lo que posee una mayor superficie excretora y una densidad glandular incrementada por área. La HolsteinFresian se caracteriza por tener una piel de menor grosor epidermis más
gruesa y dermis reticular más fina. Es interesante señalar que mientras en
la Holslein-Fresian las glándulas sudoríparas tienen forma tubular con diferentes grados de torsión, en el Cebú las mismas se presentan de forma
sacular con un alto grado de concentración por área, lo que asegura un
sistema disipador de calor capaz de permitir la respuesta de adaptación a
las altas temperaturas ambientales del trópico.
Capítulo
8
SISTEMA NERVIOSO
INTRODUCCIÓN
Para el mantenimiento de la vida, todos los animales, independientemente
del nivel que ocupan en la escala zoológica, están dotados de la capacidad
de la percepción y el movimiento para la alimentación y la sobrevivencia; a
medida que ascendemos en la escala biológica estas funciones se hacen
cada vez más comp lejas hasta alcanzar su máximo desarrollo en los
vertebrados superiores (mamíferos y aves). Los animales deben mantener
un nivel óptimo de reactividad como una unidad entre sus diferentes órganos y sistemas, además en la respuesta como un todo en su relación con el
medio ambiente.
Los sistemas reguladores de las funciones corporales del cuerpo animal
son los sistemas nervioso (central, vegetativo y entérico) y humoral, no especializado (vitaminas y minerales) y especializado (hormonas); el tercer
sistema regulador, el reproductor, no es de individuo por cuanto regula la
trasmisión genética de las condiciones del medio interno de padres a hijos,
perpetuando las especies. El conjunto de estructuras y órganos destinados
a la respuesta rápida en la regulación de las funciones corporales y a lograr
el equilibrio de ajuste del organismo a las condiciones del medio ambiente
lo constituye el Sistema Nervioso. En los vertebrados superiores dicho sistema se presenta como un largo tallo de sustancia nerviosa alojado en el
conducto raquídeo y una masa abultada, en su extremidad cefálica, alojada en la cavidad craneana; la primera constituye la médula espinal y la
segunda el encéfalo; al conjunto se le denomina sistema cerebro-espinal,
neuroeje o mieloencéfalo.
Del sistema cerebro-espinal, alojado en el conducto óseo craneo-raquídeo,
parten cordones denominados nervios que salen del citado conducto, después de un trayecto más o menos largo, para ramificarse e inervar los diferentes órganos y aparatos de la economía, tales como: locomotor, digestivo,
cardiovascular, respiratorio, etc. La relación entre el neuroeje y los órganos
342
inervados se establece, en la mayoría de los casos, en un doble sentido, es
decir, hacia (sensitivo) y desde (motor) el neuroeje.
El sistema nervioso es fundamental en la respuesta rápida para la necesaria
coordinación de las funciones de los diversos órganos y sistemas del animal
en la respuesta como un todo y para garantizar su adaptabilidad a las
variaciones de las condiciones ambientales. Con el desarrollo evolutivo del
Sistema Nervioso aumenta la masa tisular al formarse órganos centrales
extras que i ncre mentan ta mbié n, en gra n medida, la capacidad de
almacenamiento de información y la complejidad de la respuesta, de forma
tal que la experiencia en la captación de las reacciones del organismo animal
ante los estímulos ambientales, junto con los actos instintivos, ganan
signi ficación continuamente. En los ve rtebrado s superi ores el mayor
desarrollo de la memoria se encuentra en los primates; en el humano, es
posible el almacenamiento de la información en el Sistema Nervioso Central
(SNC) a lo largo de muchos decenios, memoria a largo plazo o memoria
terciaria (larga conservación de los recuerdos). El equipo disponible de
células nerviosas, neuronas, aumenta a medida que se eleva la organización
general del organismo animal. Una particularidad de las neuronas consiste
en que una vez terminado el desarrollo somático, pierden la capacidad de
reproducirse. La pérdida de neuronas, como ocurre por ejemplo, tras la
destrucción consiguiente a enfermedades como la encefalomielitis vírica,
no tiene recuperación posible.
En el hombre la corteza cerebral alcanza cifras aproximadas entre 10 00014 000 millones de neuronas, el tronco encefálico algunos cientos de millones y la médula espinal varios millones (alrededor de 100); el sistema está
conformado para que, pese a que se producen continuamente pérdidas
neuronales después de terminado el crecimiento, a razón de un millón diario, lo que hace un gran total de 1 000 a 2 000 millones de células nerviosas a lo largo de la vida, se mantenga la actividad general coordinadora del
mismo. El Sistema Nervioso depende en su totalidad del correspondiente
grado de desarrollo del organismo y la peculiaridad de toda la experiencia e
información que él posea. En la vejez, producto del gran número de neuronas
que mueren, disminuye la capacidad de reacción y almacenamiento de información.
Debido a su constitución, el Sistema Nervioso funciona como un mecanismo homeostático que regula las funciones rápidas del organismo, tales como:
la actividad de contracción de la musculatura esquelética para el movimiento
voluntario como expresión del accionar conductual, la funcionalidad de los
sistemas cardiovascular y respiratorio, la motilidad gastrointestinal, etc. Para
estas funciones el Sistema Nervioso se divide en tres grandes sistemas:
343
Sistema Nervioso Central (SNC), Sistema Nervioso Vegetativo (SNV) y Sistema Nervioso Entérico (SNE). (Ver Fig. 8.1.).
F i gu r a 8.1. Organización del sistema nervioso.
El SNC permite la actividad voluntaria e involuntaria (refleja) de la vida de
relación, mientras que el SNV permite los ajustes subconscientes de las
funciones corporales, según la actividad que desarrolle el animal (vida
vegetativa).
La relación nerviosa cerebro-segmento gastrointestinal queda demostrada
cuando al recibir una agradable noticia, un cosquilleo placentero invade al
sistema digestivo como si en su interior revolotearan miles de mariposas;
por el contrario, situaciones de tensión, miedo o aflicción hacen que el estómago se contraiga, percibiéndose la sensación de un roedor escarbando
en nuestras entrañas o cuando la repulsión hacia algo o hacia alguien puede llegar a producir náuseas e inclusive provocar el vómito. Esta relación
nerviosa es más potente y compleja en el sentido gastrointestinal-cerebro
que viceversa; se ha demostrado que el tubo digestivo está litera lmente
tapiz ado por má s de 100 millones de neuronas, casi ex actamente igual
que la cifra existente en toda la mé dula espinal, conformando el denominado SNE cuya función e s control ar armóni camente l a compleja función
digestiva-absortiva. Los neurotransmisores del SNE son básicamente la
serotonina y la dopamina, así como diferente s opiáceos que modul an el
dolor; además se sintetizan benzodiazepinas, co mpuestos quími cos que
p osee n el mismo e fe cto tr anquil i za nte que va li um, acetil co li na ,
noradrenalina, óxido nítrico y péptido intestinal vasoactivo. Se calcula que
el 95 % de la serotonina corporal, neurotransmisor que influye en el estado
de ánimo creando situaciones de placer, se elabora en las células enterocromafínicas intestinales. Un rico circuito intrínseco de neuronas sensitivas,
344
interneuronas y neuronas motoras interconectan los diferentes niveles intestinales para la coordinación de la actividad secretora-motora a lo largo
de todo el sistema. La actividad funcional del SNE se estudió en el capítulo
del Sistema Digestivo, cuando se abordó el control nervioso intrínseco y
extrínseco de la actividad secretora-motora.
En el tejido nervioso no existe la trama colágena intersticial, salvo alrededor
de los vasos sanguíneos, que desarrolla la función de sostén del tejido
conectivo en los demás órganos, por lo que esta función es asumida por la
neuroglia. Los componentes de la neuroglia del SNC, que no son capaces
de generar señales eléctricas, aunque poseen potenciales de membrana
como todas las células y que sí son capaces de multiplicarse son: astrocitos,
unos con numerosas prolongaciones ramificadas (células musgosas de la
sustancia gris de la médula y del cerebro) y otros con largas prolongaciones
ramificadas adheridas a los vasos por unas fases terminales (células en
araña de la sustancia blanca del neuroeje) se constituyen en una barrera
entre los capilares y las neuronas desarrollando una función nutritiva y de
control del medio iónico extracelular de las neuronas, microglia, que actúan
como macrófagos sustituyendo, además, a astrocitos y oligodendrocitos
muertos, células ependimarias que son las responsables de la formación y
circulación del líquido cefalorraquídeo y ologodendrocitos con la función de
aislamiento de las fibras nerviosas, proporcionándoles una cubierta mielínica.
En el SNV las células gliales son las células de Schwann, responsables del
aislamiento, al formar una cubierta de mielina, al tiempo que actúan como
fagocitos en los procesos de regeneración de fibras nerviosas y las células
satélites responsables del control del medio ambiente químico de las
neuronas. La misión de la neuroglia es la ya indicada, es decir, formar un
tejido de sostén y relleno en los órganos nerviosos y análogamente al tejido
conjuntivo, es la neuroglia la que prolifera y constituye las cicatrices en las
lesiones del SNC, además la neuroglia proporciona aislamiento y trofismo a
las neuronas.
La masa de tejido nervioso está protegida por estructuras óseas, huesos
del cráneo y vértebras, y rodeada por tres membranas, duramadre, aracnoides y piamadre. El líquido cerebro espinal o cefalorraquídeo (LCR), presente
en el sistema de circulación cerrada, conductos ventriculares-canal central
medular-espacio subaracnoideo, posee múltiples funciones; es un fluido
cristalino que casi no contiene células sanguíneas y muy baja concentración de proteínas. La velocidad de formación, flujo y absorción del LCR es
elevada, lo que determina su reemplazo varias veces al día. La función más
importante del LCR es la de amortiguar presiones o golpes externos sobre
la masa nerviosa, por lo que su ubicación, en posición interna, ventrículos y
345
canal medular y externa, aracnoides, hace que el tejido nervioso “flote” en
este líquido que posee una gravedad específica; otras funciones son la de
contribuir a la constancia del medio interno neuronal y de las células de la
glia y ser medio de transporte para hormonas peptídicas cerebrales y otras
sustancias.
El área de formación del LCR es el plexo coroideo, colchoncitos de capilares
cubiertos por una capa delgada de células epiteliales situados a nivel de los
cuatro ventrículos; el mecanismo de formación es por procesos de transporte activo de Na+ hacia el interior de los ventrículos, por lo que se establece un gradiente eléctrico y osmótico que produce el arrastre pasivo de H2 O,
Cl – y otros i ones; se plantea una cierta secr eción de LCR por células
ependimarias ventriculares y pequeños volúmenes que se producen por
difusión hacia el espacio ventricular desde los espacios perivasculares. El
LCR fluye siguiendo un gradiente de presión a través de rutas anatómicas
predecibles; de los ventrículos laterales al tercer ventrículo por el agujero de
Monro, de este al cuarto ventrículo por el acueducto de Silvio, para mediante los agujeros de Luschka y Magendie pasar a alcanzar el conducto del
epéndimo medular y la aracnoides encefálica y medular, donde será absorbido, hacia el interior del sistema venoso, el mayor volumen por medio de
los “vellos aracnoideos”, que son pequeñas proyecciones parecidas a dedos de la membrana aracnoidea, las cuales pasan a través de los senos
venosos en la duramadre. El mecanismo de reabsorción aún está en debate
al no estar definido si se desarrolla a través de membranas (sistema cerrado), por túbulos (sistema abierto) o por vacuolas. La presión del LCR es controlada por los procesos de reabsorción, ya que su formación es independiente
a la presión, es decir, le corresponde a su formación mantener una presión
ligeramente superior a la presión venosa, lo que facilita su reabsorción
LA NEURONA. UNIDAD FUNCIO NAL D EL SISTEMA NERVIOSO
El Sistema Nervioso puede concebirse como un conjunto de dispositivos
mediante los cuales el organismo reacciona ante estímulos endógenos (órganos y sistemas) y exógenos (medio ambiente), permitiendo una respuesta armónica para el desarrollo de sus actividades. En el Sistema Nervioso
se ubican dos tipos de células, las neuronas o células nerviosas y las células de sostén o relleno estructural del sistema, las células de la neuroglia.
La unidad anátomo-funcional que constituye la neurona.
Las neuronas son las unidades genéticas, morfológicas, funcionales y tróficas
del Sistema Nervioso derivadas de células germinales embrionarias denominadas neuroblastos que poseen toda la información codificada para realizar
346
su función; por lo general son de talla considerable, 6 a 70  y diámetro
comprendido entre 20 y 100  con varias prolongaciones. En su constitución histológica, las neuronas están formadas por un cuerpo o soma con
núcleo grande, visible y redondeado y estructuras de vida citoplasmáticas y
un número de prolongaciones variables; una de dichas expansiones es larga, fina y desprovista de grupos de Nissl, recibiendo el nombre de cilindro
eje o a xón, mientras que las otra s pr olongacio nes gruesas, cortas,
ramificadas y de estructura semejante a la del citoplasma se denominan
dendritas o prolongaciones citoplasmáticas. En su extremo final, los axones
también se ramifican en múltiples prolongaciones, las telodendritas que
conforman el telodendrón. (Ver Fig. 8.2.).
F i gu r a 8.2. Histología de laneurona.
Las neuronas son células de larga vida incapaces de multiplicarse, ya que
carecen de centriolos, al tiempo que por sus características citoplasmática,
poseen una elevada capacidad de excitación, al tener muy bien desarrolladas las capacidades de irritabilidad y conductividad, convirtiéndolas en células perfectamente especializadas para desarrollar sus funciones, lo que
les permite generar y trasmitir impulsos nerviosos. Cada neurona es una
unidad estructural distinta y separada que hace contacto con otras unidades, por lo que tienen continuidad estructural. Las neuronas al poseer un
elevado metabolismo requieren de un continuo y abundante suministro de
O2 y glucosa, correspondiéndole al soma o centro trófico la conservación de
sus partes constitutivas.
347
Las neuronas pueden clasificarse en dos grandes grupos:
a) Tr a nsmi so r a s (co nducto r a s): Comprenden a casi todos los tipos
neuronales, estando constituidas por dendritas, cuerpo celular y axón;
se clasifican en:
– Neuro nas Gol gi ti p o I: Poseen muchas dendritas y un axón muy largo
como las neuronas motoras  del asta ventral de la columna gris de
la médula espi nal, las ne urona s pre gangli onare s simpática s y
parasimpáticas, las neuronas postganglionares simpáticas y otras
motoras.
– Ne ur o nas Go lgi tip o II : Tienen muchas dendritas con un axón corto
como las interneuronas y las neuronas de las cortezas cerebral y
cerebelosa; estas neuronas también se le denominan multipolares
debido a la cantidad de procesos dendríticos.
– Neuro na s bi po la re s: Tienen una dendrita principal y un axón localizados en los polos opuestos del soma y están limitadas a las áreas de
sensibilidad somática y visceral especiales.
– Ne ur onas unip ol are s ve rda de ra s: Poseen un solo axón y su distribución está limitada al sistema nervioso en desarrollo.
– Neur ona s seudo uni po l ar e s: Presentan un axón y una dendrita que
se fusionan cerca del soma y se separan a cierta distancia del mismo; son típicas de los ganglios espinales y craneales.
– Ne ur ona s ana xó nicas: Carecen de axones como las células amacrinas
de la retina
– Cél ul as de Purk i nje : Localizadas solamente en la capa media de la
corteza cerebelosa, presentan una forma única, con una dendrita arborescente que nace del polo ahusado del cuerpo celular en forma
de redoma.
b) Neur o se cr eto r as: Son células especializadas que sintetizan varias hormonas endocrinas, las cuales transportan por sus axones como cuerpos
de Herring para almacenarlas en los botones terminales del telodendrón
y liberarlas a la sangre según sus necesidades. En este caso están la
oxitocina y ADH que se elaboran en los núcleos supraópticos y paraventriculares del hipotálamo y que se liberan en los capilares de la neurohipófisis, así como otras elaboradas también a nivel de núcleos hipotalámicos
conocidas como hormonas liberadoras (hormonas de liberación) de las
hormonas adenohipofisiarias que regulan el funcionamiento del sistema endocrino.
Estudios realizados sobre motoneuronas de las astas anteriores (bípedos)
o ventrales (cuadrúpedos) de la médula espinal, permiten deducir que las
348
dendritas se extienden a corta distancia, a veces hasta un milímetro, antes de
deflecarse en ramas terminales más finas. Por otra parte, se ha visto en dichas células que el axón, después de desprenderse del soma, se estrecha
gradualmente antes de envolverse en una vaina de mielina, lo que ocurre a
unas 50-100 micras de distancia del cuerpo neuronal. Los datos fisiológicos plantean que la porción sin mielinizar presenta propiedades diferentes
al axón mielinizado respecto a la diferencia de potencial de su membrana,
siendo de mayor excitabilidad.
La conductibilidad es una propiedad básica del protoplasma que permite a
una célula responder a un estímulo. Insistimos en que la irritabilidad no es
una respuesta, pero una célula tiene que ser irritable si ha de responder tal
como ocurre con las células epiteliales que al estimularse, irritarse, pueden
responder con secreciones, las células musculares con contracción y las
células nerviosas con la conducción de potenciales de acción a todo lo largo de ellas. Para responder a un estímulo, en cualquiera de las tres formas
mencionadas, una célula ha de empezar necesariamente por ser irritable.
Algunos tipos de células son más irritables que otras, por lo que se estimulan más rápidamente para responder; de esta forma, le corresponde a las
neuronas el máximo de irritabilidad celular en el organismo animal, esta
condición se replica en el animal como una unidad reactiva. En todas las
especies de vertebrados superiores, mamíferos y aves, las razas no poseen
el mismo nivel de irritabilidad en su relación con el medio ambiente. En los
bovinos, por ejemplo, el Cebú es muy irritable y en cambio el Holstein es
mucho menos, esto se explica porque el primero es una raza autóctona,
con elevada capacidad de resistencia para supervivir frente a condiciones
ambientales agresivas, mientras que el segundo es una raza creada
genéticamente por el hombre, siempre bajo su cuidado y atención en condiciones controladas de explotación.
La respuesta despertada en las células nerviosas, neuronas, sea cual sea
el tipo de estímulo una vez alcanzado el nivel de excitabilidad (umbral de
excitabilidad), siempre es la misma; la célula conduce una onda de excitación (potencial de acción o impulso nervioso) a todo lo largo de ella. Como el
citoplasma de las células nerviosas suele formar extensiones filamentosas
muy largas (axones) denominadas fibras nerviosas y estas a veces tienen
muchos centímetros de largo, las células nerviosas están especializadas
para conducir impulsos nerviosos a largas distancias.
Los paquetes de axones co nforman lo s nervios, estos según su función
conductora de impulsos nerviosos se clasifican en sensitivos o aferentes,
como los pares craneales I (olfato), II (vista) y VIII (auditivo), motores o
eferentes como los pares craneales III (motor ocular común), VI (motor ocu-
349
lar externo), XI (espinal accesorio) y XII (hipogloso) y mixtos, como los nervios craneales V (trigémino), VII (facial), IX (glosofaríngeo) y X (vago), así
como todos los nervios espinales que están constituidos por una raíz sensitiva y una motora.
Las propiedades o leyes de las neuronas son: integridad anatómica, polarización, conducción indiferente y conducción aislada: la interacción de estas leyes entre sí explica el mecanismo básico de trabajo del Sistema
Nervioso en los vertebrados superiores, el cual constituye el relevo en la
transmisión de los potenciales de acción o impulsos nerviosos, las sinapsis,
ya que no existe la posibilidad de que una neurona por sí sola se excite,
trasmita y ejecute una respuesta.
La ley de la integridad anatómica expresa que la neurona debe estar íntegra
para su funcionamiento, es decir, lesiones que afecten cualquiera de sus
componentes estructurales no permiten que pueda cumplir con su actividad,
la ley de la polarización plantea que solo se puede trasmitir el impulso nervioso por los botones sinápticos del telodendrón, donde se localizan las vesículas de neurotrasmisores, es decir, el cuerpo y las dendritas son incapaces de
la trasmisión de los impulsos, por lo que la neurona es una célula que recibe
por un extremo, dendritas y soma, y trasmite por el otro, telodendrón, la ley
de la conducción indiferente explica la posibilidad real de conducir en sentidos contrarios por el axón cuando se le aplica un estímulo eléctrico en
cualquier parte de su recorrido, con la particularidad de que el que avanza
hacia el cuerpo finalmente se extingue, mientras que el que avanza hacia el
telodendrón puede ser trasmitido a otra neurona y la ley de la conducción
aislada que define el carácter aislado en la trasmisión de un impulso nervioso por un axón, es decir, el potencial de acción trasmitido por él es incapaz de modificar el potencial de reposo de los axones vecinos, ya que solo
puede ser trasmitido por los neurotrasmisores del telodendrón, lo que podemos comparar con un cable telefónico formado por miles de pequeños
cables aislados por una cubierta plástica que permiten la comunicación
aislada entre dos teléfonos lejanos: cuando se daña este aislante entonces
se produce “el cruce telefónico” dejando de ser aislada la conducción.
SINAPSIS
La palabra sinapsis proviene del término griego que significa abrochar; del
mismo modo que cuando dos personas se estrechan las manos se hallan
en contacto, trasmitiendo sentimientos, pero no en continuidad, a nivel de
la sinapsis el cuerpo o soma de una neurona se halla en contacto con el
cuerpo de otra, pero no se continúa con él.
350
Las sinapsis son de forma variable. Un tipo común es en el que las neuronas
entran en contacto entre sí solamente por sus fibras; en esta disposición
los extremos de una fibra una neurona y los cabos de otra en las zonas de
contacto, se dividen en pequeños dedos filamentosos que literalmente se
entrelazan. En otro tipo, también común, las fibras de una neurona entran
en contacto con el cuerpo celular de otra neurona; en estos casos las terminales sinápticas de las fibras que quedan encima del cuerpo celular se
parecen a pequeños pies. De hecho este tipo de neurona recibe el nombre
de pie o bulbo terminal.
Las sinapsis solo representan puntos de contacto o relación entre neuronas.
Cuando un impulso nervioso atraviesa una sinapsis sufre cierto retraso como
consecuencia de los procesos de descarga y acción de los neurotrasmisores;
a diferencia de una fibra nerviosa que trasmite en forma indiferente, la
sinapsis transmite el impulso nervioso en una sola dirección. Las sinapsis
nerviosas se fatigan mucho más fácilmente que las fibras nerviosas, al tiempo
que son más sensibles a la acción de algunos fármacos que las fibras. Cuando el cuerpo celular o soma de una neurona es destruido, todas sus fibras
degeneran, pero esta degeneración no se extiende a todas las neuronas en
contacto ya que termina a nivel de la sinapsis. Las sinapsis permiten conexiones funcionales entre neuronas para la transmisión del impulso nervioso de forma convergente o divergente.
Las sinapsis, constituidas por las terminaciones del axón con el cuerpo de
otra célula, se clasifican en neuro-neuronal, cuando contactan neuronas
con neuronas, neuro-muscular que relaciona neuronas con células musculares y neuro-glandular que comunica neuronas con células glandulares,
por lo que le corresponde a la sinapsis relacionar al sistema nervioso con
los órganos efectores.
Con el microscopio electrónico se revela que tanto el botón terminal como
la superficie celular que hacen contacto en una sinapsis están recubiertos
por una fina membrana de 50 angstron de espesor, quedando entre ellas
una hendidura de unos 200 angstron, la hendidura sináptica. Dentro del
botón o pie sináptico existen numerosas vesículas de 300 angstron de diámetro que contienen las moléculas neurotrasmisoras responsables, cuando se descargan a la superficie sináptica de la trasmisión del potencial de
acción. Los botones sinápticos contienen gran cantidad de mitocondrias, indicador de una elevada actividad metabólica, que contrasta con la pobreza
del citoplasma neuronal subyacente a la superficie sináptica. La fina estructura interna de los cuerpos neuronales, el núcleo y el aparato de Golgi, pare-
351
cen desempeñar un papel netamente nutritivo y de recuperación, siendo su
intervención muy escasa en el proceso de la transmisión sináptica. (Fig. 8.3.).
F i gu r a 8.3. Mecanismo de transmisión sináptica.
Las sinapsis se clasifican, por los impulsos nerviosos y vías de conducción
que ellas representan, en excitatorias e inhibitorias. Las sinapsis excitatorias
inducen despolarización de la membrana postsináptica, pudiendo llegar, por
su sumación, a provocar la descarga generalizada de la neurona receptora.
Por lo general es necesario que lleguen simultáneamente, por vía sináptica,
unos 5 a 10 impulsos estimuladores para que se produzca la excitación de
la neurona que la recibe. Tras la llegada de cada impulso procedente de la
membrana presináptica, se produce en la membrana postsináptica un potencial excitatorio postsináptico, cuya amplitud depende del potencial de estímulo. Cada sinapsis elemental, en estado de excitación, proporciona, por lo
tanto, una sumación al potencial general de excitación de la neurona. Al
sobrepasar en determinada cuantía el umbral de excitación, por suma de
los efectos parciales de los elementos sinápticos que han intervenido, lo
cual equivale a una excitación umbral, se produce una descarga generalizada (de tipo explosivo) que se difunde por todas las ramificaciones de las
neuronas postsinápticas. Las sinapsis inhibitorias pueden ser pre o postsinápticas; por medio de ellas se crea, en la membrana postsináptica, un estado
352
de hiperpolarización que disminuye las posibilidades de descarga por parte
de la neurona (inhibición presináptica) o crea un potencial de hiperpolarización que refracta la trasmisión del impulso (inhibición postsináptica)
Los neurotrasmisores excitatorios más conocidos son acetilcolina, adrenalina
y noradrenalina y de carácter inhibitorio es el ácido gamma-aminobutírico
(GABA). Las sinapsis inhibitorias se encuentran preferentemente en los cuerpos de las células nerviosas. (Ver Fig. 8.4.).
F i gu r a 8.4. Tipos de transmisión sináptica.
RECEPTORES
El organismo animal dispone de una serie de dispositivos especiales, los
receptores, constituidos generalmente por células nerviosas y en menor
medida por células musculares, conjuntivas o epiteliales especializadas en
detectar los estados o cambios de estado en su proximidad e informar al
SN. Los receptores transforman un estímulo en impulso nervioso en caso
de ser excitados, de ahí que sean específicos para estímulos específicos. El
sistema de receptores se halla distribuido en múltiples partes del organismo animal principalmente cerca de su superficie. Las fibras nerviosas pro-
353
cedentes de estos diversos tipos de receptores, siguen trayectos determinados para que cada una llegue a porciones diversas del sistema nervioso,
constituyéndose en la base anatómica más importante para apreciar los
distintos tipos de sensaciones, incluyendo las de los órganos de los sentidos. La dotación de receptores que poseen los diversos organismos es extraordinariamente variable y se halla relacionada con el grado de adaptación
y comportamiento de cada especie animal ante las correspondientes condiciones ambientales que lo rodean.
Según Sherrington, los receptores por la localización del origen de los estímulos se clasifican en e xter o rr ecep tor es, receptores de piel y mucosas que
detectan estímulos en la superficie externa del cuerpo que incluyen dos
órganos de los sentidos, gusto y tacto, te le rr ecepto re s que son aquellos que
detectan estímulos a distancia, es decir, que no están en contacto con el
cuerpo como ocurre con los órganos de los sentidos vista, olfato y oído,
i nter o rr e cepto r es, que detectan cambios que se producen en el interior del
cuerpo como presión sa nguínea, dolo res viscerales, hemoconcentración,
glicemia, etc., y p ro p io r re cepto re s que reconocen cambios en el sistema
músculo esquelético, es decir, en músculos, tendones, aponeurosis, articulaciones, etcétera.
En función de su categoría los receptores pueden clasificarse en:
Me ca no rr ecepto re s como las terminaciones nerviosas libres y encapsuladas
capaces de detectar tacto, presión mecánica, vibraciones, los husos musculares y órganos tendinosos de Golgi que detectan longitud y tensión muscular,
las terminaciones nerviosas de las cápsulas y ligamentos articulares que
permiten ubicar la posición de las extremidades, los barorreceptores aórticos
y carotídeos que reconocen la presión arterial y los barorreceptores de las
paredes de las grandes venas y aurículas que detectan la presión venosa,
las terminaciones vagales del parénquima pulmonar para el control del reflejo de inflación-deflacción de los pulmones (reflejo de Hering-Breuer), las
células ciliadas de la cóclea o caracol para la audición, las células ciliadas
de los conductos semicirculares y del utrículo para la aceleración lineal y la
posición del cuerpo ante la gravedad y los receptores de estiramiento que
desencadenan los reflejos de la micción y la defecación.
Nocir r ece ptor e s que son terminaciones nerviosas libres cuya excitación origina el dolor.
Ter mo rr e ce p to r e s conceptuados como terminaciones nerviosas libres que
detectan las sensaciones de frío y calor, externas o internas, y las ubicadas
en el hipotálamo que interactúan estrechamente con el centro termostático
del hipotálamo anterior.
354
Qui mio r re cep tor e s como los ubicados en los cuerpos aórticos y carotídeos
que detectan la presión parcial de O2 en la sangre, los receptores del bulbo
raquídeo que reconocen el pH del líquido cefaloraquídeo, los receptores del
hipotálamo anterior que reconocen la presión coloidosmótica del plasma
para la reabsorción facultativa del agua por los riñones y los receptores
hipotalámicos que detectan los niveles de glicemia, los receptores ciliados
de la mucosa olfatoria nasal y los receptores ciliados de las yemas gustativas
de la lengua.
Ele ctr or re ceptor es que se corresponden con los receptores especializados
con conos y bastones de la retina.
Los estímulos procedentes del exterior para los órganos de los sentidos,
además de tener que ser captados por los receptores, necesitan que el SNC
esté activado, es decir, el animal tiene que estar en estado de vigilia para
que sean efectivos (percepción consciente); los animales pueden responder a estímulos ambientales o de leve intensidad, estando dormidos mediante la actividad refleja de los niveles medular y encefálico bajo. En el
hombre y los animales, que poseen visión bien desarrollada, se calcula que
cerca del 40 % de las excitaciones que llegan al SNC proceden de los
telerreceptores de la visión, los mismos se corresponden con conos y bastones en la retina del globo ocular para la visión, órganos de Corti en el caracol del oído interno para la audición, células de Shultze en la mucosa olfatoria
nasal para el olfato, mientras que para el sistema de contacto están las
yemas gustativas en la mucosa lingual para el gusto y los receptores de
diferentes tipos en la dermis de la piel para el tacto. Destinados a servir
principalmente al sentido del tacto son las células táctiles de Merkel, situadas en las regiones profundas de la epidermis y en vainas externas de las
raíces nerviosas, los corpúsculos táctiles de Meissner en la capa coriónica
de la piel y los plexos nerviosos de los folículos pilosos.
El sistema de propiorreceptores comprende a los conocidos como receptores
especializados del sistema muscular esquelético, husos musculares y órganos tendinosos de Golgi, ubicados los primeros dentro de la masa muscular
esquelética para conocer la velocidad en la longitud de cambio de las fibras
musculares durante la contracción muscular y los segundos en los puntos de
unión entre las fibras musculares y los tendones para conocer la tensión
muscular, por lo que ambos están relacionados, de una importante forma,
con el sistema de control que corrige el error en el movimiento esquelético
voluntario e involuntario, al tiempo que protegen al sistema muscular, evitando desgarramientos frecuentes de la musculatura. El huso muscular,
presente en los músculos estriados, está formado por pequeños grupos de
fibras musculares especializadas (adelgazadas) alrededor de las cuales
355
terminan los extremos de las fibras nerviosas sensitivas que las rodean en
espiral; estos receptores se hallan dispuestos de manera que captan los
cambios de longitud o de tensión del músculo, ya que en su movimiento
estiran las porciones terminales de las fibras nerviosas. Los husos musculares están rodeados de una cápsula con varias capas de tejido conectivo.
Los órganos tendinosos de Golgi presentes en el punto de unión de los
músculos y tendones y en las aponeurosis musculares, están formados por
pequeños haces de fibras colágenas ricas en núcleos, incluidos en una capa
de tejido conectivo. En el huso penetra una fibra de gran calibre, generalmente en su parte media, y se subdivide en ramas amielínicas más delgadas, para terminar en placas foliáceas.
EL REFLEJO, ACTIVIDAD BÁSICA FUNCIO NAL
DEL SISTEM A NERVIOSO
Cada fenómeno en el organismo íntegro depende siempre de su interrelación
con el medio ambiente. En el organismo de los animales superiores todas
las relaciones con el medio ambiente y las relaciones de sus estructuras
entre sí se realizan gracias a la actividad del sistema nervioso. En el proceso de la evolución, estas relaciones de las funciones unas con otras se
establecen por la acción integradora del Sistema Nervioso y se hacen cada
vez más complejas de acuerdo con la evolución que han tenido los animales.
En los vertebrados superiores, la corteza de los hemisferios cerebrales, toma
parte activísima en los mismos; de aquí surge que el conocimiento de la
actividad del organismo íntegro solo es posible a través del estudio del papel
unificador y regulador del SNC. De acuerdo con las anteriores consideraciones pavlovianas, los reflejos se clasifican en dos tipos: condicionados, que
son aquellos que responden a determinadas condiciones del medio e
incondicionados que se desencadenan sin ninguna preparación previa. Por
ejemplo, si se introduce un alimento o una solución ácida en la cavidad
bucal de un perro, el estímulo ácido ejercido sobre los receptores gustativos
localizados a nivel de la mucosa lingual, desencadenan el reflejo de la salivación, reflejo incondicionado y se produce en cualquier ocasión, siempre
que se ejerza la estimulación sobre los receptores de la mucosa bucal no
obstante a ello, el excitante directo del alimento no es el único capaz de
desencadenar dicha secreción, sino que ciertas operaciones que acompañan a la preparación del alimento, siempre que se realicen de una forma
constante, también pueden desencadenarla, reflejo condicionado. Al principio estos estímulos no tendrán acción alguna sobre la secreción salivar, pero
a medida que transcurra el tiempo y después de 10 o 12 veces de ejercer la
356
misma función, las secreciones de las glándulas salivales se desencadenan,
incluso sin poner el alimento en contacto con la boca del animal. (Fig. 8.5.).
F igu r a 8.5. Arco reflejo simple.
La respuesta involuntaria o inconsciente ante un estímulo es el acto reflejo,
mientras que las vías nerviosas que siguen el estímulo, transformado en
impulso nervioso, hasta el órgano efector para producir la respuesta se denomina arco reflejo. El arco reflejo más simple está formado por cuatro estructuras nerviosas: receptor, responsable de generar el impulso nervioso a
partir del estímulo, una neurona aferente o sensitiva que conduce el impulso
hacia el SN, una neurona eferente o motora que lo transporta hasta el órgano
blanco y el órgano efector que ejecuta la respuesta; a partir de este esquema
básico morfofuncional, el arco reflejo se complicará en función del número
de neuronas de asociación o intercalares que se relacionen o el número en
que se estructuren en las vías de conducción, según el área de respuesta.
SISTEM A NERVIOSO CENTRAL O SOMÁTICO (SNC)
La mayoría de las actividades del SNC proceden de experiencias sensoriales de los órganos de los sentidos, visuales, auditivas, olfativas, gustatorias
o táctiles de la superficie del cuerpo. Estas experiencias sensoriales pueden producir una reacción inmediata o pueden ser almacenadas en la cor-
357
teza cerebral durante minutos, semanas o años (memoria), ayudando a regir las funciones corporales en fechas inmediatas o futuras. El SNC permite
las respuestas voluntarias e involuntarias (reflejas) de la vida de relación.
Para establecer dichas reacciones, el sistema nervioso central en los
vertebrados se divide en tres niveles de organización funcional: medular,
encefálico bajo y encefálico alto.
Nive l me dul ar . Presenta como base morfológica a la médula espinal que se
constituye en un órgano donde tienen lugar numerosos actos involuntarios
o inconscientes (papel reflejo), al tiempo que sirve de estructura intermediaria entre los centros nerviosos superiores y las partes subordinadas del tronco
y extremidades (papel conductor). Las señales sensoriales trasmitidas por
la raíces sensitivas de los nervios espinales o raquídeos penetran en cada
segmento de la médula espinal para permitir una doble posibilidad de respuesta por las raíces motoras de estos nervios, una propia del nivel (reflejos
incondicionados) y otra como resultado de la conducción ascendente (sensibilidad) hacia niveles superiores y de la respuesta de estos niveles
(involuntaria o voluntaria) de carácter descendente (motricidad). Estas señales pueden producir respuestas motoras localizadas en el segmento del
cuerpo, del cual se recibe la información sensorial o en segmentos vecinos.
Esencialmente todas las respuestas motoras que se producen a nivel de la
médula espinal son automáticas y ocurren casi instantáneamente en virtud
de la señal sensorial y a la intensidad del estímulo; este tipo de respuesta
específica se denomina refleja incondicionada, al ser trasmitida por la herencia, por lo que es propia de todos los individuos de la misma especie y es
constante.
Nive l e nce fá l i co ba j o. Se corresponde con la masa encefálica ubicada entre la articulación occipito-atlantoidea (bulbo) y los ganglios basales en la
base de los hemisferios cerebrales. Es el área nerviosa donde tiene asiento
la mayor parte de lo que denominamos actividad del subconciente, al comprender importantísimas zonas subcorticales como son bulbo, protuberancia, mesencéfalo, región diencefálica o talámica y ganglios basales que se
corresponden en continuidad, al tiempo que en este nivel se ubica, en contigüidad, una masa nerviosa de especial importancia en el control de la
actividad motora, el cerebelo. El control subconciente de la actividad
cardiovascular y la respiración se logra primeramente en la formación
reticular del bulbo y protuberancia, mientras que el control del equilibrio es
una función combinada de las porciones más viejas del cerebelo y la formación reticular del bulbo, protuberancia y mesencéfalo. Los movimientos coordinados para girar la cabeza, todo el cuerpo y los ojos, están controlados
por centros específicos localizados en el bulbo, el mesencéfalo, y los ganglios
358
basales bajos, mientras innumerables reflejos de la actividad digestiva como
masticación, insalivación y deglución dependen de conjuntos neuronales
(centros u núcleos nerviosos) situados en el bulbo, la protuberancia y el
mesencéfalo. Múltiples expresiones emocionales como miedo, terror, rabia, ira, placer, excitaciones sexuales y reacción al dolor, entre otras, pueden observarse en animales que carecen de corteza cerebral, ya que
presentan sus áreas nerviosas de control a nivel de la región diencefálica.
El nivel encefálico bajo desarrolla, por lo tanto, dos funciones, una refleja,
más compleja que la del nivel medular, al responder de forma involuntaria y
otra conductora, al permitir la relación entre estructuras propias del nivel o
permitir la doble conexión entre el nivel encefálico alto y el nivel medular.
Nivel e nce fá li co al to . Comprende, desde el punto de vista morfológico, a los
hemisferios cerebrales, es decir, al cerebro, por lo que presenta dos áreas
funcionales: el siste ma límbico o paleocórtex y la corteza cer ebral o
neocórtex. En los vertebrados inferiores el cerebro es únicamente un órgano de recepción de los estímulos trasmitidos por los receptores del órgano
olfatorio, por lo que la ablación del mismo en estas especies solo provoca
trastornos leves, a excepción de lo relativo al olfato. Los peces no manifiestan modificaciones perceptibles, en cuanto a su comportamiento, al reaccionar ante los estímulos, ven y comen con normalidad al igual que sucede en
las ranas que se desplazan espontáneamente poco después de efectuada
la operación y son capaces de capturar insectos, aunque con menos éxito
de lo normal. A medida que ascendemos en la escala zoológica los hemisferios cerebrales se desarrollan cada vez más y adquieren estructuras más
perfeccionadas, destinadas a ejecutar funciones superiores de coordinación e integración, así como de almacenamiento de la información. El volumen del cerebro, con el grado de perfeccionamiento de los vertebrados,
llega a superar al de las restantes porciones del encéfalo. La corteza cerebral representa un 80 % del peso total del encéfalo en el hombre y un 67 %
en el caballo, mientras que en el perro constituye el 69 % del peso total.
Debido a la transmisión de las sensaciones conscientes al cerebro, en los
mamíferos las porciones caudales del sistema nervioso central no son más
que centros reflejos y órganos de conducción, por lo que el cerebro asegura
la coordinación de los múltiples procesos, permitiendo la intervención consciente de la voluntad durante su realización y es asiento de las capacidades
de reconocimiento, el recuerdo o memoria, la capacidad de aprendizaje, la
proyección de los órganos de los sentidos y de los reflejos condicionados
que son los que necesitan de una experiencia de vida, por lo que no se
trasmiten por la herencia y son individuales.
Es interesante destacar la relación de la corteza cerebral con la musculatura del cuerpo, de manera que el hemisferio izquierdo controla la actividad
359
motora de la mitad derecha y viceversa, es decir, el control y por lo tanto la
información sensitiva, son de carácter contralateral en la mayoría de las
especies, no obstante existen excepciones en la proyección de las sensaciones procedentes de la cara, en algunas especies, como ocurre en el caso
de los pequeños rumiantes, cabras y ovejas, en que la proyección es de tipo
homolateral, sugiriéndose que esto puede estar relacionado con la representación contralateral de los ojos y con la importancia relativa del sentido
del olfato en la alimentación de la especie
NIVE L MEDULAR
La médula espinal, masa de tejido nervioso cilíndrica y alargada que ocupa
los dos tercios superiores del canal medular, se extiende desde el borde
superior del atlas hasta el borde superior de la segunda vértebra lumbar y
constituye la base morfológica del nivel medular. La médula se continúa
con el bulbo en su extremidad cefálica o anterior, mientras termina en la
región lumbar por un extremo cónico que recibe el nombre de comisura
medular, desde cuyo vértice se e xtiende un delicado fila mento fil um
terminalis que se encuentra en el primer segmento del coxis y se proyecta
como una cola de caballo sobre las vértebras coccígeas. La médula espinal
está recubierta por las tres membranas nerviosas: duramadre, aracnoide y
piamadr e. Entre la a racnoide y la piamadre se encuentra el espacio
subaracnoideo por donde fluye el líquido cefalorraquídeo.
La constitución de la médula espinal ubica a la sustancia blanca por fuera
y la sustancia gris por dentro. La sustancia blanca, formada exclusivamente
por axones o fibras nerviosas, cumple con el papel conductor de la médula
espinal, mientras la sustancia gris, que comprende los cuerpos o somas
neuronales, así como axones de conexión interna, desarrolla el papel reflejo.
La sustancia gris, ubicada en el centro de la médula espinal en forma de H,
presenta las astas anteriores o ventrales más anchas y cortas que las astas
posteriores o dorsales, que tampoco se acercan tanto a la superficie de la
médula como lo hacen estas últimas; rodeando la sustancia gris se encuentra la sustancia blanca. La sustancia gris que forma la barra transversal de
la H se denomina comisura, mientras que en los animales bípedos, como
primates y humanos, la que se halla delante del conducto ventral se denomina comisura anterior y la que se encuentra por detrás comisura posterior,
estas se corresponden con las comisuras ventral y dorsal, respectivamente, de los animales cuadrúpedos. El conducto central se denomina agujero
del epéndimo, rodeando este conducto central hay una red de células de la
neuroglia, las cuales conforman la sustancia gelatinosa central. (Fig. 8.6.).
360
F i gu r a 8.6. Organización de la médula espinal.
Las raíces dorsales o poste riores son sensitivas, recibiendo los impulsos
en di rección centrípeta , aferente, son la s raíces de recepción de lo s impulso s nerviosos originados a ni vel de lo s recepto res; las fibras que por
aquí penetran resultan de fusionarse las prolongaciones cilindroaxiles de
las células bipolares de los ga nglios r aquídeos, que, ingresando en la
médula, se ponen en relación mediante sus alborizaciones terminales con
neuronas espinales, intercalares o i nternunciales, más o menos alejadas
del punto de penetración. Los centros tróficos de tales fibras radican en el
cuerpo de las células ganglio nares y en consecuencia seccionando la raíz
dorsal de un nervio espinal, entre la médula y el ganglio se observará degeneración en el cabo espinal, conservando su integridad el cabo unido al
ganglio.
Las raíces anteriores o ventrales son motoras, conduciendo la excitación en
sentido centrífugo, eferente. Estas raíces están integradas por axones de
las grandes células radiculares del asta motora; su centro trófico se halla
situado en el cuerpo de estas astas de forma que, practicando un corte de
la raíz ventral de un nervio espinal, el cabo periférico degenera, permaneciendo intacto el unido a la médula. También descargan, por esta vía, impulsos eferentes vegetativos del simpático, cuyos axones forman las fibras
preganglionares que conforman los nervios ramicomunicantes blancos.
En la médula espinal se encuentran los cuerpos celulares de las neuronas
que inervan todos los músculos esqueléticos del segmento cuello-troncoextr emidades y los cuerpos celular es de todas la s fibras simpáticas
preganglionares. La conexión de los distintos segmentos medulares con los
361
diferentes músculos esqueléticos está determinada por la metamería de la
inervación radicular, o sea, cada par de raíces medulares inervan una determinada porción de la piel (de rmatomo ) y determinados músculos
esqueléticos vecinos de esta (miotomo). El segmento del cuerpo inervado
por un nervio espinal se llama metameria. Las fibras aferentes de todos los
receptores cutáneos y de los músculos esqueléticos, con excepción de los
de la cabeza, de los receptores situados en los vasos, tejidos y órganos
internos, llegan también a la médula espinal.
La demostración práctica de la organización y funcionamiento de la actividad del nivel medular es la Ley de Bell y Magendie. Como se planteó con
anterioridad, las raíces posteriores o dorsales son sensitivas con soma extramedular, mi entras las anteriores o ventr ales so n motor as con soma
intramedular, hecho demostrado por Bell en el año 1811 y Magendie en
1822. En efecto, la sección de las raíces ventrales de los nervios espinales
provoca parálisis y la sección de las raíces dorsales provoca anestesia. En
suma, todos los impulsos eferentes que parten de la periferia, aun los
viscerales, ingresan en la médula por las raíces dorsales, mientras que todas las raíces motoras que se dirigen a la periferia para dar respuestas a
los estímulos llegados del exterior, salen por las raíces ventrales o anteriores. Seccionando en un animal la raíz ventral del nervio espinal de un lado
y la dorsal del otro lado, cosa que es fácil de realizar en la rana, y excitando
después la extremidad privada de inervación motora se verá que esta no
hará movimiento alguno, como si no percibiera dolor, pero como conserva
la sensibilidad, los impulsos originados por la excitación se reflejan en la
extremidad opuesta, que reacciona con movimientos defensivos flexores
repetidos o sostenidos, lo que demuestra la integridad de la vía sensitiva,
pero la pérdida de la integridad de la vía motora. Al estimular la pata que se
le seccionó no se obtiene respuesta de ningún tipo, ya que está interrumpida la vía sensitiva.
Existen, sin embargo, algunas objeciones a la Ley de Bell y Magendie. Se
conoce la existencia de unas fibras que salen por la raíz dorsal, dotadas de
un e fecto mo to r vasoconstri ctor, e s de ci r, que co nduce n efecto s
anti drómicos, por lo que se transmiten en dirección contraria a lo normal,
esta vía o pera en la respuesta vasoconstrictor a local ante la he morragia.
Esta objeción fue aclar ada por Cajal, al plantear que cabe la posibi lidad
de que las fi bras motoras sal gan, como una anomalía, por las raíces dorsales, pero que son filetes que se originan en el asta ventral y dan una
vuelta para discurrir por dicha raíz, tratándose de una excepción anatómica
sin ninguna importancia. (Ver Fig. 8.7.).
362
F i gu r a 8.7. Ley de Bell y Magendie.
La sustancia blanca, ubicada en la parte externa de la médula espinal, se
encuentra dividida en cordones, fascículos o nervios por diversos surcos
longitudinales; en su composición se describen los cordones dorsales, laterales y ventrales responsables de cumplimentar la función conductora de la
médula espinal.
Por lo antes expuesto, todos los reflejos motores del cuello hacia atrás, la
mayoría de los reflejos cardiovasculares, los reflejos del sistema urogenital
y del recto, los reflejos que permiten la termorregulación, así como los reflejos que regulan el metabolismo tisular de la mayoría de los tejidos se realizan con la participación de la médula espinal. En condiciones normales, la
médula espinal funciona en coordinación con las partes superiores del SNC
de modo tal que, para poder apreciar la actividad de la médula espinal, solo
existe un medio, la separación de esta de los centros superiores. Dicho
método es el estudio de la actividad refleja de la médula espinal, por sección transversal de la misma, de forma tal que la médula quede aislada del
encéfalo y así todos los receptores y efectores, cuyas fibras nerviosas penetran
o salen de la médula por debajo del nivel de dicha sección, no pueden participar en la realización de actos reflejos complejos que dependan de la
actividad de los niveles encefálicos. Si la sección se realiza por debajo del
bulbo raquídeo, las neuronas motoras de los músculos respiratorios resultan separadas de los centros superiores respiratorios. Un animal en estas
363
condiciones solo puede sobrevivir un tiempo no muy prolongado, gracias a
la respiración asistida o artificial.
Si la sección de la médula se realiza a nivel de los segmentos cervicales VI
y VII, la respiración se conserva debido a que los movimientos respiratorios
del diafragma persisten, pero la musculatura de todas las extremidades y del
tronco solo se contrae en respuesta a la estimulación de los receptores de las
partes del cuerpo que se encuentran por debajo del nivel de sección. No se
observa ninguna reacción de los músculos y órganos inervados por neuronas
medulares separadas del encéfalo en respuesta a estímulos de los receptores, cuyas fibras aferentes penetran en el sistema nervioso central por
encima del sitio de sección (animal espinal), por lo que no se diferencia
mucho de otro cuya médula ha sido estirpada. Sin embargo, es fácil convencerse de las importantes diferencias que existen entre el animal espinal
y el animal cuya médula ha sido respetada; estas diferencias consisten en
que el animal espinal solo responde en forma regular a distintos estímulos
de los diversos receptores de las partes del cuerpo situadas por debajo de
la sección de la médula, reflejos meduloespinales o espinales, con un arco
reflejo que cierra dentro de los límites de la médula, por debajo del sitio de
sección.
Debido a esto, los reflejos espinales solo pueden ser provocados por la
estimulación de los receptores cuyas fibras aferentes penetren en la médula por debajo del sitio de sección; la respuesta a estos estímulos solo puede
ser realizada por los efectores de las fibras eferentes o centrífugas que
salen de la médula, por debajo del sitio de sección. Se puede incluso conservar un segmento de la médula, por ejemplo el III lumbar, estirpando todos los que están situados por delante y por detrás; en este caso solo se
obtendrán respuestas de las raíces aferentes que penetren en la médula
en la porción respetada.
Los reflejos del animal espinal son coordinados. La estimulación de cada
grupo de receptores, solo provoca respuestas reflejas características. Así
por ejemplo, la estimulación de los receptores de la piel de la pata al ser
estimulada por un pellizco, provoca la flexión de la pata estimulada para
alejarla del área de estimulación y la extensión de la otra. Una estimulación
táctil de la piel de la espalda, provoca en el perro espinal un reflejo de rascado, mientras que la estimulación de los receptores de la vejiga urinaria
provocara el reflejo de la micción.
La médula espinal desarrolla dos importantes funciones fisiológicas: conducción (sustancia blanca) y refleja (sustancia gris).
364
El p ap e l co nducto r basado en el sistema conductor de la médula espinal,
está formado por las vías de conducción ascendente (sensitivas) y descentes
(motoras). Estas vías están formadas por haces de fibras nerviosas que
conducen impulsos medulares hacia y desde los niveles encefálicos; los
sensitivos provenientes de los receptores, hacia arriba, y los motores provenientes de los niveles encefálicos hacia abajo.
Las fibras de las vías ascendentes son axones de células ganglionares
espinales o células de las astas de la sustancia gris de la médula. Las vías de
conducción son haces de fibras que forman la sustancia blanca de las columnas de la médula. Se denomina columnas inferiores a la masa de sustancia
blanca ubicada entre la cisura central anterior y las raíces ventrales, columnas laterales a la ubicada entre las astas dorsales y ventrales y columnas
posteriores a la que está situada entre las astas dorsales.
Las vías ascendentes o sensitivas más importantes son:
Los haces de Gol l y B ur da ch (fascícul os gr aci le s y cuneatus), formados
por la enorme masa de fibras provenientes de los receptores cutáneos que
ingresan a la parte medial de las raíces dorsales de la médula. En conjunto,
estos haces conforman las columnas dorsales de la médula espinal. Los
haces de Goll y Burdach, son prolongaciones de las células de los ganglios
espinales, que ascienden hasta el bulbo raquídeo, donde hacen sinapsis a
nivel de los núcleos de igual nombre, en los cuales se hallan las segundas
neuronas de esta vía; los axones de estas neuronas se decusan, fragmentando las astas dorsales a este nivel, ascendiendo por el tallo cerebral formando el lemnisco medio (Cintas de Reil), para establecer sinapsis a nivel
de núcleos talámicos y finalmente proyectarse hacia la región sensorial de
la corteza, áreas somestésicas I y II. Por los haces de Goll y Burdach, discurre
la sensibilidad del tacto fino, la sensibilidad vibratoria, sensaciones de escozor, cosquilleo y comezón, además sensaciones delicadas de carácter
voluptuoso o sexual.
El tr a cto e spino ta l á mi co , constituido por las vías lateral y ventral. El fascículo espinotalámico lateral se origina en pequeñas células del asta dorsal
de donde sus axones, entrecruzándose con los del lado contrario, se ubican
en la columna contralateral, por dentro de las haces espinocerebelosas (principalmente del ventral), mientras que el espinotalámico ventral, que se origina en las células del asta dorsal, entrecruzan sus fibras también a nivel
de la médula para discurrir por la columna ventral contralateral. Ambos fascículos espinotalámicos cuyas fibras aferentes ganglionares provienen de
los receptores del dolor o de la temperatura penetran en la sustancia gris por
las astas dorsales y terminan en las pequeñas células ubicadas en el mis-
365
mo segmento, en su ascenso establecen sinapsis en núcleos talámicos de
donde se proyectan hacia las áreas somestésicas I y II de la corteza cerebral. Por esta vía nerviosa discurre sensibilidad táctil grosera, del tacto propiamente dicho, térmica y dolorosa, así como sensaciones voluptuosas.
El tra cto e spi no ce r e be l o so conformado por los haces dorsal y ventral. El
haz de Fleching o tracto espinocerebeloso dorsal, situado en la parte externa de la columna lateral, está constituido por axones de células del mismo
lado de la médula, pero también parcialmente del otro lado; estas neuronas
están ubicadas en la sustancia gris, cerca de la base del asta dorsal, formando la denominada columna de Clarke. Las fibras del haz espinocerebeloso dorsal terminan en las células de la corteza cerebelosa del lado
contrario conduciendo impulsos de los receptores musculares, mientras que
el haz de Gowers o tracto espinocerebeloso ventral discurre por la parte
ventroexterna de la columna lateral, debajo del haz de Fleching; sus fibras
son axones de células del asta posterior y se proyectan también hacia la
corteza cerebelosa del lado contrario. La vía espinocerebelosa conduce
impulsos provenientes de los receptores especializados musculares (husos
musculares y órganos tendinosos de Golgi) como vía inconsciente que permite el papel del cerebelo en la metricidad o exactitud de los movimientos
voluntarios e involuntarios y del equilibrio. (Ver Fig. 8.8.).
F i gu r a 8.8. Papel conductorde lamédula espinal.
366
Del estudio de las vías de conducción ascendentes de la médula, se deduce que en ningún caso, las fibras que provienen de los cuerpos celulares
ubicados en los ganglios espinales, alcanzan directamente la corteza cerebral. De esta manera los impulsos provenientes de los receptores, atraviesan necesariamente un mínimo de dos neuronas antes de alcanzar los centros
superiores (cerebro y cerebelo). La sensibilidad trasmitida por los fascículos de la médula espinal (cuello, tronco y extremidades) y las vías sensitivas
de los nervios craneales (cabeza), presenta diferentes matices, por lo que
puede ser clasificada de diferentes formas. La clasificación utilizada tradicionalmente es la planteada por Head y comprende cuatro tipos: epicrítica,
protopática, profunda inconsciente y visceral.
a) Ep icr í tica , que comprende la percepción de los contactos finos, el sentido de la discriminación táctil, la percepción de los grados débiles o medios de la temperatura y la capacidad de localización de las sensaciones
dolorosas y térmicas, también hay que considerar a las sensaciones
cinestésicas de las articulaciones, tendones, músculos, periósteo y dermis de la piel, informativas de nociones de posiciones, actitudes, movimientos activos y pasivos, el reconocimiento de los objetos (estereognosia),
etcétera. Esta modalidad discurre primariamente por los fascículos de
Goll y Burdcah.
b) Pro to pá ti ca , en la que figuran las sensaciones dolorosas, las apreciaciones groseras térmicas, así como las táctiles de un solo contacto, procedentes en su totalidad de extrarreceptores. La vía primaria se corresponde
con los fascículos espinotalámicos.
c) Pr ofunda i nco nsci e nte , originadas por estímulos que proceden de las
estructuras pro fundas (dispositivo s propioceptores de los músculos,
tendones, superficies arti culares, e tc.), concernientes al tono muscular, equilibrio y coordinación; discurre básicamente por los fascículos
espinocerebelosos.
d) I nte r na o visce ra l , cuyas impresiones son recogidas en las superficies
viscerales por fibras vegetativas simpáticas (intrarreceptores) y por los
fascículos de Goll y Burdach.
Las vías ascendentes o motoras más importantes comprenden dos tipos generales de inervación: voluntaria e involuntaria. La actividad motora voluntaria (motricidad voluntaria) es desarrollada por la vía piramidal.
La ví a pi ra mi da l , está situada en la médula espinal, sus fibras reciben el
nombre de fascículo corticoespinal, se originan en la zona motora de la corteza cerebral, en las células piramidales o células de Betz, sus axones se
proyectan por la porción inferior del nivel encefálico bajo para, a nivel del
bulbo, el 80 % de sus fibras pasar al lado opuesto (decusación de las pirámi-
367
des), formando el tracto córticoespinal o haz piramidal cruzado. Una parte
menor de los axones (20 %) de las células de Betz forman el haz piramidal
directo, cuyas fibras forman un haz estrecho ubicado en la columna ventral
de la médula espinal, no obstante, también estas fibras pasan al lado opuesto a nivel del segmento medular, con el cual establecerán sinapsis en las
astas ventrales. De esta manera, las células de la zona motora de la corteza cerebral solo están conectadas con las astas ventrales del lado opuesto
de la médula espinal de donde salen a su vez las fibras motoras de los
nervios espinales para los músculos esqueléticos.
La vía piramidal está formada por tres fascículos: cor ti co po nto para la información al cerebelo del movimientovoluntario que se quiere hacer, co rticobul bo
para, mediante las raíces motoras de los nervios espinales, desarrollar los
movimientos voluntarios de la cara y co r ti co e spi na l que trasmite la
motricidad voluntaria a los músculos del cuello, tronco y extremidades. El
fascículo corticoespinal en su origen presenta gran desarrollo en humano,
primates y carnívoros, donde alcanza las extremidades anteriores y posteriores, mientras que en el caballo la mayoría de las fibras inervan las extremidades anteriores, de ahí la alta, diversa y compleja movilidad que desarrollan
con estas y la movilidad limitada de las extremidades posteriores.
La motricidad involuntaria comprende un conjunto de fascículos que se originan en el nivel encefálico bajo como son: el fascículo rubr oe spi nal , que
se origina en el núcleo rojo de la calota peduncular; tan pronto emergen sus
fibras de las neuronas de origen, se entrecruzan (Decusación de Forel) para
llegar a la médula espinal donde van terminando en cada segmento a nivel
de las astas ventrales, y establecer sinapsis con las motoneuronas de los
nervios espinales. Presenta gran desarrollo en los animales, el fa scí cul o
te cto e spi na l , originado en las neuronas constitutivas de los tubérculos
cuadrigéminos anteriores y posteriores y que al igual que el anterior, tan
pronto emergen sus fibras se entrecruzan con las del lado opuesto (Decusación de Maynart) para ir terminando en las astas ventrales de la médula
espinal. Trasmite la motricidad refleja relacionada con los reflejos defensivos viso y audioespinales, el fa scículo ve stí buloe spi na l (Fascículo de Deiters
o Deiteroespinal) con origen en los núcleos de Deiters del bulbo raquídeo;
las neuronas que lo integran reciben fibras procedentes del órgano vestibular
de tipo homo y heterolaterales, es decir, algunas siguen el trayecto del mismo lado donde se originaron y otras se entrecruzan con las del lado opuesto para terminar en las astas ventrales de la médula. Transmite señales
relacionadas con los movimientos reflejos que tienen que ver con la corrección del equilibrio, tanto estático como dinámico. Existen otros fascículos
tales como el o l ivo e sp ina l o fascículo de Helwe que tiene su origen en los
368
núcleos de la oliva cerebelosa y se relaciona con movimientos reflejos y además el fascículo r etículo esp inal originado en áreas motoras de la formación
reticular relacionadas con el control de actividades cardiorespiratorias.
El automatismo medular permite la respuesta ante estímulos del medio sin
necesidad de la participación de los centros superiores; este tipo de respuesta involuntaria se conoce como papel reflejo de la médula espinal y se
clasifica en reflejos de la vida de relación y de la vida vegetativa. (Fig. 8.9.).
F i gu r a 8.9. Papel reflejo de la médula espinal.
Los reflejos de la vida de relación se clasifican en directos, originados en
los receptores especializados huso muscular y órgano tendino de Golgi, indirectos a partir de estímulos de receptores cutáneos, de postura o locomoción, relacionados con la aptitud, el equilibrio y el desplazamiento del cuerpo
y espasmos o contracciones musculares relativas a estímulos algiógenos
de diferentes causas.
Como reflejos directos están los reflejos miotático, rotuliano y tendinoso de
Golgi entre otros. Todos los reflejos necesitan un receptor, un medio para la
transmisión del estímulo transformado en impulso nervioso y un órgano
efector. El reflejo miotático utiliza un número mínimo de neuronas, es decir,
una sola neurona sensitiva y una sola neurona motora; el reflejo miotático
se inicia por la distensión del receptor del huso muscular (receptor prima-
369
rio) y hace que el músculo estirado se contraiga. El reflejo rotuliano es un
tipo de reflejo miotático importante utilizado en clínica para conocer la integridad funcional de los reflejos de tracción. Se establece al percutir sobre el
tendón rotuliano con un martillo de reflejos. Ello estira el tendón del cuadricep
e inicia un reflejo de extensión que hace que la pierna se extienda violentamente por contracción muscular de seguimiento al tendón distendido. Estos reflejos de extensión, pueden obtenerse en casi todos los músculos de
la economía siempre que se percuta el tendón del músculo en cuestión. Se
puede plantear que la brusca tracción de los husos musculares es lo que se
necesita para desencadenar el reflejo de tracción. El reflejo en cuestión se
utiliza para conocer el grado de facilitación de los centros medulares. Por
ejemplo, cuando se transmiten un gran número de impulsos fascilitantes
del SNC a la médula espinal, este reflejo está muy aumentado o al contrario, cuando disminuye el número de impulsos fascilitadores de los centros
superiores a la médula este disminuye.
El r efle jo tendi noso de Gol gi se origina en el órgano tendinoso de Golgi que
como ya conocemos, es un receptor situado en el punto de inserción de las
fibras musculares con los tendones; estos receptores se insertan por 10-15 fibras musculares, a los cuales llega una fibra nerviosa. La base fisiológica
del mismo la constituye la estimulación de los receptores por la tensión que
se produce sobre el tendón ante una contracción muscular, por lo que podemos afirmar que se encarga de determinar la tensión a que está sometido el tendón por la contracción muscular; estos receptores responden con
un aumento de descarga, después que el músculo se contrae. Al estimularse los receptores, las señales del órgano tendinoso pasarán a la médula
espinal, donde producen reflejos que afectan a todo el músculo implicado
en la acción. Este reflejo es completamente inhibitorio, contrario al reflejo
que estimula el huso muscular, por lo que la estimulación de estos receptores excitan neuronas intercalares inhibitorias medulares, que a su vez inhiben
a las motoneuronas del asta ventral que inervan al músculo en cuestión,
produciendo su relajación. Es un reflejo protector o defensivo que entra en
acción ante una tracción brusca o enérgica del músculo, por lo que al relajarlo impide el desgarro de fibras musculares en su unión con el tendón.
Los reflejos indirectos se relacionan con reacciones nerviosas a partir de
estímulos aplicados en la piel como respuesta defensiva a diversas causas.
Entre estos se describen: el r efl e jo de l a cr uz que se observa con facilidad
en el caballo, en el cual cuando se estimula la región de la espalda, el animal produce sacudidas enérgicas de la piel como respuesta ante la presencia de insectos, el re fl ej o de r a sca do , bien desarrollado por el perro cuando
se estimula la zona dorsal y lateroventral abdominal, respondiendo el animal
370
con movimientos de la extremidad correspondiente con el objetivo de quitarse el estímulo, ya que aunque el mismo le sea placentero, la respuesta
nerviosa está diseñada para eliminar ectoparásitos, el r efle jo e scr otal , bien
observable en machos de testículos pendulados, como respuesta termorreguladora, por lo que estos se retraen en el invierno y se relajan en el verano,
el r efle jo cre masté ri co , producido con facilidad en el caballo al estimularse
la piel a nivel del cóndilo interno del fémur que determina retracción testicular,
el r e fle j o ma mar i o bien manifiesto en la hembra bovina como respuesta
ante la estimulación de la cara posterior de la ubre, respondiendo el animal
con movimientos de aproximación de las extremidades posteriores hacia
las anteriores, reduciendo la base de sustentación, por lo que las aleja del
punto de excitación, el r efl e jo p la ntar bien definido en el perro cuando hacemos presión sobre una almohadilla plantar que produce flexión de los
dedos como si pretendiera atrapar al estímulo, el r e fl e j o a na l como respuesta de todos los mamíferos ante la inserción de un objeto de cualquier
índole por el ano que decide la contracción enérgica de la musculatura
esquelética perianal que se desempeña como esfínter externo fisiológico
del ano.
Entre los reflejos de postura y locomoción está el r efl e jo fle x o r que aunque
se produce, generalmente, como un reflejo de defensa ya que el mismo
permite alejar la extremidad del punto de agresión, se constituye en un
reflejo de postura y locomoción por su desarrollo en el accionar ambulatorio
o de desplazamiento del cuerpo animal; se puede observar fácilmente en el
animal espinal al estimular los receptores cutáneos. Este reflejo presenta
características específicas como un arco reflejo multineuronal que decide
un tiempo de reflejo largo al igual que un estímulo débil, pero que alcance el
umbral de excitación en el nervio aferente, provoca la contracción del músculo
flexor en forma parecida a la que se lograría por excitación directa del mismo nervio motor. Si el estímulo es intenso el músculo reacciona con un
tétano breve y el miograma revela que ha habido una corriente de reacción
postdescarga, que persiste aun después de cortar las fibras sensitivas del
músculo en cuestión, es decir, que incluso después de desaparecida la
estimulación prosigue la descarga de las motoneuronas sobre el músculo,
fenómeno que se interpreta por el paso de impulsos en circuitos de unas a
otras células; la respuesta flexora guarda relación en intensidad y duración
con la intensidad del estímulo aferente, en función con el número de
motoneuronas que participan y, por ende, de fibras musculares; si a la vía
aferente se le aplican dos estímulos menores que el fisiológico, el segundo
estímulo va seguido de un efecto motor, tratándose posiblemente de una
sumación temporal o espacial.
371
El mecanismo neuronal del reflejo flexor se muestra al colocar el animal la
pata en un lugar donde le produzca un estímulo doloroso, este estímulo,
captado por los receptores, y conducido por la vía aferente llega a las
neuronas intercalares y después por las motoneuronas se proyecta hacia
los órganos efectores, lo que provoca un acortamiento de los músculos
flexores que automáticamente sitúan la extremidad en flexión. El desarrollo
de este reflejo establece circuitos nerviosos complejos formados por circuitos divergentes para difundir el reflejo hacia los músculos para la retracci ón, circuito s pa ra i nhi bir los músculos antago nistas de la misma
extremidad, lo que facilita la flexión y circuitos estimulantes de la musculatura antagónica de la extremidad contraria, musculatura extensora, que
poseen el efecto de sostén del cuerpo.
Cuando una extremidad realiza un movimiento de flexión, en este acto se
habrán contraído los flexores y relajado los extensores, en virtud de los circuitos de inervación recíproca; pero si la relajación de los antagonistas tiene lugar desde el primer momento y de modo súbito, la contracción de los
flexores no encontraría resistencia alguna y el movimiento será brusco, rápido, inmediato, faltándole la presición y finura necesaria. Ahora bien, al
comenzar la distensión de los extensores puede producirse en ellos una
reacción de acortamiento, con lo cual el movimiento de flexión encuentra
cierta resistencia, haciéndose con alguna lentitud; persistiendo la acción
de los músculos protagonistas, aumenta la distensión de los antagonistas,
siguiendo la reacción de alargamiento que permite la continuación de dicho
movimiento de flexión, ya que sin la relajación de los extensores no podría
efectuarse. Como es de suponer ambas reacciones tienen gran importancia en la coordinación motora y, por lo tanto en la locomoción.
Al referirnos en tópicos anteriores, exactamente, cuando hacíamos alusión
al reflejo flexor y extensor, tratamos sobre un elemento de importancia primordial para la locomoción. El r efle j o e xtensor cr uz a do es un mecanismo
mediante el cual se produce acción sobre los músculos agonistas y antagonistas. Este reflejo se produce gracias a circuitos intercalares inhibitorios,
los cuales actúan sobre los músculos de las extremidades opuestas, ejerciendo una acción contraria, es decir, cuando se produce la distensión de
un músculo en una extremidad, gracias al mecanismo de inervación recíproca, se produce la inhibición de distensión sobre los músculos de la otra
extremidad. Esto permite que la locomoción se efectué con ritmicidad.
El re flej o de po stur a o reacció n po siti va de sosté n se demuestra al realizar
una presión sobre la planta de una extremidad de un animal descerebrado
que como respuesta hace que la extremidad se extienda en proporción de
intensidad contra la presión aplicada. Este reflejo es de tal magnitud que
372
un animal descerebrado, de ser puesto en posición erguida, la presión de
sus cuatro extemidades sobre la superficie genera una respuesta de sostén que es capaz, por vía refleja, de producir envaramiento suficiente como
para soportar su peso y mantenerlo erguido e inmóvil. Este reflejo recibe el
nombre de “reacción positiva de sostén” siendo un reflejo que se ejecuta
por un mecanismo neuronal a nivel de la médula, semejante al que se produce en el reflejo flexor o extensor cruzado.
Si la presión se aplica a un lado de la pata esta se mueve en la misma
dirección de la presión, si dicha presión se desplaza hacia adelante, la pata lo
hace hacia la misma dirección o si es hacia atrás, la pata se desplazará
hacia atrás. Es decir, la pata se halla constantemente relacionada con la
presión que, según el principio de acción-reacción, se le esté aplicando.
Esta es la reacción magnética que ayuda al animal a mantener el equilibrio,
puesto que si el animal tiende a caerse hacia un lado, este lado de la pata
será estimulado por la presión ejercida sobre ella y la extremidad automáticamente se extenderá con mayor inte nsidad ha cia el lado de la caída,
evitando esto.
Los e sp a smo s o cal a mbr es se producen como actividad refleja de la médula espinal relacionada con diferentes estímulos locales de carácter irritable, ya
sean por ruptura de condiciones homeostáticas como el calambre muscular,
debido a alteraciones metabólicas y térmicas en un músculo o contracciones espásticas o sostenidas de la musculatura abdominal ante cuadros de
apendicitis o peritonitis (abdomen en lata).
Los r efle j os de l a vida vegeta ti va se corresponden con acciones subconscientes de carácter regulador de funciones del cuerpo animal, como el control reflejo de la actividad cardiovascular y respiratoria, el reflejo antidrómico
vascular vasoconstrictor local en la hemorragia, los reflejos espinales de la
micción y la defecación controlados al nivel sacro (S2 -S4 ), los r eflejos
reproductivos de erección y eyaculación, así como otras múltiples acciones
reflejas relacionadas con los sistemas simpático y parasimpático, ya que es
a nivel de las astas laterales de la médula espinal donde se origina el primero (T1 -L3 ) y a nivel sacro se localiza el más importante nervio parasimpático
espinal, el nervio pélvico.
NIVEL ENCEFÁLICO BAJO (NEB)
Se corresponde con un nivel funcionalmente más complejo que el nivel
medular. La base morfológica está constituida, en orden de continuidad
ascendente, por bulbo, protuberancia, mesencéfalo, región diencefálica y
ganglios basales. Contigua a estas estructuras se localiza una masa de
373
tejido nervioso, el cerebelo, que se une al resto del sistema mediante los
pedúnculos cerebelosos. El NEB, al igual que el nivel medular, desarrolla
dos funciones: refleja y conductora, por lo que se constituye en un punto
básico para la actividad de control subconsciente. (Ver Fig. 8.10.).
F i gu r a 8.10. Estructuras componentesdel NEB.
El bul bo , médul a oblo nga o ta ll o ce re br al es una formación nerviosa más
compleja que la médula espinal. Reúne un gran número de circuitos, centros
o núcleos neuronales que controlan respiración, función cardíaca, función
vascular, función gastrointestinal, movimientos oculares, sostén del cuerpo
contra la gravedad y muchos movimientos esteriotipados del cuerpo.
El mecanismo de la actividad refleja del bulbo no se diferencia en principio
de la actividad refleja de la médula espinal, pero la importancia de la actividad del tronco cerebral es mucho más importante. Al bulbo llegan fibras
aferentes de los receptores de la piel del rostro, conjuntiva ocular, cavidad
bucal y nasal, de los órganos de la audición y del laberinto, de la laringe,
tráquea, pulmones, corazón, senos carotideos y aórticos, estómago, hígado,
páncreas e intestino delgado, por lo que se constituye en un área receptora
374
de primer nivel en donde se integran y coordinan, en sus centros nerviosos,
la secuencia de eventos fisiológicos de alto valor para el mantenimiento de
la vida; del bulbo salen fibras eferentes, axones neuronales, hacia los órganos efectores cuyos impulsos permiten:
 Regulación de la respiración por la presencia de las áreas inspiradora y






espiradora del centro respiratorio.
Regulación de la actividad cardíaca y vascular, por la presencia del centro cardiovasomotor.
Reflejos defensivos oculares (parpadeo y lagrimeo), respiratorios (estornudo y tos) y digestivos (eructación y vómito o émesis).
Movimientos de la musculatura facial, lengua y faringe (mímica emocional, comunicación fonética y actividades motoras diversas).
Actividad digestiva motora (prensión, masticación, deglución, motilidad
gastrointestinal hasta colon proximal) y secretora (insalivación, jugo gástrico, jugo pancreático y bilis).
Intervención en el equilibrio y tono muscular por la presencia de los núcleos de Deiters o vestibulares, que reciben fibras aferentes de los receptores estibulares del aparato vestibular del oído interno y en estos núcleos
se origina el fascículo vestíbuloespinal corrector de la posición del cuerpo
en relación con la cabeza para el mantenimiento del equilibrio.
Es un área de recambio en la transmisión de los impulsos nerviosos de
los órganos de los sentidos de la audición (núcleos cocleares), el gusto
(núcleos solitarios) y el tacto (núcleos de Goll y Burdach).
El bulbo, por lo tanto, se constituye en un área vital para la vida por la presencia de los centros cardiorespiratorios y puede desarrollar una importante actividad en el control de los procesos digestivos, debido a que aquí se
localizan los núcleos de origen del X par craneal o nervio vago, el nervio
parasimpático más importante de la economía animal.
La p ro tube r a nci a o pue nte es una estructura nerviosa que participa en el
control de la actividad respiratoria por la presencia de las áreas neumotáxica
(protuberancia alta) y apneústica (protuberancia baja), por lo que es también un área vital para la vida, además aquí se originan diversos pares nerviosos craneales que participan en el control motor de la musculatura de la
cara y mediante los núcleos pontianos interviene en las vías de control y
desarrollo de los movimientos voluntarios e involuntarios de la musculatura
esquelética y del equilibrio, en especial por su estrecha relación funcional
con el cerebelo.
El mesencéfalo o cerebro medio es una formación encefálica situada entre
la protuberancia anular o puente de Varolio y la región diencefálica, debajo
375
del cuerpo calloso. Desde el punto de vista fisiológico, dos estructuras en
forma de media luna, la sustancia negra o Locus Niger, lo divide en dos
partes, el cuerpo o calota que desarrolla función refleja y conductora y los
pies, con función conductora; los pies también se conocen como pedúnculos
cerebrales.
El papel reflejo de l a cal ota queda demo stra do al par ticipar eminentemente e n el control y desarrol lo de la acti vida d motora consciente e
invo luntari a, ya que aquí se ubi can los núcleos rojos, donde se originan
los fascículos rubroespinales, uno para cada lado, al igual que cua lquier
fascículo ne rvio so, constituyé ndose en un centr o fundame ntal para el
control de la metri cidad o exactitud del mo vimiento vol untario e involuntar io y del equi libri o, l os núcleos de orige n de l III par craneal o motor
ocula r común que par ticipa en el contro l vol unta rio e invo luntario del
movimi ento de los ojos y los tubérculos cuadrigéminos, grupos cel ulares
que forman do s par es de centros, los anterio res (TCA o nate s) y los p oster iore s (TCP o teste s) que ti enen gran impo rtancia e n la coordinación
de refle jos defensivos visuales (TCA) y auditivos (TCP) que permiten la
rota ción de los ojos y la cabeza en direcci ón a la fuente de estímulo, por
lo que la ex tirpaci ón de estos tubérculos cuadrigéminos altera estos movimientos reflejos. (Ver Fig. 8.11.).
F igur a 8.11. Mesencéfalo.
376
Los tubérculos cuadrigéminos anteriores o superiores son indispensables
para la realización de los reflejos con punto de partida en la retina (reflejos
visuoespinales), mientras los tubérculos cuadrigéminos posteriores o inferiores son indispensables para los reflejos con punto de partida en el órgano de Corti del caracol (reflejos audioespinales). Por otra parte los tubérculos
cuadrigéminos anteriores son los responsables del llamado reflejo pupilar,
consensual o de adaptación de la pupila a la intensidad luminosa. Esto es,
cuando exponemos el ojo a una luz intensa, la pupila, cual diafragma de
una cámara fotográfica, disminuye su diámetro (miosis), reduciendo la intensidad lumínica que llega a la retina; por el contrario en la luz crepuscular
o aun en la nocturna, la pupila aumenta su diámetro (midriasis) de tal modo
que incrementa el nivel de penetración de estímulos lumínicos a la retina.
El papel conductor de la calota comprende los paquetes axónicos, nervios o
fascículos, que transitan por el área, comunicando estructuras inferiores
con superiores y viceversa y los propios del área; los pies o pedúnculos
cerebrales ejecutan solo la función conductora, ya que por aquí transitan
los fascículos responsables del control del movimiento voluntario, originados en la corteza cerebral, en su camino hasta las neuronas de relevo para
su conexión con la musculatura esquelética efectora. Los fascículos motores voluntarios comprenden la vía piramidal, constituida por los fascículos
córticoponto, informadora al cerebelo del movimiento que se está efectuando, córticobulbo, para la ejecución del movimiento voluntario de la musculatura de la cara, boca y farínge y córticoespinal, el de mayor cantidad de
fibra, al ser el responsable del desarrollo de los movimientos voluntarios de la
musculatura del cuello, tronco y extremidades.
La región diencefálica está constituida por tálamo, epitálamo, metatálamos
e hipotálamo. El tál a mo es un área de extraordinaria importancia en el sistema sensorial consciente, por cuanto se constituye en el discriminador de
la información banal, secundaria, sin importancia, que permite, con su bloqueo a este nivel la capacidad de atención a la corteza cerebral. Se plantea
que el tálamo bloquea hasta un 99 % de informaciones sensitivas no necesarias por sus vías tálamo-corticales. Además núcleos talámicos se constituyen en centros de recambio en la trasmisión de impulsos nerviosos de los
sentidos del tacto y el gusto hacia la corteza.
Los me ta tál a mo s son conjuntos neuronales, ubicados a ambos lados del
tálamo, que presentan como aspectos más significativos la presencia de
estructuras nerviosas, los cuerpos geniculados, que son centros de recambio en la trasmisión de los impulsos nerviosos hacia la corteza de los sentidos de la vista (cuerpos geniculados laterales) y la audución (cuerpos
geniculados mediales). (Ver Fig. 8.12.).
377
F igur a 8.12. Región talámica.
La glándula pineal o epífisis, es una estructura pequeña localizada en el
e p itá l amo , específicamente entre los dos hemisferios cerebrales. En su origen la glándula pineal surge del techo del tercer ventrículo, bajo la parte
posterior del cuerpo calloso y está conectada con las comisuras posterior y
habenular. Presente en todos los mamíferos y aves se caracteriza por su
función fotorreceptora directa en los peces y anfibios, ya que en algunos
reptiles posee una actividad reducida e inclusive los cocodrilos carecen de
esta glándula. En su constitución histológica la glándula pineal está formada por los pinealocitos o células neuroepiteliales con actividad fisiológica
funcional de carácter secretor y por células de la glia nerviosa. La melatonina,
una indolamina derivada de la serotonina a partir del triptófano, es la hormona secretada principalmente por la glándula pineal con importante actividad en la reproducción de los mamíferos; se secreta en respuesta a la
longitud del fotoperíodo circadiano (24 horas). En los mamíferos la síntesis
y liberación rítmica de melatonina obedece a un sistema circadiano que
incluye la retina, los núcleos supraquiasmáticos hipotalámicos, el sistema
simpático y la glándula pineal, planteándose que sus niveles circulatorios
en el plasma son la señal sincronizadora responsable del control de los
ritmos circadianos o relojes biológicos en muchas especies de mamíferos y
aves. Los niveles más altos de secreción de melatonina por la glándula pineal
se producen durante la noche, siguiendo un ritmo circadiano influenciado
por la oscuridad para los animales de hábito diurno y viceversa para los de
378
hábito nocturno. El ritmo productor de melatonina, según el hábito de actividad de la especie animal, decide acciones tales como la defensa inmunológica y la actividad reproductiva, explicando por qué la yegua y la gata
son hembras de actividad sexual en días largos con noches cortas (primavera-verano), mientras que la carnera y la chiva lo son de noches largas con
días cortos (otoño-invierno).
El hi p o tá l a mo está constituido por un conjunto de estructuras suprasegmentarias en la porción más rostral y ventral del tubo neural primitivo; el
hipotálamo forma las paredes anterior, ventral y laterales del tercer ventrículo.
Se considera que es, probablemente, la estructura suprasegmentaria que
menos desarrollo en masa adquiere en la escala filogenética si lo comparamos
con el desarrollo relativo del tálamo, el cuerpo estriado, el sistema límbico y
la neocorteza cerebral. No obstante este desarrollo en masa, relativamente
escaso, no guarda relación con la importancia funcional de esta estructura
que lo coloca “como el punto vital de relación” del sistema nervioso central
con estructuras propias del mismo tales como: el sistema límbico, el área
mesencefálica y la formación reticular, con los sistemas nervioso vegetativo
y endocrino en forma recíproca. El hipotálamo es una estructura nerviosa
del nivel encefálico bajo del sistema nervioso central que produce respuestas vegetativas, ya que la estimulación difusa de su parte anterior genera
una respuesta parasimpática, mientras que la estimulación difusa de su
parte posterior genera una respuesta simpática, al tiempo que controla la
actividad del sistema endocrino. El hipotálamo es, indudablemente, un área
vital para el control de la homeostasia del medio interno y, por consiguiente,
es “esencial” para la ejecución exitosa de patrones de conducta somatoviscerales con fuerte contenido afectivo y motivacional, elaborados principalmente para mantener dos grandes funciones vitales: la autoconservación
y la conservación de la especie.
Una gran parte de las primeras investigaciones sobre la función hipotalámica
se dedicó a descifrar las relaciones hipotálamo-sistema nervioso autónomo (motor visceral). Por estos estudios se llegó a postular que el sistema
autónomo se controlaba por esta vía, así como ejercía el control de la conducta afectiva. En el curso de estas investigaciones se fue descubriendo la
implicación del hipotálamo en los mecanismos de control de una larga serie de
funciones vitales como la ingestión de alimentos y agua, la secreción y liberación de hormonas adenohipofisiarias relacionadas con el crecimiento, el
metabolismo basal, la respuesta ante el estrés, el balance mineral, la reproducción y la secreción láctea y la producción de hormonas propias relacionadas con la eyección de la leche, el mecanismo del parto y el balance
hidríco, así como otras funciones más complejas del sistema nervioso en
379
las cuales participa como una parte de la integración y son: la motivación,
el aprendizaje, las respuestas emocionales y las conductas alimentarias,
sociorreproductiva y maternales.
Las funciones hipotalámicas se corresponden con la influencia de un creciente flujo de actividades relacionadas con la vida adaptativa del animal;
esta influencia se realiza mediante una serie de circuitos indirectos que lo
enlazan al neocórtex por intermedio del rinencéfalo del sistema límbico y la
formación reticular del tronco cerebral. De esta manera debemos considerar al hipotálamo como una estructura subcortical que enlaza la neocorteza
y el sistema límbico (paleocórtex) con las estructuras del tronco cerebral,
que son esenciales para la realización de los patrones de conducta que
garantizan la autoconservación y la conservación de las especies. Estos
patrones de conductas pueden ser innatos (instintivos o hereditarios) y adquiridos (voluntarios o aprendidos).
La estimulación difusa de áreas hipotalámicas desencadena respuestas
de carácter vegetativo, por lo que la estimulación difusa de la región hipotalámica anterior produce respuestas parasimpáticas tales como: contracción
de la vejiga (micción), miosis, bradicardia, hipotensión arterial, hipermotilidad, e hipersecreción gastrointestinal, además sialorrea. Estas respuestas
no son aisladas, sino que en su conjunto forman parte de reacciones más
complejas asociadas a la conducta propia del sueño, a las respuestas
termorreguladoras ante el calor, a la respuesta ante el bienestar o placer,
etcétera.
Entre las respuestas de tipo simpático, obtenidas principalmente al aplicar
un estímulo eléctrico en forma difusa en el área hipotalámica lateral (pobre
en neuronas y rica en fibras de conexión) se describen hipertensión arterial,
midriasis, piloerección, taquicardia, sudoración, hiperglicemia, disminución
o ausencia de motilidad gastrointestinal y otros signos de hiperactividad
simpática. Los estímulos que provocan estas respuestas en el animal intacto no proceden desde las vísceras, sino de situaciones emocionales especialmente reacciones de rabia, ira, miedo, terror, al tiempo que, además,
son provocadas como parte de las reacciones encaminadas a conservar la
temperatura corporal en caso de que esta disminuyera en condiciones ambientales frías.
La estimulación eléctrica a bajo voltaje de la porción media y dorsal del
hipotálamo produce vasodilatación en los músculos. Continuamente se produce vasodilatación en la piel y otras regiones para mantener la presión
sanguínea a un nivel constante. Esto ha servido para estimar que el hipotálamo es una estación de relevo del llamado sistema vasodilatador simpático colinérgico que, originado en la corteza cerebral, se supone sea el
380
responsable de la vasodilatación muscular al comienzo del ejercicio para el
incremento inmediato del suministro de sangre y aporte de oxígeno al tejido
muscular esquelético en actividad.
La estimulación del núcleo dorsomedial y difusa de la región hipotalámica
posterior produce un aumento en la secreción de catecolaminas (adrenalina
y noradrenalina) por el sistema simpático y la médula suprarrenal como
respuesta del cuerpo animal ante el miedo, la rabia y la furia. De todo lo
anteriormente planteado se puede determinar que en el hipótalamo no existen centros que rijan las actividades autónomas directamente, sino que
este se ejerce en concordancia e integridad funcional con otros suprasegmentos del sistema nervioso central que permiten la preparación y consolidación de respuestas defensivas de sobrevivencia.
El apetito o hambre, como medio para alimentarse y subsistir, constituye un
componente esencial para todos los animales, incluyendo al hombre. Entre
las activi dades o patrones de control hipotalámico está l a conducta
alimentaria, mediante el control de la ingestión de alimentos a través del
centro del hambre (núcleos laterales) y el centro de la saciedad (núcleos
mediales), además el centro de la sed (neuronas osmorreceptoras mediales).
El hambre connota necesidad de alimentos y está asociada a múltiples y
complejas condiciones tales como: hipoglicemia, lipotimia, astenia, vaciamiento gástrico, temperatura, etc., aunque en realidad su sensación se asocia a sistemas complejos que se interrelacionan entre sí.
Datos experimentales han demostrado que las lesiones muy localizadas en
los núcleos ventromediales producen en el animal una conducta alimentaria
alterada, ya que el animal desarrolla una hiperfagia excesiva y hasta voraz,
lo cual si se acompaña de un suministro abundante de alimentos lleva al
síndrome de la obesidad hipotalámica; estos animales pueden también variar su conducta afectiva, haciéndose algo salvajes y agresivos por el incremento de la sensación de hambre. Por el contrario, la estimulación eléctrica
de esta zona en animales intactos produce anorexia total, o sea, el animal
cesa de comer. La destrucción de los núcleos laterales anula el instinto de
comer, lo que puede llevar rápidamente a la caquexia y a la muerte, si no se
les alimenta artificialmente, mientras que la estimulación de estas áreas
determina que los animales desarrollen una conducta hiperfágica.
En el área preóptica hipotalámica anterior se localiza el centro termorregulador responsable, en los animales homeotermos, del control de la temperatura corporal, determinando la respuesta ante el calor, hipotálamo
anterior, o ante el frío, hipotálamo posterior.
Otra actividad hipotalámica de extraordinaria importancia se relaciona con
su papel endocrino, al ser el área controladora de las hormonas adenohi-
381
pofisiarias, al tiempo que elabora hormonas propias. La interrelación y control hipotalámico-adenohipofisiario se establece por la presencia de un sistema
especial de circulación entre la región infundibular hipotalámica y la hipófisis
anterior, circulación portal, que permite una estrecha relación de algunos núcleos hipotalámicos de carácter secretor con formación de gránulos y migración axónica de los mismos hacia los telodendrones, donde son liberados
a la sangre portal (hormonas liberadoras adenohipofisiarias), por lo que la
secreción hormonal de la adenohipófisis es controlada por las hormonas
liberadoras respectivas, transportadas por los vasos portales, desde el
hipotálamo. De esta forma se controla la secreción de la hormona del crecimiento (GH), de la hormona estimulante del tiroides (TSH), de las hormonas
de la respuesta ante el estrés (ACTH), de la hormona estimulante de la secreción láctea (prolactina) y de las hormonas sexuales (gonadoestimulantes).
El hipotálamo es además un área endocrina elaboradora de hormonas propias que se almacenan en la neurohipófisis, ADH y oxitocina, que regula la
reabsorción facultativa del agua en la nefrona y participa en importantes
actividades reproductoras (fecundación, parto y eyección láctea) respectivamente.
Los ganglios basales están situados en la base de los hemisferios cerebrales, dentro y en el centro de los mismos y rodeados de sustancia blanca. A
este conjunto de formaciones grises también se le conoce como “núcleos
subcorticales”. Se considera que los ganglios basales están constituidos básicamente por el núcleo caudado, el globo pálido y el putamen. En los vertebrados
inferiores estos núcleos revisten gran importancia, tomando en consideración
que la evolución de la corteza es muy limitada, por lo que los ganglios basales
presentan más desarrollo y asumen muchas funciones corticales como se
puede observar perfectamente en la gartijas y ranas, mientras que en
vertebrados superiores con escaso desarrollo de la corteza cerebral, como
las aves, el sistema estriopalidal, forma junto con el tálamo, el nivel superior del SNC. La actividad funcional de los ganglios basales se relaciona con
el control de los movimientos voluntarios y otras funciones motoras finas
como el control de la contracción de la musculatura extensora para el mantenimiento de la postura erguida contra la gravedad, al establecer control
sobre las partes facilitadoras de la formación reticular bulbar; para ello envía señales activadoras a la zona inhibidora para que frene o regule la actividad de la zona facilitadora, por lo que la destrucción de los ganglios basales
no permite el freno a la formación reticular facilitadora por tal razón esta exalta
su función, provocando la rigidez muscular extensora en todo el cuerpo.
Los ganglios basales emiten proyecciones, siguiendo la vía talámica a la
corteza y a su vez reciben señales procedentes de esta; por otra parte, entre los diversos núcleos existentes se interrelacionan por las numerosas
382
fibras que emiten y reciben. De acuerdo a la magnitud de las lesiones que
puedan experimentar los ganglios basales, así serán los síntomas clínicos
que se presente n, entre ellos se mencionan l a corea, la atetosi s, el
hemibalismo y la enfermedad de Parkinson.
La for ma ci ón r eticul ar al comandar el ciclo vigilia-sueño, mediante un sistema de retroalimentación positiva con otras estructuras del sistema nervioso central (corteza cerebral y médula espinal) y del sistema nervioso vegetativo
(sistema simpático), presenta una estrecha relación funcional con el sistema límbico y el hipotálamo, por lo que se desempeña como factor importante de la conducta animal. Esta relación funcional con el sistema límbico puede
alterar la conciencia, la percepción, la actividad motora voluntaria e involuntaria
y modificar indicadores vitales como la respiración y la actividad cardiovascular.
El nivel de vigilia del individuo es fundamental para dar la respuesta de conducta adecuada en función del estímulo que la desencadena.
La capacidad de percibir y responder ante los estímulos de manera consciente es una actividad inherente a la corteza cerebral activa. Le corresponde a la formación reticular mantener “despierta” la corteza para el control
nervioso de las acciones conductuales. El sistema activador reticular ascendente (SARA) lo forma un sistema neuronal en cadena que se extiende
desde el tronco encefálico hasta la región diencefálica del nivel encefálico
bajo. Le corresponde a las modificaciones del nivel de excitación de la formación reticular determinar si el animal está en vigilia (despierto) o dormido (sueño). La conexión de la formación reticular con la corteza cerebral
puede ser mediante dos vías: conexión directa, a través de la cual los axones
de las zonas altas se proyectan por vía subtalámica hacia la corteza (SARA)
y conexión indirecta con sinapsis en el tálamo y de aquí se distribuyen los
impulsos nerviosos hacia casi todas las regiones corticales, estableciéndose el sistema de proyección talámica difusa (SPTD) que se corresponde con
la prolongación rostral del SARA.
El SARA excitado establece un sistema de alarma general que activa al sistema nervioso y en especial a la corteza cerebral, el sistema límbico, los
ganglios basales y el eje hipotalámico-hipofisiario, manteniendo al animal
en vigilia-alerta y con capacidad consciente de responder plenamente ante
estímulos exógenos del medio ambiente o endógenos de necesidades propias de su fisiologismo.
EI cer e bel o , que en latín significa “cerebro pequeño” es un órgano sensitivo
sensorial por excelencia interpuesto en la “vía sensitiva profunda inconsciente” propiorreceptora que interviene en el mantenimiento y regulación
de los procesos relativos al tono muscular, la postura corporal, el equilibrio
estático y dinámico del cuerpo en el espacio, así como en la coordinación de
383
los movimientos voluntarios e involuntarios de la musculatura esquelética y
en la orientación y predicciones extramotoras. En estudios de anatomía
compara da se divide el cerebelo en tres regione s: el paleoce rebelo,
espinocerebelo o vérmix, filogenéticamente la más antigua y común para
todos los vertebrados (peces, batracios, reptiles, aves y mamíferos), el
arquicere belo o vestibulo cerebelo que se corresponde con el nódulo
floculonodular y el neocerebelo o cerebrocerebelo, constituido por los hemisferios cerebel osos. La masa nerviosa cerebelosa que se ubica en
contiguidad con el nivel encefálico bajo se une al resto del sistema mediante los pedúnculos cerebelosos. El cerebelo constituye el techo del cuarto
ventrículo y aunque solo representa, aproximadamente, el 10 % del total
del encéfalo posee más de la mitad de las neuronas de este.
En el paleocerebelo residen los centros controladores de los movimientos
generales trasmitidos por la herencia para la especie animal como son:
caminar, correr, saltar, echarse, levantarse, trepar, nadar y volar en las aves;
esta área recibe conexiones aferentes procedentes de la periferia, básicamente, de la médula espinal y se conecta con las vías que van hacia los
sistemas piramidal y extrapiramidal responsables de la ejecución motora.
El vestibulocerebelo, que se ubica en el lóbulo floculonodular, recibe la
mayoría de su información aferente del sistema vestibular del bulbo y del
sistema visual, por lo que está estrechamente relacionado con la coordinación del movimiento de la cabeza y los ojos, según la posición de equilibrio.
El cerebrocerebelo o neocórtex se desarrolla filogenéticamente al tiempo
del cerebro, por lo que inician su despegue en los primates al conjugarse la
capacidad de coordinación de los movimientos de los dedos para la actividad prehensil y de la boca y la lengua necesarios para la comunicación oral
o locución; ubicada en las partes laterales de los hemisferios cerebelosos
se relaciona estrechamente con la corteza cerebral motora y en ella se localizan los centros de los movimientos aislados de las extremidades o de las
regiones corporales, por lo que estará más desarrollado en aquellos animales capaces de realizar movimientos más especializados, al constituirse en
el área del planeamiento del movimiento.
Las conexiones de la masa nerviosa cerebelosa con el resto del sistema se
establecen a través de los pedúnculos cerebelosos, estos pedúnculos están formados por axones aferentes y eferentes que conforman fascículos,
por lo que la sección de ellos determina una respuesta similar a la ablación
del órgano. Los pedúnculos cerebrales son tres pares, anteriores, medios y
posteriores, que reciben (sensitivas) y proyectan (motoras) fibras nerviosas
de estructuras específicas desde y hacia el resto del SNC, de manera que
los anteriores comunican con el mesencéfalo y áreas superiores, los medios con la protuberancia y los posteriores con el bulbo y la médula espinal.
384
El sistema de aferencias cerebelosas comprende fibras procedentes del
órgano vestibular, previa sinapsis en el núcleo de Deiters, fibras procedentes de la médula espinal, mediante los fascículos cerebelosos directo y cruzado, fibras procedentes de la formación reticular bulbo-protuberancial y de
los tubérculos cuadrigéminos, anteriores y posteriores y fibras procedentes
de núcleos pontianos que son sinapsis para la trasmisión del movimiento
voluntario que se quiere ejecutar mediante el fascículo corticoponto de la
vía piramidal. El sistema de eferencias cerebelosas está conformado por
las fibras que emite al núcleo rojo de la calota peduncular, a la formación
reticular mesencefálica y al tálamo, de donde parten proyecciones hacia la
corteza cerebral motora, lo que permite establecer un sistema de información cerebelo-cerebro para el conocimiento consciente de la ubicación y
energía de contracción de todos los músculos esqueléticos de la economía
animal. El núcleo fastigii envía fibras a l a formación reticular bulboprotuberancial.
Cuando la corteza cerebal motora por el sistema piramidal (voluntario) o el
sistema ex trapira midal (involuntario) envía n señal es a lo s músculos
esqueléticos para la ejecución de un movimiento es necesaria la participación del cerebelo para que el acto motor sea perfecto, es decir, sea métrico
o exacto. El cerebelo recibe en primer lugar la información procedente de
los sistemas motores sobre el movimiento a desarrollar, al tiempo que comienza a recibir informaciones de los propios receptores, husos musculares y órganos tendinosos de Golgi, así como del sistema vestibular y de
otros receptores sensoriales referentes al movimiento que se está ejecutando, por lo que al comparar la información de la intencionalidad del movimiento con el movimiento en sí que se está efectuando, de no ser iguales,
efe ctúa los ajustes necesar ios para equipar arlo s. Los movimientos
involuntarios son numerosos y a diario los estamos ejecutando armónicamente, movimientos sinérgicos, y ello se debe a la participación subconsciente del cerebelo; en estos movimientos participan generalmente circuitos
neuronales numerosos, por lo que las señales deben establecer varias
sinapsis. Un ejemplo es la ejecución del reflejo viso-espinal, reflejo defensivo ya expresado en el estudio del fascículo tectoespinal que se desarrolla
perfectamente, pese a que en ocasiones se integran muchos grupos musculares y varios segmentos médulares, gracias a la función cerebelosa.
El cerebelo desempeña una importante función en el aprendizaje motor, a
partir de la experiencia y la repetición del movimiento deseado, el acto de
aprender a montar bicicleta, por ejemplo, en un principio requiere toda la
385
atención consciente de la corteza cerebral fijando el “patrón” motor del
accionar del cuerpo, pero una vez adquirida la habilidad, el cerebelo se
hace cargo de la cronología del movimiento corporal, por lo que se libera a
la corteza cerebral de esta actividad y podemos entonces pensar en otras
cosas o sencillamente contemplar el medio ambiente por donde nos desplazamos. De lo antes expresado se infiere que el cerebelo necesita “aprender” la secuencia del movimiento deseado para “hacerlo suyo” y permitir
otras actividades corticales, esto es así desde el inicio de la vida, ya que
hasta el movimiento, el principio más simple que caracteriza y diferencia a
los animales de las plantas, el caminar, requiere al inicio de la actividad
consciente, la total concentración en su desarrollo para paulatinamente pasar al control cerebeloso y así podemos, entre otras acciones, comer, pensar, hablar, cantar, interesarnos por cualquier situación medioambiental
mientras caminamos.
El mantenimiento del equilibrio, estático y dinámico, es otra de las actividades de alta complejidad del cuer po animal. El tono de los músculos
extensores, y en cierta medida también el de los flexores, se modifican en
dependencia de reflejos que se originan en los receptores del aparato
vestibular, los receptores especializados, husos musculares y órganos
tendinosos de Golgi, ganglios basales y la formación reticular tienen como
centro integrador y coordinador al cerebelo. En el mantenimiento del equilibrio consciente le corresponde a la corteza cerebral desarrollar el papel
fundamental.
El aparato vestibular del oído interno, sistema bilateral de receptores localizados en dicho oído, está formado por los conductos semicirculares, el
utrículo y el sáculo; estos órganos producen sensaciones relacionadas con
el equilibrio. Los conductos semicirculares son los responsables de detectar la aceleración y deceleración rotatorias de la cabeza, al tiempo que el
utículo y el sáculo detectan la aceleración y deceleración lineal, así como la
posición estática de la cabeza en el espacio para el mantenimiento del equilibrio estático y dinámico; el retorno de la cabeza al plano axil posterior a un
movimiento de lateralidad es una acción refleja con origen en estos receptores. El sistema vestibular se constituye en el sistema de información sensorial para los reflejos que interesan a las motoneuronas espinales, al
cerebelo y a la musculatura extraocular del ojo, permitiendo la posición normal del cuerpo en su sostén contra la gravedad. Es a partir de los reflejos
vestibulares que se coordinan los movimientos de la cabeza y de los ojos
para incrementar al máximo la agudeza visual durante los movimientos de
la cabeza en cualquier plano.
386
NIVEL ENCEFÁLICO ALTO (NEA)
El nivel encefálico alto está formado por el neocórtex o corteza cerebral y el
paleocórtex o sistema límbico, por lo que la actividad integrada de ambos
produce la conducta dirigida a la satisfacción de un objetivo determinado.
En principio la corteza cerebral regula, más bien precisa, la comunicación
espacio-temporal con el medio ambiente y las capacidades estereognósticas
intelectuales-formales en el humano o las capacidades de aprendizaje de
los animales con un objeto, mientras que el sistema límbico controla los
estados anímicos y disposiciones para la acción, o sea, el complejo de motivaciones y emociones, así como los procesos básicos de la memoria y por
ende del aprendizaje.
Le corresponde al si ste ma l í mbico clasificar por orden de importancia las
informaciones internas (del cuerpo) y externas (del medio) para determinar
la conducta característica orientada al cumplimiento de un objetivo por la
especie animal (conducta hereditaria).
El sistema límbico, también denominado rinencéfalo por su estrecha relación con el sentido del olfato, consiste en un segmento de sustancia gris
alrededor del hilio de los hemisferios cerebrales que conforman estructuras profundas asociadas al mismo, como son la amígdala, el hipocampo y
el núcleo septal. La palabra límbico significa “frontera”, por lo que comprende formaciones nerviosas que se localizan entre el hipotálamo y sus estructuras re lacionadas (ni vel encefálico bajo) y la co rteza cerebral (nivel
encefálico alto). La denominada corteza límbica es filogenéticamente la parte
más antigua de la corteza cerebral.
El sistema límbico está formado histológicamente por un tipo primitivo de
tejido nervioso llamado allocórtex que rodea el hilio del hemisferio cerebral
correspondiente y de un segundo anillo de un tipo de corteza de transición
conocido por yuxtacórtex, situado entre el primero y el resto del hemisferio
cerebral correspondiente a cada lado de la línea media del encéfalo. El
tejido cortical de las porciones no límbicas remanentes de los hemisferios
cerebrales se denomina neocórtex que se constituye en el tipo de corteza
de mayor desarrollo y se diferencia de la corteza límbica en que mientras
esta última prácticamente se mantiene igual con la evolución de los animales, la primera fue evolucionando hasta alcanzar su máximo desarrollo en
el humano.
El sistema límbico comprende un conjunto de estructuras neuronales que,
aunque a primera vista parecen no tener relación anatómica alguna, están
conectadas desde el punto de vista funcional por una serie complicada de
mecanismos que filogenéticamente guardan una estrecha relación con la
387
vía olfatoria para alcanzar en los mamíferos el rango de mayor significación
en el cumplimiento de dos grandes funciones vitales: la autoconservación y
la conservación de la especie. Las estructuras del sistema límbico intervienen en grado notable en el análisis y elaboración posterior, por analogía
con la experiencia pasada (memoria), de los patrones de la conducta emocional con todos sus componentes motores, viscerales y humorales vinculados con la conservación de las especies.
Las conexiones aferentes y eferentes de las neuronas componentes del sistema límbico con las estructuras vecinas y entre sí son muy numerosas y
solo parcialmente conocidas. Se sabe que presenta fuertes conexiones recíprocas con el hipotálamo y los cuerpos mamilares y a través de estos con
otras estructuras mesencefálicas. El sistema límbico comunica con la corteza cerebral mediante sus lóbulos frontal y temporal. El lóbulo temporal
transmite principalmente informaciones de las cortezas visual, auditiva y
somestésica hacia la amígdala y el hipocampo, mientras que el lóbulo frontal puede considerarse la región neocortical más importante del sistema
límbico, siendo la única región que tiene conexión directa con el hipotálamo.
Desde el punto de vista anátomo-funcional, el sistema límbico, que funciona como un todo, puede ser dividido en tres componentes: el sistema rinal,
el sistema fronto-temporal y el sistema hipocampo-corteza supracallosa.
a) El sistema rinal que en sí es el sistema olfatorio; su importancia en los
primates y en el humano se encuentra reducida en comparación con otros
mecanismos telerreceptores como la vista y el oído, no obstante, puede
brindar informaciones acerca de hechos relativamente lejanos espacial y
temporalmente. En la mayoría de los mamíferos terrestres, el sistema rinal
es un medio importante para el mantenimiento de sus funciones vitales,
ya que le permite la información primaria para el desarrollo de patrones
de conducta relacionados con la alimentación, la defensa y la reproducción. En numerosas circunstancias, corresponde al olfato proporcionar a
los animales la única advertencia de serios riesgos en el medio ambiente. La información olfatoria es un activador inespecífico, significativo de
todo un conjunto de actividades corticales responsables de respuestas
vitales para el mantenimiento de la vida de relación. La estimulación de
este si stema po r sustancias olor osas desagradable s o irri tati vas
incrementan significativamente el nivel de vigilia y atención.
b) El sistema fronto-temporal es un sistema de alto valor por cuanto establece la relación funcional del sistema límbico con otros niveles del sistema nervioso tales como: el tálamo, el hipotálamo y la formación reticular.
La estimulación eléctrica de diferentes partes del sistema fronto-temporal
en animales sanos y con libertad de movimientos, determina respuestas
388
comportamentales de tres categorías: 1) de tipo alimentario, como son el
lamerse los labios, masticación, etc., además de respuestas asociadas
con la búsqueda del alimento que comprende el olfateo, la búsqueda y
el ataque en el caso de los carnívoros, 2) determina respuestas de preservación de la especie, como es la defensa en ataque con manifestaciones
de cólera y vocalización apropiada o de defensa en huida, como expresión
de temor o miedo y vocalización apropiada, y 3) respuestas sexuales que
incluye, en el macho, erección, movimientos de cópula y eyaculación y en
la hembra ovulación, actividad uterina y parto prematuro.
La estimulación eléctrica de la amígdala, estructura nerviosa de este
sistema, produce efectos de carácter negativo similares a los inducidos
por la estimulación hipotalámica. La amígdala es esencial para el aprendizaje de las emociones, así como para el reconocimiento de las mismas
a través de las expresiones del rostro. En el sistema de reconocimiento
emocional, la amígdala y otras estructuras vecinas, como son los ganglios
basales, permiten reconocer en la relación interanimal estados emocionales por expresiones faciales como la alegría (mirada, sonrisa) o el aburrimiento. Se plantea que antes de que la corteza cerebral produzca
reacciones emocionales conscientes, la amígdala las desencadena de
una forma casi refleja.
Un importante sistema de haces nerviosos penetra en la amígdala para
establecer sinapsis con sus áreas de núcleos basales y laterales, al tiempo
que del núcleo central amigdalino salen fibras nerviosas que se dirigen
a diversos puntos de la corteza cerebral que controlan las reacciones
visibles del miedo, como son la taquicardia, la midriasis y el aumento de
la tensión muscular esquelética. En la amígdala se almacenan los recuerdos de situaciones de angustia y miedo que al ser, posteriormente, evocados por la memoria dan origen a las crisis de ansiedad en los humanos
y que, aunque en menor grado, pueden producirse en los animales que
viven con nosotros, perros y gatos, como ocurre por ejemplo ante la muerte
del propietario-amigo.
Las estructuras del sistema límbico frontotemporal realizan una importante función reguladora de la excitabilidad de mecanismos inferiores
(hipotálamo-hipófisis-sistema segmentario) para la fase consumatoria
de la conducta innata, por lo que pudiera considerarse como un regulador homeostático que aumenta o disminuye la excitabilidad de los mecanismos inferiores efectores. En la conducta de defensa agresiva
actuarían como excitadores, mientras que para la conducta alimentaria
y sexual ejercerían un efecto predominantemente inhibidor. También parece ser importante su influencia sobre el concepto de territorialidad, es
389
decir, sobre la actividad animal con su ambiente habitual y del estatus
social del animal en su grupo.
c) El sistema hipocampo-corteza supracallosa que basado principalmente
en la relación hipocampo-neocorteza, dentro del ciclo vigilia-sueño, parece tener un gran valor fisiológico en el control de los rítmos biológicos
circadianos (24 horas). Es bien conocido que el rítmo electrocortical del
hipocampo en condiciones habituales de vigilia es lento, mientras que la
corteza cerebral presenta un rítmo más rápido y de menor voltaje. Durante la estimulación hipotalámica u olfatoria este fenómeno se hace
muy evidente, pero cuando el animal duerme, el patrón electroencefalográfico se invierte, por lo que se hace más rápido y de menor voltaje en
el hipocampo y más lento y de mayor voltaje en la corteza cerebral. La
interacción funcional entre el hipocampo y la amígdala se constituye en
el mecanismo básico para la memoria permanente. Para algunos autores, las relaciones anatómicas entre la formación reticular del tronco
cerebral y el hipocampo, mediante el circuito de nauta (fibras comunicantes) consti tuirí an la s vía s de e ste mecani smo de acti vació n o
desactivación del hipocampo durante las fases del ciclo vigilia-sueño.
El hipocampo se origina como parte de la corteza olfatoria, por lo que en los
animales desempeña papeles importantes para determinar si es comestible un alimento en particular, si el olor de un objeto sugiere peligro, o le
provoca atracción sexual y para establecer otras decisiones importantes
para la vida y la muerte. En consecuencia, en una fase muy inicial del desarrollo del cerebro, el hipocampo se constituyó, posiblemente, el mecanismo neuronal crítico para la toma de decisiones, determinando la importancia
y tipo de las señales sensoriales aferentes. Posiblemente a medida que se
desarrolló el resto del cerebro, las conexiones de las otras áreas sensoriales hacia el hipocampo continuaron utilizando esta capacidad para tomar
decisiones Se ha sugerido que el hipocampo actúa como mecanismo de
codificación para transformar la memoria a corto plazo en memoria a largo pl azo, es decir, tr aduce las señales de memori a a corto plazo e n una
forma apropiada para que puedan ser almacenadas en la memoria a largo
plazo y transmi te así mismo, una se ñal adici onal al ár ea de alma cenamiento de la memoria a largo plazo, dete rminando que se establez ca y
conso lide la ca pacidad de l recuerdo permanente; cualquiera que sea el
mecanismo está demostrada la relación formación reticular-hipocampocorteza temporal para la consolidación de la memoria terciaria o memoria
a largo plazo ( memoria per manente).
La ablación o destrucción bilateral del hipocampo produce un efecto de
incapacidad para aprender. En las personas se ha observado que pueden
390
desarrollar satisfactoriamente la mayor parte de las actividades aprendidas,
pero prácticamente no pueden aprender nada nuevo. Lo expresado permite
destacar el importante papel que desempeña esta estructura en los mecanismos de aprendizaje, a partir de sistemas de retroalimentación positiva
con la corteza cerebral y la formación reticular encefálica.
El cerebro de los mamíferos es relativamente grande en proporción con el
tamaño corporal, por lo que es capaz de asimilar toda la información que a
él llega procedente del cuerpo y del medio ambiente, vía receptores de los
órganos de los sentidos y receptores internos del sistema consciente e inconsciente. La masa nerviosa encefálica, que incluye al cerebro, está protegida por
los huesos del cráneo en los vertebrados superiores. Anatómicamente el
cerebro está formado por los hemisferios cerebrales. La cor tez a ce r ebr al ,
capa exterior de los hemisferios cerebrales, se corresponde con la sustancia gris de este nivel nervioso, caracterizándose por ser un tejido neuronal
muy plegado, a excepción del conejo y los roedores que es lisa, estar formada por seis capas de neuronas organizadas en columnas que contienen
entre 10 000 y 12 000 millones de neuronas y tener un grosor que oscila
entre 1 y 5 mm, según la especie animal. Más importante que la superficie
de la corteza es su profundidad o grosor ya que a “mayor” profundidad
mayor capacidad sináptica y por lo tanto mayor nivel de inteligencia de la
especie animal. Entre las neuronas corticales se establecen importantes
conexiones sinápticas por fibras intracolumnares, fibras intercolumnares y
fibras interhemisféricas o comisurales que conectan las neuronas de un
hemisferio cerebral con el otro. En posición interna se localiza la sustancia
blanca compuesta por millones de axones, la mayoría mielínicos que conectan a la sustancia gris cortical con el resto del sistema nervioso, tanto en
sentido ascendente (sensitivo) como descendente (motor).
A los efectos evolutivos, el desarrollo cortical en los mamíferos es simultáneo con la división talámica del diencéfalo. El tálamo es un centro receptor
integrador más primitivo que la corteza. En el tálamo los impulsos sensoriales dan lugar, en los animales más evolucionados, a una forma de conciencia burda, no crítica. En animales con escaso desarrollo cortical, la región
talámica se constituye en el centro integrador de mayor importancia; además de su relación sensorial, el tálamo está en conexión con zonas motoras y es capaz de cierta coordinación por sí mismo, como se puede apreciar
en animales decorticados. En los vertebrados superiores (mamíferos) la corteza cerebral resulta muy importante e imprescindible para la visión del color
y para la discriminación de figuras y formas; un perro sin lóbulo occipital parece ser solamente capaz de distinguir intensidades de luz. En primates y sobre
todo en el humano, la pérdida de la corteza visual provoca la ceguera total.
391
La corteza cerebral es el asiento de la percepción consciente de los órganos de los sentidos y de la vida de relación, la capacidad de aprendizaje y la
memoria, la actividad voluntaria y el movimiento animal con el objetivo de
satisfacer una necesidad de los reflejos condicionados y, además, en el
humano de los fenómenos típicos responsables de su alta diferenciación
biológica, como son la conciencia, el intelecto, el pensamiento y el desarrollo
del lenguaje. Para el cumplimiento de sus funciones, la corteza cerebral se
organiza en áreas motoras, áreas somestésicas o sensitivas y áreas de integración funcional que permiten la capacidad de respuesta integral como
un todo.
El desarrollo cortical animal está dado por el grado de encefalización
filogenético de la especie. En especies menos evolucionadas, como el conejo y la rata, se describen solo áreas de proyección sensoriales y motoras
en cada hemisferio, por lo que carecen de áreas de asociación, lo que les
impide la posibilidad de recibir y analizar señales nerviosas originadas en
otras zonas corticales o subcorticales y así vemos que en el conejo, por
ejemplo, las áreas de proyección sensitivas son básicas para la alimentación
y supervivencia en el medio ambiente, mientras que las respuestas motoras ante percepciones específicas dependen de programas innatos controlados por el hipocampo del sistema límbico. En perros y gatos, especies
intermedias filogenéticas, las áreas de proyección ocupan zonas importantes, al tiempo que aparecen algunas áreas de asociación, planteándose que
representan aproximadamente el 20 % de las presentes en el humano; en
estas especies, las áreas de asociación se localizan en la corteza frontal, lo
que les garantiza cuantificar varias informaciones, valorar la importancia
relativa de cada una, compararla con experiencias anteriores (memoria) y
seleccionar la respuesta motora adecuada, previendo sus consecuencias,
por lo que son animales con más capacidad de “pensar y aprender” que
otras especies.
Los animales “inteligentes” por la alta capacidad de aprendizaje como el
delfín, chimpancé, caballo y elefante, presentan una mayor corteza empleada
en áreas de asociación, pero le corresponde a los primates, macaco y chimpancé, tener un desarrollo superior de sus áreas de asociación similar al
humano, posiblemente dado por poseer sus extremidades terminadas en
dedos que les asegura múltiples acciones motoras de carácter prensil para
la ejecución de actividades complejas. El humano presenta alrededor del
85 % de su corteza cerebral organizada en áreas de asociación y solo el
15 % restante se conceptúa como áreas de proyección, destacándose como áreas
de asociación zonas exclusivas de la corteza humana, como la localizada en la
392
corteza parieto-temporo-occipital del hemisferio izquierdo, conocida por el
área interpretativa general de Wernicke que permite el entendimiento de
las palabras y el pensamiento y otra zona ubicada en la corteza parietotemporo-frontal del mismo hemisferio, denominada área de la Broca, responsable de la coordinación de los movimientos de la laringe, cuerdas
vocales, labios y lengua en el habla, etc. El cerebro de las aves comparado
con el de los mamíferos es pequeño, por lo que la mayoría de ellas no consigue adquirir nuevos conocimientos, sin embargo, las aves nacen con un
gran número de “programas” que controlan desde actividades sencillas como
el peinado de las plumas hasta actividades de alta complejidad como el
instinto de la migración. Los cuervos, que dan nombre a la familia de los
córvidos, son considerados las aves más inteligentes.
Los hemisferios cerebrales desarrollan funciones diferentes en el humano,
el izquierdo controla la fonación, el lenguaje, la habilidad analítica y la acción de calcular, mientras que la percepción espacial y la habilidad creativa
predominan en el derecho. A los efectos comparativos, una diferencia importante del humano con los primates es la franca oposición del dedo pulgar con los otros dedos de la mano y la habilidad del empleo principal de
una mano, básicamente la derecha, sobre la otra.
El nivel de conexión de las neuronas de la corteza cerebral es altamente
complejo, por cuanto está la conexión interna de la sustancia gris mediante
las fibras intracolumnares que relacionan las diferentes capas de neuronas
de una misma columna, las fibras de asociación o intercolumnares que
conectan las columnas neuronales de distintas áreas de una corteza, al
tiempo que se proyectan y llegan las fibras comisurales que relacionan entre sí a los dos hemisferios cerebrales, formando el cuerpo calloso interhemisférico que permite la integración funcional de ambos hemisferios como
una unidad; además las conexiones corticales que se establecen mediante
las fibras aferentes o sensitivas procedentes, la mayoría, de la región
diencefálica, donde hacen sinapsis las fibras nerviosas de los niveles
encefálicos bajo y medular y las fibras eferentes o motoras que se proyectan hacia los niveles nerviosos inferiores para la ejecución del movimiento
consciente. Los tres últimos sistemas de fibras constituyen la sustancia blanca de los hemisferios cerebrales, mientras que los dos primeros se localizan en la sustancia gris o corteza cerebral. Como punto central de recepción,
procesamiento y toma de decisiones, la corteza cerebral establece una íntima relación de sus neuronas entre sí y de sus neuronas con el resto del
sistema nervioso. En las aves, los ganglios basales asumen el papel que la
corteza motora desempeña en los mamíferos para el control de un gran
número de patrones conductuales complejos. (Ver Fig. 8.13.).
393
F i gur a 8.13. La organización generalde la corteza cerebral.
En los mamíferos, la corteza cerebral va adquiriendo, cada vez más, una
significación superior, por lo que va dominando la conducta y se va erigiendo en el centro coordinador de los patrones comportamentales, lo que se
demuestra con su ablación o destrucción. Con la destrucción de la corteza
cerebral se produce una pérdida total de la percepción consciente de cualquier tipo de estímulo, sea de carácter endógeno o exógeno, por lo que el
animal pierde la vida de relación, desapareciendo todo tipo de conducta,
tanto para satisfacer necesidades propias como para relacionarse con el
medio ambiente, por ejemplo: el animal pierde la sensación de hambre y
aunque tenga la comida a su lado es incapaz de comer, por lo que mueren
por inanición.
La organización funcional de la corteza muestra zonas especializadas. Las
áreas de proyección sensorial se corresponden con las áreas somestésicas I
y II ubicadas respectivamente en la corteza parietal, por detrás del surco
central y en la corteza parieto-temporal a nivel del surco de Silvio, ambas
relacionadas con los sentidos del olfato, tacto y gusto; el área de la audición
en la corteza temporal y el área de la visión en la corteza occipital. A los
efectos interpretativos de la sensibilidad, dos zonas que se hallan en el
extremo posterior de la cisura de Silvio, el lóbulo temporal y la circunvolución
angular, desempeñan un gran papel en la valoración de las distintas experiencias sensoriales, lo que se evidencia como consecuencia de lesiones en
estas zonas. Posterior a una lesión en estas áreas, las per sonas pue den
desarro llar una lectura o reconocimie nto auditivo de palabras, pero los
394
símbolos escritos o hablados no pueden ordenarlos en frases o pensamientos coherentes. Estas zonas están implicadas en la interpretación de las
diferentes experiencias sensitivas del patrón complejo, por lo que se plantea que la memoria pasa, de alguna forma, por un almacenamiento en el
lóbulo temporal y en la circunvolución angular, al tiempo que se señala que
la acción no es igual en los dos hemisferios cerebrales. Ciertas funciones
interpretativas del lóbulo temporal y de la circunvolución angular están en
el humano muy desarrolladas en solo uno de los hemisferios cerebrales
(hemisferio dominante). En el 90-95 % de las personas el hemisferio dominante es el izquierdo, por lo que la inmensa mayoría somos diestros (derechos) debido al control de tipo contralateral. Se ha comprobado que el
hemisferio izquierdo posee los centros implicados en el habla, por lo que se
le concede gran importancia en la expresión verbal y la interpretación de las
experiencias sensoriales. No obstante, con las experiencias del “cerebro
hendido”, donde se cortan o separan a nivel del cuerpo calloso las fibras de
asociación entre ambos hemisferios se han podido conocer las funciones
que se asientan en cada uno de ellos, comprobándose que el hemisferio
menor o derecho es un cerebro bien desarrollado que posee muchas capacidades, pero que no puede dar lugar a la expresión de las palabras. El
hemisferio izquierdo o dominante es el único que se relaciona con el lenguaje; hay que tener en cuenta, no obstante, que en el cerebro normal existe un flujo inmenso de información a través del cuerpo calloso entre los dos
hemisferios, intercambiando datos continuamente. Por ello es difícil ofrecer
un modelo de cómo las capacidades de cada hemisferio, explotadas gracias
a la técnica del “cerebro hendido”, se interrelacionan en un todo funcional.
Las áreas de proyección motora se localiz an en las áreas motoras y
premotoras ubicadas por delante del surco central en la corteza parietofrontal. En la corteza motora existe una representación somatotrópica de
todos los músculos del cuerpo con la particularidad de que a mayor precisión en el movimiento de un músculo, mayor área nerviosa cortical representada, es decir, mayor número de neuronas interviene en su control. En el
humano, la representación cortical de la musculatura ocular (movimiento
fino y exacto de los ojos), de la musculatura de los labios (articulación fonética) y de la musculatura de los dedos en general (alta complejidad prensil)y
del dedo índice en particular ocupan importantes áreas neuronales de la
corteza motora. Le corresponde a la corteza motora la dirección y ejecución
de los movimientos voluntarios mediante señales que responden al correspondiente programa motor, por lo que determina el orden secuencial, la intensidad y otras característica que deben activarse en los músculos agonistas
o participantes. La entrada en acción de las áreas asociativas corticales
permiten crear un proyecto motor que ha de transformarse en un programa
395
motor; en esta transformación participan los ganglios basales (control de
los movimientos lentos) y los hemisferios cerebelosos (control de los movimientos rápidos) vía talámica.
Los ó rga no s de l os se nti dos captan y transmiten hacia los centros superiores informaciones del ambiente que determinan la puesta en marcha de
patrones de conducta. La información procedente de estos órganos no solo
excita a los animales para iniciar una respuesta comportamental sino que
también pueden modificar la respuesta inicialmente desencadenada. El
desarrollo del sistema de los órganos de los sentidos no es uniforme, por lo
que en el proceso evolutivo de las especies cada una ha respondido a diferentes conjuntos de estímulos en estrecha significación con su supervivencia y su reproducción.
El sistema de los órganos de los sentidos comprende la existencia de receptores específicos para captar sus respectivos estímulos, una vía nerviosa
de transmisión del impulso y un área cortical donde se hace consciente. En
principio se describen en el cuerpo de los animales vertebrados superiores
la presencia de cinco órganos de los sentidos: vista, olfato, oído, gusto y
tacto, de ellos los tres primeros se clasifican como telerreceptores o receptores de distancia y los últimos como receptores de contacto.
El se ntido de l a vi sta se origina en el globo ocular. El globo ocular de los
vertebrados superiores comprende tres capas: la esclerótica o parte blanca
del ojo constituida por tejido duro, resistente, rígido y opaco que tiene como
función mantener la forma del globo ocular, la coroides o cubierta media
que se caracteriza por ser muy vascularizada y pigmentada en la parte anterior, constituye el iris y la capa más interna, la retina que contiene los
elementos nerviosos que dan origen al sentido de la vista. En el globo ocular se localizan cuatro sistemas que funcionan armónicamente entre sí para
garantizar el cumplimiento de su objetivo:
1. Sistema óptico formado por la cór nea , cubierta externa transparente que
reemplaza a la esclerótica para la penetración de la luz, el humo r a cuo so , líquido transparente pobre en proteínas; el i ri s, membrana pigmentada, perforada por un orificio central llamado pupila, de diámetro
regulable que controla el nivel de penetración de la intensidad luminosa,
que varía su forma anatómica con la especie animal, siendo en el humano circular, en caballos y ovejas oval, aunque en la mayoría de los
ungulados es en forma de hendidura horizontal, mientras que en el gato
es vertical; el cr ista l ino , que enfoca los objetos sobre la retina, según la
distancia y el humo r vítr eo , un gel de líquido extracelular con colágeno y
ácido hialurónico. Los delfines han desarrollado un sistema muscular
396
capaz de modificar el cristalino como adaptación para la visión, tanto
dentro como fuera del agua.
2. Sistema nervioso constituido por la retina o capa más interna del globo
ocular y compuesta por 10 estratos de neuronas en donde se destacan
los receptores (conos y bastones), las células bipolares, las células
ganglionares y el nervio óptico, constituyéndose en un sistema altamente complejo.
3. Sistema motor que comprende la musculatura esquelética formada por
los músculos rectos superiores, laterales y ventrales que mueven al globo ocular hacia arriba, hacia el lado y hacia abajo y los músculos oblicuos superiores e inferiores que mueven al glóbulo ocular hacia abajo y
afuera y hacia arriba y afuera, garantizando su posibilidad de movimiento hacia el lugar en que se requiera fijar la atención y la musculatura lisa
que comprende a los músculos circulares (cierre-miosis) y meridianos
(apertura-midriasis) de la pupila.
4. Sistema de protección que se corresponde con los párpados, membranas móviles de armazón cartilaginosa cubiertas de piel que protegen a
los ojos ante acciones irritantes o mecánicas, así como con su cierre
bloquean la penetración de la luz al sistema (acción de dormir) y las
glándulas lagrimales que elaboran un líquido con función lubricante,
desinfectante, de limpieza y humectante del ojo anterior (córnea y esclerótica). En el humano las pestañas y las cejas cumplen también una
función de protección. La musculatura esquelética de los párpados es
prácticamente la única que se contrae durante el sueño.
En la penúltima capa de retina se localizan los fotorreceptores, conos y bastones, responsables de transformar la energía electromagnética, el estimulo luminoso, en impulso nervioso. Los conos son los responsables de la
visión de los colores y la agudeza visual, mientras que los bastones se asocian a la intensidad luminosa. La relación cuantitativa entre conos y bastones siempre será favorable a los últimos, independientemente de la especie
animal y el tipo de vida. Los animales de hábitos nocturnos se desenvuelven en un ambiente relativamente oscuro donde el color como tal no existe,
ya que todo tiene una tonalidad negro-gris-blanco, por lo que en la retina
solo se describe la presencia de bastones, mientras que en los animales de
hábitos diurnos, producto de la luz solar, los colores se manifiestan en su
tonalidad y brillantes, lo que decide la existencia de conos, aunque siempre
en menor cantidad que los bastones que son los que predominan, es decir,
los bastones siempre están presentes independientemente del tipo de hábito de la especie animal. Los axones del nervio óptico se proyectan hacia los
cuerpos geniculados laterales del metatálamo y de aquí salen los impulsos
397
por la vía genículo-calcarina hacia la corteza occipital donde está representada el área de la visión. Los cuerpos geniculados laterales también establecen
conexiones nerviosas con los tubérculos cuadrigéminos anteriores de la calota
mesencefálica, lo que permite la instauración de los reflejos visoespinal (defensivo) y pupilar (abertura de la pupila según la intensidad luminosa). (Fig. 8.14.).
F igu r a 8.14. La vía óptica.
La última capa de la retina, en el sentido de penetración de la luz, es la
pigmentada que tiene como objetivo absorber los rayos y evitar su refracción, lo que impide la sobreexcitación de los receptores. En la mayoría de
los mamíferos, la capa pigmentada está ausente y en su lugar aparece una
capa receptora en la coroides que se denomina tapetum lucidum, estructura opaca y brillante responsable del brillo de los ojos de los animales cuando se les ilumina en la oscuridad. El tapetum, ausente en el cerdo y en el
humano, está constituido por célul as re fractantes en l os ca rnívo ros
depredadores y por fibras colágenas en los herbívoros. El color del tapetum
varía mucho entre las diferentes especies, siendo con frecuencia sorprendentemente bello. La paca (Agouti paca) es un roedor de hábitos nocturnos
con un tapete lucidum bien definido, lo que obliga a los animales a protegerse en ambientes sombreados cuando buscan alimentos por el día. Los
gatos pueden percibir en la oscuridad formas y contornos a una distancia
de 10 m, siendo su sensibilidad a la luz seis veces superior a la del hombre.
398
La visión de los colores, aunque no está muy extendida en el mundo animal, si lo está en todas las clases de vertebrados, pero no en todas las
especies; en las aves es fuerte, mientras que humanos y primates son de la
minoría de los mamíferos que la poseen. La capacidad para percibir los
colores del medio ambiente es una propiedad de los conos de la retina.
Según la teoría tricromática de la visión la sensación de cualquier color
depende de la proporción relativa de estímulos de los tres tipos de conos, a
saber, azul, verde y rojo que son los colores primarios que mezclados adecuadamente dan origen a cualquier color del espectro en función de los
pigmentos retinianos. La alteración de la visión que impide percibir correctamente algunos colores se denomina daltonismo. Prácticamente casi todos los mamíferos son daltónicos, por lo que no disponen de una visión
cromática correcta como las personas. En sentido general la mayoría se
orienta de manera casi exclusiva por la calidad de la luz. Los perros y gatos
tienen una visión para el color muy parecida a las personas daltónicas para
el rojo-verde y el azul-verde. La ceguera para los colores es un carácter hereditario recesivo y ligado al sexo, siendo más frecuente en el hombre y raro
en la mujer.
Los mamíferos de hábitos diurnos utilizan preferentemente la combinación
vista (que predomina) con olfato o audición y los de hábitos nocturnos combinan audición con olfato. En la mayoría de las aves, al ser de hábitos diurnos utilizan como percepción vista-audición, ya que el sentido del olfato
prácticamente no es utilizado como sistema de percepción porque, en principio, el vuelo es más rápido que la velocidad de las señales químicas.
El se nti do de l o l fa to se origina en los receptores o células olfatorias
(quimiorreceptores de alta sensibilidad), ubicados en la mucosa nasal, capaces de responder a concentraciones muy bajas de sustancias químicas
presentes en el aire inspirado que procede de fuentes cercanas o distantes
al animal. Para los mamíferos, en general, el sentido del olfato es mucho
más importante que el sentido del gusto, ya que el mismo es más sensible,
porque reacciona a una cantidad más amplia de sustancias químicas, por
lo que desencadena múltiples acciones conductuales y participa activamente
en acciones de comunicación o relaciones interanimales y evita la ingestión
de sustancia potencialmente venenosas por sus olores desagradables. El
sentido del olfato es altamente sensible por su bajo umbral de excitabilidad, de manera que sustancias en concentraciones minúsculas son capaces de desencadenar sensaciones olfativas como por ejemplo: e n las
personas, la metilmercaptano que es capaz de olerse en concentraciones
de solo una 25 milmillonésima parte de miligramo por mililitro de aire.
399
Los mamíferos, ungulados, roedores y carnívoros poseen un fino sentido
del olfato a distancia, o sea, son excelentes venteadores. El perro es un
animal que confía más en su olfato que en la vista, mientras que en el gato
es a la inversa, aunque es extremadamente sensible a olores que le resultan molestos.
La denominada mucosa olfatoria está limitada a una pequeña área de la
porción dorso-caudal de la cavidad basal y a islotes de epitelio olfatorio en
el cornete medio, comprendiendo un área relativamente pequeña de 2,0 a
3,0 cm2 en cada fosa nasal, según la especie animal; en el hombre es de
aproximadamente unos 2,4 cm2 . El área y número de células receptoras
que contiene la mucosa olfatoria dependen de la especie animal. En la mucosa olfatoria se describe la presencia de tres tipos de células: las células
receptoras u olfatorias, las células basales responsables de la regeneración de las células receptoras y las células de sostén o compactación. Las
células olfatorias o de Shultze son de tipo neuronal bipolar, de origen nervioso central, que emiten, por su extremo apical o mucoso de 6 a 12 cilios
de hasta 200 micras de longitud, recubiertos por el moco nasal y por su
extremo basal un axón amielínico que se proyecta hacia el bulbo olfatorio, a
través de la lámina cribosa del etmoides en la base del cráneo.
Los axones amielínicos procedentes de la mucosa nasal olfatoria se organizan en haces de fibras nerviosas que conforman el nervio olfatorio o primer
par craneal, proyectándose en un sistema de amplia convergencia hacia las
células del bulbo olfatorio a nivel de los glomérulos. El bulbo olfatorio es
una excrecencia anterior del tejido cerebral situado sobre la base de la lámina cribosa del etmoides. Los glomérulos se constituyen en unidades de
destino de hasta 25 000 o más, según la especie animal, de los axones de
las células olfatorias Como ejemplo de este alto grado de convergencia tenemos que axones procedentes de 1 000 células olfatorias hacen sinapsis
en una célula mitral de los glomérulos olfatorios. Los axones de las células
mitrales y de las células de penacho o de asociación constituyen el haz
olfatorio responsable de trasmitir los impulsos nerviosos hacia el sistema
nervioso central, proyectándose por vía subtalámica de una manera generalizada hacia la corteza somestésica, en su área medial, donde asienta el
sistema olfatorio más antiguo y lateral para el olfato menos antiguo y más
reciente. Las células mitrales y de penachos están continuamente activadas, por cuanto al ser constante la activida d respiratoria, e n su fase
inspiradora, se produce cíclicamente la penetración del aire hacia los pulmones y en este aire están presente sustancias olorosas que estimulan a
las células de Shultze, por lo que serán los propios impulsos producidos por
el nivel de concentración de los estímulos olfatorios los que autorregulen la
frecuencia de estímulos hacia el sistema. (Ver Fig. 8.15.).
400
F igu ra 8.15. Lavía olfatoria.
El área olfatoria medial se localiza por delante del hipotálamo, destacándose l os núcleos se ptales que co nectan a la vía olfa toria con núcleos
hipotalámicos y del sistema límbico relacionados con el desencadenamiento de respuestas conductuales innatas o heredadas más primitivas ante
estímulos olorosos, como son la salivación y el lamerse los labios al percibirse
olores agradables asociados con la alimentación o relacionados con la actividad reproductiva, como es la secreción adenohipofisiaria de hormonas
gonadoestimulantes en el macho cuando detecta el olor característico de
su hembra en celo, mientras el área olfatoria lateral ubicada en zonas del
sistema límbico, como la corteza piriforme, los núcleos amigdalinos y el
hipocampo se relaciona con acciones de aprendizaje de lo que gusta o no
un alimento o la fragancia de un perfume, es el área responsable de que
una persona desarrolle aversión a un alimento que anteriormente le produjo náuseas o vómitos. La vía olfatoria se relaciona también con la formación
reticular mesencefálica, lo que explica la importancia del olfato para el mantenimiento de la vigilia. En sentido general se define que una sustancia es
más efectiva como estímulo olfativo cuanto más volátil sea.
Según su capacidad olfatoria, los animales se clasifican en tres grupos:
macrosmáticos que como el perro y el cerdo poseen un sentido del olfato
bien desarrollado; microsmáticos como los humanos, para los que el olfato
prácticamente se reduce a la detección de olores agradables o desagradables, ya que realmente este sentido no participa en acciones conductuales
naturales o innatas, al perder su vínculo con la alimentación, la defensa y la
401
reproducción en la vida de relación, por lo que se asocia a olores artificiales
tales como: la aplicación de condimentos a la comida para acciones de
alimentación, el olor de los perfumes para acciones sexuales y sociales,
etcétera y anosmáticos que como en la mayoría de las aves significa pérdida total de la capacidad de olfacción por los hábitos carroñeros o la conducta de coprofagia. Aunque en general el epitelio olfatorio tiene mayor extensión
en los animales en los que el olfato está más desarrollado o animales
macrosmáticos, hay especies como el conejo que poseen una superficie de
epitelial olfatoria igual a la del humano y en vez de ser microsmáticos son
macrosmáticos. Sin embargo el perro tiene una superficie 10 veces mayor
que la del hombre.
Entre los sentidos de la vista y el olfato existe una relación inversamente
proporcional; los animales que más huelen menos ven y viceversa, ya que
mientras más próxima a la superficie terrestre tenga la cabeza la especie
animal mayor es la importancia del sentido del olfato para sus acciones de
conducta. Los animales presentan en sus secreciones corporales sustancias químicas que estimulan a los receptores olfatorios, cuando proceden
de individuos de la misma especie se llaman feromonas y cuando son de
individuos de especie diferente se conocen como alomonas. Estas sustancias químicas de estimulación olorífica presentes en la orina, heces fecales
o en las secreciones de las glándulas cutáneas permiten la identificación
entre individuos, especies, sexo, estado reproductivo, estado emocional,
detección de las presas por los depredadores, detección de peligro por la
posible cercanía de un agresor, etc., es decir, se constituyen en un importante sistema de comunicación animal.
El se nti do de l a a udi ció n como telerreceptor representa una modalidad
sensorial importante. Desde el punto de vista anatómico, el oído se subdivide en externo, medio e interno. El oído externo y el medio canalizan las
ondas sonoras hacia la cóclea en el oído interno donde se encuentran los
receptores auditivos u órganos de Corti. El pabellón auricular y el meato
auditivo externo guían las ondas sonoras hacia la membrana timpánica que
transmite las vibraciones al sistema de huesecillos auditivos del oído medio: martillo, yunque y estribo y estos a su vez las transmiten a la ventana
oval. Las vibraciones de la ventana oval establecen una serie de ondas que
viajan en la perilinfa de la escala del vestíbulo y producen vibraciones en la
membrana basilar donde se encuentran las células ciliadas del órgano de
Corti que se estimulan, generando potenciales de acción que viajan hacia el
ganglio de Corti, donde se localizan las somas neuronales de los axones que
forman la raíz auditiva del octavo par craneal o nervio auditivo que se proyectan hacia los núcleos cocleares del bulbo. El oído medio regula la presión
402
sobre el sistema de huesecillos mediante su comunicación con la faringe a
través de la trompa de Eustaquio.
Desde los núcleos cocleares los impulsos son conducidos en forma ascendente a través de las fibras cocleares hacia los tubérculos cuadrigéminos
posterior es del mesencéfal o, lo que permite el desarrollo de l reflejo
audioespinal (defensivo) y hacia los cuerpos geniculados mediales del
metatálamo. A los cuerpos geniculados mediales llegan fibras cocleares
del oído del mismo lado (homolaterales) y del oído del lado contrario
(contralaterales) y de aquí salen las fibras genículo-corticales que se proyectan en la corteza temporal donde se encuentra el centro de la audición y
se hace consciente el sonido. La proyección de la audición de ambos oídos
(binaural) en la corteza temporal de cada hemisferio cerebral permite la
orientación espacial, por lo que puede reconocerse rápidamente la dirección de una fuente sonora, ya que al estar un oído más lejos de la fuente
que el otro y como el sonido se propaga con velocidad límite incide más
tarde en el oído que está más lejos y además con menor intensidad, por lo
que la corteza temporal al ser capaz de evaluar la intensidad de ambos
sonidos determina la dirección y distancia correcta de la fuente. (Fig. 8.16.).
F igu ra 8.16. Lavía auditiva.
403
Al pabellón auricular u oreja le corresponde la función de recepción de las
ondas sonoras, al tiempo que las dirigen hacia el meato auditivo externo. Al
recibir las ondas en cierto sentido las distorsiona dependiendo del lugar de
la fuente, por lo que coopera en la orientación espacial de esta. La mayoría
de los mamíferos presentan un sistema muscular auricular que les permite
el movimiento de las orejas hacia la fuente del sonido, facilitando su localización y ampliación. En el gato, los pabellones auriculares móviles se ajustan a las señales como antenas parabólicas, localizando el lugar, la distancia,
la dirección y la velocidad del sonido con total precisión; ambas orejas pueden ser giradas independientemente una de otra en un ángulo de 180 grados y registran entre 20 y 65 000 oscilaciones por segundos.
El se nti do de l gusto se relaciona prácticamente solo con la conducta
alimentaria al determinar acciones de aceptación o rechazo del alimento.
Sus células sensoriales, las células gustativas, se localizan en los corpúsculos o yemas gustativas que se distribuyen en la superficie de la lengua y
clasifican como quimiorreceptores. La exposición de los corpúsculos del
gusto a una continua acción mecánica con el alimento hace preciso que se
reemplacen frecuentemente, por lo que la vida promedio de un corpúsculo
gustativo es del orden de las 250 horas, aunque en el humano se desconoce. Las yemas gustativas constituidas por las células sensoriales y las células de sostén (sustentaculares y basales) presentan un polo lingual que
proyecta las microvellosidades de las células gustativas que se constituyen
en la superficie receptora del gusto y en contacto con el polo basal se sitúa el
entramado terminal ramificado de las fibras nerviosas gustativas del nervio
craneal que lo inerva; en la proximidad de la membrana basal en contacto
con las fibras nerviosas, las células receptoras presentan vesículas que
contienen una sustancia neurotrasmisora que generaría el impulso nervioso en función de su excitación. En la proximidad de la membrana basal las
papilas linguales, donde se localizan los corpúsculos gustativos, se distribuyen en las regiones anterior, lateral y posterior de la lengua y se clasifican
como fungiformes (antero-lateral), filiformes (latero-posterior) y caliciformes
(posterior). El número de papilas depende de la especie.
El estímulo químico transformado en impulso nervioso es conducido por
fibra s aferentes de lo s nervios craneale s facial (área antero-late ral),
glosofaríngeo (posterior) y vago (faringe) hacia los núcleos del tracto solitario del bulbo, para de aquí, por el haz solitario, proyectarse hacia el tálamo,
núcleo ventral posteromedial, de donde neuronas de tercer orden se dirigen hacia las áreas corticales somestésicas I (postcentral) y II. Directamente
desde el tracto solitario se envían impulsos hacia los núcleos salivales superior e inferior para el control de la producción salival durante los procesos de
404
masticación y deglución La solubilidad de las sustancias en el agua es requi sito indispensa ble, aunque par a otras e s también impor tante su
solubilidad en los lípidos. En las personas se describen cuatro sensaciones
gustativas primarias: dulce, salado, ácido o agrio y amargo, planteándose
una quinta cualidad, el sabor metálico, para papilas localizadas en la mucosa de la faringe. En los animales, experimentos conductuales muestran que
son capaces de diferenciar las mismas cualidades que el humano, pero al
no tener la posibilidad de expresar la cualidad entonces el efecto sabor se
clasifica como satisfactorio o palatable para los alimentos que ingieren con
avidez, insatisfactorio o no palatable para los alimentos que rechazan e
indiferente para el sabor que puede o no estar en la dieta y no influye en su
consumo. (Ver Fig. 8.17.).
F i gu r a 8.17. Lavía gustativa.
El sentido del gusto disminuye sus funciones con la edad y se solapa con el
sentido del olfato, al retrodifundir olores procedentes de la cavidad bucal
que penetran a la cavidad nasal por las coanas, por lo que en la ingestión
de alimentos las sensaciones olfatorias y gustativas forman sensaciones
mixtas.
El se nti do de l ta cto se corresponde con un sistema de receptores de contacto, por lo que los estímulos deben actuar directamente sobre la piel. Este
405
órgano de los sentidos incluye tres modalidades básicas de sensaciones
con proyección cortical: el tacto propiamente dicho, la temperatura y el dolor. La modalidad sensorial del tacto propiamente dicho comprende las sensaciones de presión, contacto, vibración y cosquilleo, y se corresponde con
la excitación de un conjunto de receptores dérmicos especializados, formados por los discos de Merkel y los corpúsculos de Ruffini que son de adaptación lenta , los corpúsculos de Meissner de adaptación rápida y los
corpúsculos de Paccini de adaptación muy rápida. Según la intensidad y
duración del estímulo, así será la excitación del receptor, permitiendo discriminar las diferentes sensaciones táctiles y el punto exacto de estimulación.
La concentración y distribución dérmica de los mecanorreceptores no es
uniforme en toda la piel, por lo que el umbral de discriminación de dos
puntos de la piel depende del área cutánea que se estimule; en el hombre
las áreas de mayor umbral discriminativo son la piel de las manos, cara y dedos
de los pies. En los mamíferos la sensibilidad táctil es particularmente elevada en
las áreas de pelos y el área genital; en la piel pilosa faltan los corpúsculos de
Meissner y en su lugar aparecen los llamados sensores de los folículos pilosos
que son una inervación particular de las raíces de los pelos.
La actividad independiente de cada tipo de receptor permite en su generalidad la percepción y localización de las señales de tacto fino (discriminativo)
en áreas superficiales específicas del cuerpo, las señales de tacto grueso o
pesado que mantienen estados de deformación continua de la piel, el desplazamiento de objetos ligeros (insectos por ejemplo) sobre la superficie
cutánea, el desplazamiento de objetos abrasivos y las sensaciones de vibración. Los pelos de los bigotes de ciertos animales como el gato, son
mucho más largos que los del resto del cuerpo; estos pelos tienen unas
células sensoriales capaces de detectar cualquier movimiento y aunque la
mayor parte de ellos se localizan en la cara, algunos mamíferos los poseen
en las patas o espalda. Además de tener estos tipos de pelos en las zarpas
y la nariz, los gatos poseen alrededor de 30 fibras nerviosas denominadas
vibrisas que son los pelos más gruesos que crecen alrededor de la nariz, el
hocico y las cejas, percibiendo a través de ellos estímulos exteriores como
vibraciones, temperatura y presión atmosférica, muy útiles para la información sensorial en la oscuridad.
Los receptor es térmicos son especí ficos, por lo que se clasifica n en
termosensores para el frío y en termosensores para el calor, conociéndose
hasta el presente que los sensores del frío presentan una formación terminal especial y una mayor distribución corporal que los sensores del calor.
Los termorreceptores ocupan puntos discretos de la piel sin que solapen
sus campos receptores y dependiendo del área del cuerpo de que se trate;
406
en unas especies predominan más un tipo de receptor que en otras. Los
termorreceptores son relativamente insensibles a la estimulación mecánica y sus campos de recepción son pequeños. Lo que detectan los receptores térmicos no es la temperatura ambiente, sino la temperatura de la piel a
la profundidad donde se encuentran situados; por ello, los cambios en la
temperatura ambiente originan sensaciones térmicas que modifican la actividad de excitación con cierta rapidez. (Ver Fig. 8.18.).
F igu ra 8.18. Lavía táctil.
Los receptores para el dolor (algiógenos) son terminaciones libres situadas
en la epidermis donde alcanzan el estrato granuloso, y también localizadas
en el estrato papilar de la dermis, aunque en realidad cualquier estímulo
con mucha intensidad sea mecánico, vibrador o térmico puede producir, a
través de cualquier receptor cutáneo, sensaciones dolorosas al dañar los
tejidos. Por lo tanto un estímulo doloroso brusco produce una sensación
dolorosa punzante inmediata que sigue durante un segundo o un poco más
por una sensación de dolor quemante más duradera. EL dolor punzante
probablemente informa rápidamente al sujeto de una situación de peligro,
desempeñando así un papel importante en la reacción rápida para alejarse
del estímulo. Por otra parte, la sensación quemante tardía tiende a hacerse
407
más intensa con el tiempo. Esta sensación es la que hace tan desagradable
el dolor.
Los estímulos específicos para cada tipo de receptor serán transformados
en impulsos nerviosos que alcanzarán la médula espinal por las raíces dorsales o sensitivas para ser conducidos por los fascículos del cordón dorsal
(Goll y Burdach) y del cordón latero-ventral (espinotalámicos) hacia el nivel
encefálico bajo alcanzando directa o indirectamente los núcleos talámicos
para finalmente proyectarse hacia las zonas somestésicas I y II de la corteza cerebral. La información sensorial táctil de la cabeza discurre por las
ramas sensitivas de los nervios craneales trigémino, facial y glosofaríngeos.
La proyección cortical es una copia ordenada de la superficie corporal. El
sentido del tacto influye en acciones conductuales de carácter afectivo como
la relación madre-hijo, de carácter social como el contacto entre animales
de un rebaño, de carácter reproductivo relacionada con las actividades de
excitación y de monta o cópula y de carácter regulador como es la detección
de la temperatura ambiente.
LOS REFLEJOS CONDICIONADOS
Los reflejos condicionados o condicionamiento clásico responden a los conocidos reflejos condicionados de Pavlov, eminente neurofisiólogo ruso de los
inicios del siglo XX, que se caracterizan por necesitar de un período de aprendizaje en función de su repetición, corresponderse por lo tanto con la “experiencia de vida” del individuo o del colectivo que juntos reciben el estímulo,
crearse siempre sobre la base de reflejos incondicionados y no ser constantes, ya que pueden reafirmarse o desaparecer. Para explicar la formación
de los reflejos condicionados Pavlov invocó el principio de la dominancia, al
plantear que cuando un centro nervioso es asiento de una actividad intensa, esta actividad domina relativamente a los otros centros y todo sucede
como si aquel atrajera los influjos recogidos por otras partes del SNC y como
si estos influjos contribuyeran a reforzar su propia actividad. Por ejemplo,
un sonido que reiteradamente preceda a la aplicación de un excitante rápido hará entrar en acción al centro salivar; con el tiempo la actividad de este
último se vería desviada por los influjos de la corteza auditiva y una conexión se establecería entre el área acústica y la del centro salivar. En el
curso del establecimiento de un reflejo condicionado el animal puede ofrecer una conducta anómala, un estado de neurosis que impide proseguir el
experimento; unas veces, después de haber aceptado la inmovilizacion en
el soporte, durante algún tiempo, se muestra agresivo, agitado, o somnoliente
y apático. El reflejo, de haberse llegado a crear, puede desaparecer; en
408
otras ocasiones los estímulos condicionados pierden su especificidad o dan
lugar a reacciones paradójicas. De lo expresado se deduce la estrecha intervención de la corteza en la aparición de los reflejos condicionados,
puediéndose afirmar que sin la función de los centros superiores y entre
ellos no habrá la aparición de reflejos condicionados.
El ejemplo clásico de este tipo de conducta adquirida es la secreción salival
condicionada en el perro ante estímulos condicionados. Si un perro es alimentado en horario nocturno, al principio de encender la luz del local para
ofertarle la comida no le dice nada puesto que la luz se comporta inicialmente como un estímulo indiferente y no tiene para el animal ningún significado, ya que la producción de saliva (respuesta incondicionada) lo hará
frente a la comida (estímulo incondicionado), ahora bien, la repetición de la
mecánica de encender la luz, manteniendo el reflejo incondicionado (comida-saliva), produce un efecto positivo de aprendizaje en donde el encender
la luz, como paso previo a la oferta del alimento, hace que se convierta paulatinamente en un estímulo condicionado y a partir de aquí, el hecho de encender la luz producirá una secreción de saliva en el animal (respuesta condicionada), por cuanto el animal conoce que a continuación se le ofertará el
alimento. Un ejemplo de condicionamiento clásico colectivo se observa en
los rebaños bovinos lecheros en donde el inicio de los preparativos del ordeño, como es la llegada de los ordeñadores, el sonido de los cubos, la
puesta en marcha del sistema de ordeño mecánico, etc., hace que el rebaño comience a ordenarse para su entrada al salón e inclusive en la espera
se observa la eyección de leche por los pezones en varias hembras, debido
a la descarga de oxitocina como respuesta condicionada, a partir de la percepción consciente visoauditiva. En las personas un reflejo condicionado
típico es “hacerse la boca agua” cuando evocamos el recuerdo de una comida apetitosa.
Para el establecimiento de los reflejos condicionados, el animal debe estar
en buen estado de salud y hallarse libre de cualquier influencia simultánea.
Es importante señalar que el cambio del estímulo incondicionado relacionado con el estímulo condicionado produce un cuadro de neurosis experimental muy agudo en los animales. Un animal condicionado a esperar la
comida al ver un círculo rojo y evitar un choque eléctrico al ver un círculo
verde, de cambiarse la relación bruscamente, se le crea un estado de inseguridad que se manifiesta por jalonear la correa con la que habitualmente
se sujeta y por morder a las personas que lo manipulan. Esta situación de
neurosis experimental puede persistir durante horas e inclusive en ocasiones los animales no se recuperan. (Ver Fig. 8.19.).
409
F igu ra 8.19. Elreflejo condicionado.
Para el establecimiento de los reflejos condicionados de carácter excitador
o positivo, se requiere que los animales estén en buen estado de salud y su
SNC se encuentre libre de cualquier influencia simultánea; estos reflejos
solo podrán desarrollarse sobre la base de otros reflejos ya existentes, que
pueden ser condicionados o incondicionados, por lo que la aparición de los
mismos jamás se hará de un modo espontáneo y cualquier estímulo mental, incluso, aquellos que son en un principio indiferentes para el animal,
empleados en forma repetitiva, son capaces de suscitar respuestas condicionadas positivas.
Los reflejos condicionados de carácter inhibidor son aquellos que despiertan en el animal un mecanismo que es capaz de hacer desaparecer un
estímulo positivo. Por ejemplo, cuando administramos a un perro la comida
precedida de un estímulo luminoso o sonoro, se puede crear un reflejo negativo si hacemos aparecer un ataque de furia en el animal, tanto por agresión física sobre él o por la presencia de un gato. Esta acción, manifestada
a través del sistema vegetativo, determina una inhibición de la secreción de
las glándulas salivales por acción simpática.
Entre las propiedades de los reflejos condicionados se menciona la característica de que cuando el reflej o incondi cionado e s débil, r esulta di fícil
410
edificar sobre él uno condicionado; igual sucede cuando el estímulo neutral
que se trata de convertir en condicionado es de poca importancia, los estímulos condicionados de poca cuantía suman sus efectos si son aplicados
simultáneamente, siendo menester que un estímulo condicionado, para que
mantenga su carácter, vaya seguido del incondicionado, el cual actúa como
refuerzo del primero.
Constituyen estímulos condicionados eficaces la atenuación o desaparición
de un agente natural. Un perro acostumbrado al toque de campana o a un estímulo luminoso a ntes de l a oferta del alimento, una vez suprimi do este
estímulo condicionado, se observará que la atenuación o cesión de los estímulos se acompaña de secreción salival, aun por un período de tiempo en
función de la hora del día. Un lapso de tiempo puede obrar también como
estímulo condicionado de manera que, ofertándole comida a un perro cada
30 minutos, pasado un período de tiempo equivalente, el perro segregará
saliva, aun sin darle el alimento.
Se conoce como reflejos condicionados secundarios aquellos que se establecen sobre otros reflejos condicionados previamente arraigados. Un reflejo condicionado esta blecido ante un estímulo dado, no conduce a la
formación de otros reflejos condicionados.
La inhibición de los reflejos condicionados puede ser externa o indirecta e
interna o directa. La inhibición externa se refiere a que durante o poco antes de la producción de reflejos condicionados, de ser impresionado el sistema nervioso por algún e xcitante e xtraño que despierten curiosi dad o
desvíe la atención del animal, como ruidos raros, olores no habituales en
el entorno o luces no acostumbradas, el reflejo se debilita, tanto más cuanto
mayor sea la fuerza de aquel. Este es un tipo de inhibició n tempora l, ya
que si el estímulo extraño es repetido y se hace familiar para el animal, su
efecto inhibitorio puede desaparecer para constituirse en un estímulo condicionado. En relación con l a inhibicion interna o directa se describen diferentes modal idades: cuando un e stímulo condicionado se repi te un
númer o variado de vece s sin ir seguido del incondicionado , es deci r, el
refue rzo no se lleva a cabo, el reflejo condiciona do se debilita gra dualmente y termi na por ex tinguirse ; esta i nhibición se acompaña de procesos inhibidores en los centros corti cales. Dando un tiempo de descanso,
una o dos ho ras, el reflejo se recobra espontáneamente, por lo que no se
trata simplemente de una fatiga de los centros corticales o del ó rgano
efecto r, demostra da por el hecho de que después de la extinción completa
pueda restablecerse el reflejo, reforzándolo con el estímulo condicionado;
411
en este caso se recupera en un menor tiempo del que fue necesario para su
aprendizaje normal.
La inhibición condicionada es igualmente una extinción producida cuando
se superpone un número de estímulos diferentes durante la fase activa del
condicionado. La inhibición por retardo se consigue al aumentar progresivamente el intervalo que separa el estímulo condicionado del incondicionado, ya que el animal en el tiempo se “desanima”. La inhibición discriminativa
es de gran interes, se ha demostrado que la especificidad de los reflejos
condicionados, dentro de un mismo receptor, no es perfecta, por ejemplo: si
un sonido de 800 vibraciones por segundo es el estímulo condicionado
para la secreción salival, otros estímulos, de 200 o 300 vibraciones, más o
menos parecido al primero, dan lugar también a reflejos accesorios. Si estos estímulos accesorios son aplicados sin ir acompañados del excitante
incondicionado, pierden rápidamente toda su eficacia y en cambio, el reflejo original no se afecta, haciéndose, en consecuencia más específico, por lo
que se dice entonces que los estímulos similares han sufrido diferenciación
o discriminación a partir del estímulo primario, constituyéndose la denominada inhibición interna diferenciada.
Los reflejos condicionados constituyen un importantísimo mecanismo de
adaptación de la conducta de los animales en función de la experiencia que
reciben continuamente al permitirles señalar o preveer ciertos acontecimientos y permiter al organismo anticiparse a ellos. Los reflejos condicionados
de tipo excitador amplían el límite de acción de los reflejos congénitos permitiendo que actúen una variedad de estímulos no habituales que se renuevan de continuo, mientras que los inhibitorios contribuyen al ahorro de
energía y sustancia. Los reflejos condicionados de acuerdo con lo ya estudiado prestan gran servicio en las actividades productivas con los animales
de granja y en la relación con los animales afectivos, al tiempo que se constituyen en un método importante de aprendizaje para el entrenamiento de
animales para los servicios de seguridad y recreación.
SISTEM A NERVIOSO VEGETATIVO (SNV)
Existen puntos de vista erróneos que confieren a este sistema una autonomía funcional, es decir, la capacidad de excitarse y funcionar en forma independiente, de ahí que algunos autores lo denominen también como sistema
nervioso autónomo. Estas concepciones llevan a una contraposición totalmente falsa, entre la regulación de los órganos internos y de la conducta
412
animal en su relación con el medio circundante. No existe una actividad
autónoma del sistema neurovegetativo, dado que este sistema nunca funciona en forma aislada e idendependiente de las restantes formaciones
nerviosas, incluyendo la corteza cerebral. No existen reflejos vegetativos
independientes, la transmisión de impulsos hacia los centros nerviosos es
una respuesta a la estimulación de los receptores del sistema nervioso central y la actividad refleja de los centros vegetativos, con la participación en
muchos de ellos de la corteza cerebral, no se limita nunca a la transmisión
de impulsos solo a las neuronas vegetativas. Se relacionan con el sistema
neurovegetativo todas las neuronas aferentes del sistema nervioso central,
con excepción de las neuronas motoras cuya excitación provoque la contracción de los músculos esqueléticos y cuyo cuerpo celular se encuentre
en las astas ventrales de la médula espinal y en determinados núcleos del
bulbo, protuberancia y mesencéfalo.
El sistema nervioso vegetativo difiere del sistema nervioso central, al menos en dos aspectos, los órganos blancos y el número de neuronas en los
circuitos periféricos; mientras que el SNC inerva la musculatura esquelética
responsable de movimiento, el SNV inerva al músculo liso de toda la economía (vascular, digestivo, respiratorio y renal), al músculo cardíaco, a las glándulas exocrinas digestivas y cutáneas y a la glándula adrenal. En relación
con el número de neuronas, el SNV es más simple en la trasmisión del
estímulo al estar formado, básicamente, por vías bi neuronales (pre y
postganglionares).
Las funciones de las neuronas del sistema neurovegetativo no se diferencian, en rasgos generales, de las funciones de las neuronas del sistema nervioso central. Todas las neuronas aferentes (sensitivas) y eferentes (motoras),
tanto vegetativas como somáticas, no son otra cosa que eslabones funcionales de diversos arcos reflejos. En ambos sistemas, desde el punto de vista
reflejo, las neuronas solo trasmiten a los fectores impulsos que surgen en los
centros nerviosos en respuesta a la estimulación de los receptores.
Como es conocido el sistema neurovegetativo es una parte del sistema nervioso periférico que se distribuye por los músculos lisos y los sistemas glandulares de todo el organismo. En estructura y función se halla perfectamente
integrado en el resto del sistema nervioso. Morfológicamente el SNV se divide, de acuerdo con la localización de las neuronas preganglionares, en dos
porciones: simpático y parasimpático.
Una composición de dos cadenas neuronales caracterizan la formación de
los nervios vegeta tivos. El cuerpo celular de la neuro na pr imari a o
413
preganglionar (presináptica) se sitúa a nivel del sistema nervioso central,
enviando su axón para tomar contacto con la segunda neurona, la neurona
secundaria o postganglionar (postsináptica) que se ubica en uno de los
ganglios vegetativos fuera del sistema nervioso central y cuyos axones van
a los órganos efectores (distribución terminal). La relación entre ambas es
ampliamente divergente, por cuanto las neuronas postganglionares sobrepasan en número a las preganglionares, en proporción de alrededor 32:1;
una sola neurona primaria puede servir para descargar a un elevado número de neuronas postganglionares, y así, las funciones de un área terminal
extensa pueden ser controladas por un número de conexiones centrales
relativamente escasas. El sistema neurovegetativo anatómicamente se divide por su origen, en función de la localizacion de las neuronas preganglionares, en dos porciones: porción simpática o toracolumbar y porción
parasimpática o cráneo sacra.
El sistema simpático presenta su origen en el nivel medular a nivel de las
astas laterales de la médula espinal de las vertebras T1 a la L3 de donde se
proyecta hacia la cadena ganglionar espinal simpática, por lo que se caracteriza por poseer neuronas preganglionales cortas y postganglionales largas, mientras que el sistema parasimpático se origina en dos niveles
nerviosos, el encefálico bajo proyectando sus fibras con las fibras nerviosas de los pares craneales III, V y IX para ubicar a nivel del bulbo los núcleos
de origen del nervio parasimpático más importante, por su amplia trayectoria de la economía animal, el vago o X par craneal y a nivel medular, S2 -S4,
donde se origina el nervio pélvico responsable de la inervación parasimpática
del segmento terminal del intestino grueso y el sistema urogenital; este sistema posee la particularidad de que los ganglios se ubican a nivel de los
órganos inervados, por lo que presenta las fibras preganglionales largas y
las postganglionales cortas.
Las terminaciones nerviosas del sistema nervioso central de las fibras musculares esqueléticas emplean como neurotrasmisor a la acetilcolina; esto también es cierto para las neuronas preganglionares del sistema simpático y
del para simpá tico , ade más para l as ne urona s postganglionares del
parasimpático. Por lo tanto se dice que todas estas fibras son colinérgicas
porque secretan acetilcolina en sus terminaciones nerviosas. Unas pocas
terminaciones postganglionares del sistema nervioso simpático secretan
acetilcolina, son fibras colinérgicas, pero la gran mayoría de las terminaciones simpáticas secretan catecolaminas, en primer lugar noradrenalina, por
lo que se conocen como fibras adrenérgicas. Así pues, existe una diferencia
funcional básica entre las neuronas postganglionares respectivas de los
414
sistemas simpático y parasimpático, de manera que en el primero unas
descargan cetilcolina y las otras principalmente noradrenalina. La acetilcolina
y la noradrenalina secretadas por las neuronas postganglionares actúan
sobre los diferentes órganos, causando efectos respectivamente parasimpáticos o simpáticos, por lo que estas sustancias se conocen como neurotrasmisores simpáticos y parasimpaticos respectivamente. (Ver Fig. 8.20.).
F i gur a 8.20. Sistemas simpático y parasimpático.
Los sistemas simpático y parasimpático son antagónicos por efecto, pero
no por órgano efector. Como efecto, por ejemplo: el simpático produce dilatación pupilar (midriasis), mientras que el parasimpático produce contracción pupilar (miosis), lo que traduce un antagonismo, pero en la respuesta
simpática el órgano efector son las fibras meridianas pupilares, mientras
que en la respuesta parasimpática son las fibras circulares de la pupila.
Otro ejemplo clásico se co nstata en la secreción salival en donde la
estimulación parasimpática produce una saliva abundante y fluida por
estimulación directa de las células de los acinis glandulares, mientras que
la estimulación simpática produce una saliva densa y escasa, debido a que
establece una vasoconstricción local con reducción del aporte de sangre a
la glándula, por lo que al disponer de menos sangre dispondrá de menos
agua y la producción volumétrica de saliva se reduce. (Ver Fig. 8.21.).
415
F i gu r a 8.21. Elno antagonismo vegetativo.
PAPELES FISIOLÓGICO S DEL SISTEMA NERVIOSO SIMPÁTICO
El sistema simpático se constituye por el sistema que prima durante la vigilia, por lo que bajo su actividad dominan los procesos metabólicos de tipo
catabólicos, es el sistema que reacciona ante el estrés, determinando respuestas rápidas adaptativas ante múltiples estímulos agresores.
Los impulsos transmitidos por las fibras simpáticas pueden ejercer también influencia sobre los músculos esqueléticos. Se ha establecido experimentalmente que la capacidad de trabajo del músculo esquelético fatigado
se eleva a consecuencia de la estimulación de las fibras del simpático. Por
sí sola, la estimulación de las fibras simpáticas no provoca la contracción
muscul ar, pero mo difican el estado del tejido muscular, eleva ndo su
receptividad para los impulsos transmitidos por los nervios motores, ya que
acorta la cronaxia, alargada por la fatiga muscular y conduce a determinados cambios de las propiedades físico-químicas del músculo. Los impulsos
simpáticos influyen sobre las sinapsis mioneuronal, que es el sitio de pasaje de las excitaciones del nervio motor a la fibra muscular. Las propiedades
del tejido muscular se modifican en forma secundaria. Los influjos simpáticos se manifiestan en forma análoga a los resultados de la acción de la
adrenalina; esta aumenta la excitabilidad y la capacidad de trabajo del
músculo fatigado, al tiempo que produce vasodilatación muscular, aumentando la irrigación sanguínea. La influencia simpática sobre la actividad de
416
los músculos esqueléticos tiene gran importancia en la actividad muscular
de todo organismo; durante la excitación emocional se puede realizar un
gran trabajo muscular.
Se ha demostrado que el simpático, y con toda seguridad el parasimpático
y los nervios motores, ejercen una acción trófica sobre los tejidos; las influencias tróficas deben ser comprendidas como influencias sobre el aporte de sustancias nutritivas a los tejidos.
La excitación del sistema nervioso simpático desencadena una respuesta
fisiológica general del cuerpo animal que se manifiesta por midriasis (dilatación de la pupila), aumento de la frecuencia cardíaca (taquicardia), del
volumen sistólico por unidad de tiempo, vasoconstricción periférica y visceral
con vasodilatación muscular, lo que determina un cuadro de hipertensión,
aumento de la frecuencia respiratoria (taquipnea) y broncodilatación, elevación de la capacidad de trabajo de los músculos, disminución de la actividad motora y secretora del tubo digestivo, relajación vesical, movilización
del glucógeno hepático, aumento de la velocidad de coagulación sanguínea, etc. Participa en el mantenimiento de la temperatura corporal ante el
peligro de enfriamiento (respuesta ante el frío) por un co mplejo si stema
que i ncluye el aumento de l metaboli smo basal y la resp uesta reductora
de pé rdida de calor como el efecto vascula r con enérgica contriccion de
los vasos periféricos y la piloerección; produce cambios en la secreción de
las glándulas cutáneas, lo que determina modificaciones en la conductibilidad de la piel.
Todos estos procesos, que transcurren bajo influencias de impulsos simpáticos, conducen a un marcado aumento de la adaptación del organismo
frente a exigencias extraordinarias que le son planteadas por cambios del
medio externo. El papel en el control de la homeostasis es de importancia
capital para la conservación del medio interno. En uno de los indicadores
del medio interno como la termorregulacion su actividad de redistribución
de la sangre (que depende de vasocontriccion y vasodilatacion) y de la actividad de los reservorios hemáticos, así como el refuerzo de la desintegración del glucógeno hepático por descenso de la glicemia hace que todos
estos procesos no puedan realizarse normalmente con la exclusión del sistema simpático, no obstante en el mantenimiento de la homeostasis desempeñan, también, un papel importante las neuronas motoras del SNC y el
sistema parasimpático. Todo el proceso de homeostasis se realiza, nomalmente, por medio del equilibrio del organismo con el medio externo, que se
logra con la participación obligatoria de la actividad consciente y refleja
condicionada de la sección superior del encéfalo.
417
PAPELES FISIOLÓGICOS DE L SISTEMA PARASIMPÁTICO
El sistema parasimpático se constituye en el sistema que prima durante el
sueño, por lo que bajo su actividad dominan los procesos metabólicos de
tipo anabólicos, es el sistema del placer que ajusta el cuerpo animal para
su funcionamiento armónico en su momento recuperador. La actividad
parasimpática solo se manifiesta si la estimulación simpática se reduce o
inhibe, es decir, situaciones de agresión impiden la manifestación de la
actividad parasimpática.
La excitación del sistema nervioso parasimpático establece una respuesta
fisiológica general del cuerpo animal que se manifiesta por la acción de las
fibras acompañantes del sexto par craneal o nervio motor ocular común
que actúa sobre la pupila, produciendo su contracción (miosis). Además
estimula la actividad motora y secretora del tubo digestivo, que se evidencia en las glándulas salivales, al producir una saliva fluida (hacerse la boca
agua), en el sistema respiratorio reduce la frecuencia respiratoria (bradipnea)
y contrae los bronquios. Sobre el sistema cardiovascular disminuye la frecuencia cardíaca (bradicardia) y el volumen sistólico por unidad de tiempo,
con vasodilatación periférica y visceral, además vasoconstricción muscular, lo que determina un cuadro de hipotensión que favorece la micción y la
defecación.
BIBLIOGRAFÍA
AFRICAN SAFARI: El paraíso de los animales salvajes en libertad, México, 1996.
ALFONSO, O.: Fisiopatología Veterinaria. Nosopatogénesis general y alteraciones metabólicas, digestivas y hepáticas, Editorial Félix Varela, Ciudad
de La Habana, Cuba, 2000.
————: Fisiopatología Veterinaria. Disfunciones organosistémicas, Editorial
Félix Varela, Ciudad de La Habana, Cuba, 2001.
ÁLVAREZ, J.L.: “Sistema integral de atención a la reproducción”, pp. 19-21 y 61-74,
EDI CENSA, 1999.
ÁLVAREZ DÍAZ, A.: “Comportamiento alimentario en los rumiantes. Sus bases
fisiológicas. Factores que lo modifican”, Serie ganadería, 2(5),57pp.,
CIDA, Cuba, 1975.
ÁLVAREZ DÍAZ, A. y O. F ERNÁNDEZ: Handbook of Physiology of Domestic Animals,
Vet. Med. Faculty, Addis Ababa University, Ethiopia, 1981.
ÁLVAREZ DÍAZ, A.: “Comportamiento alimentario en los rumiantes. I.- Mecanismos fisiológicos de control”, Dir. Inf. Cient-Téc. (10), ISCAH, La Habana,
1988.
————: Fisiología comparada del sistema digestivo de los animales domésticos, Mó dul o Cur so de Po stgr ado , Universidad de Ciencias Agropecuarias UDCA, Bogotá, Colombia, 1994.
————: “Comportamiento maternal. Bases fisiológicas y estudio comparativo según la especie animal”, Anuario DICT-UNAH, Ser i e Monogr afí as,
20 pp., www.isch.edu.cu/biblioteca/anuario1999/html.
ÁLVAREZ DÍAZ, A. y R. RUIZ: “Efecto de la adición de diferentes niveles de forraje
verde sobre el comportamiento alimentario de carneros alimentados
con caña de azúcar”, Rev. Cient. Univ. Camaguey, RCUC, julio, 2002.
ÁLVAREZ DÍAZ, A.: “Fisiología del consumo voluntario y de la actividad ingestiva
en los rumiantes”, Anuario DICT-UNAH, Ser i e Mo no gra fí as, 2004.
ÁLVAREZ DÍAZ, A. y otros: Fisiología Animal Aplicada, 394 pp., Editorial Félix
Varela, La Habana, Cuba, 2004.
511
Baishya, N. et al.: “Possible roles for prolactin, thyroxine and insuline in the
growth of heifers before and during early pregnancy”, Brit. Vet. J., (152)
(6):709-717, 1996.
B EDFORD, M.R.: “Interaction between suggested feed and the digestive system
in poultry”, J. Apply. Poultry Research, 5:86, 1996.
B EROVIDES ÁLVAREZ, V.: ¿Por qué los animales se comportan así?, Editorial Científico-Técnica, JCL, La Habana, 1987.
CALDERÓN, R.: Comportamiento reproductivo de los ovinos, Ed. ENPES, MES,
La Habana, 1991.
CAMPBELL, N.A.: Biology, 4th edit, Benjamin/Cummings Publish, California, USA,
1996.
CASTEJÓN, F.; A. F RAILE y F. PONZ: Fundamentos de Fisiología Animal, Edit. EUNSA,
Pamplona, España, 1979.
CHURCH, D.C.: Fisiología digestiva y nutrición de los rumiantes, Ed. Acribia,
Zaragoza, España, 1994.
CUNINGHAM, J.G.: Fisiología Veterinaria, 3era edición, Editorial Elsevier, Madrid, España, 2003.
CURTIS , H.: Biología General, Ediciones Omega, Barcelona, España, 1975.
DMITRIER, Y.: Animales en el pedestal, Editorial Raduga, Moscú, Rusia, 1989.
DUKES, H.H.: Duke’s Physiology of Domestic Animals, Cornell University Press,
Ithaca and London, 1994.
ENSMINGER, M.E.: Alimento y agua para el siglo XXI, Libro de conferencia, Escuela Agrotécnica internacional CUBA-USA, 1998.
F RASER, A.F. and D.M. B ROOM: Farm Animal Behaviour and Welfare, 3th ed.,
Bailliere Tindal, England, 1990.
GANONG, W.F.: Review of medical physiology, Lange Medical Publications,
California, 1975.
GARCÍA SACRISTÁN, A. y col.: Fisiología Veterinaria, Editorial InteramericanaMcGraw-Hill, Madrid, España, 1995.
GARCÍA, L.; J. CORZO y M. CAMA: Ecología de los animales de granja, Editorial
Inst. Polit. Nacional, México, 1998.
GONZÁLEZ RUBIERA, E.; A. ÁLVAREZ DÍAZ y S. TORRENS : Manual de Fisiología Animal,
Ed. UNAH, La Habana, 1987.
GONZÁLEZ RUBIERA, E. y A. ÁLVAREZ DÍAZ: Compendio de Fisiología, Editorial Félix
Varela, La Habana, 1993.
GONZÁLEZ RUBIERA, E.; A. ÁLVAREZ DÍAZ y S. TORRENS : Manual de Fisiología Animal,
Editorial Inst. Polit. Nacional, México, 1998.
HAFEZ, E.S.E.: Adaptación de los animales domésticos, Ed. Pueblo y Educación, La Habana, 1973.
512
HAFEZ, E.S.E.: Reproduction in Farm Animals, 4th edition, Philadelphia, USA,
1980.
HAMMOND, J.: Avances en Fisiología Zootécnica, Editorial Acribia, Zaragoza,
España, 1959.
JENSEN, P.: Etología de los animales domésticos, Editorial Acribia, Zaragoza,
España, 2004.
KOLB, E.: Fisiología Veterinaria, Editorial Acribia, Zaragoza, 1975.
LAGRECA, L.; E. MAROTTA y A. MUÑOZ LUNA: “Fisiología del comportamiento del
cerdo”, Porcino, 53: 13-35, Cuba, 1999.
MARCHANT, J.N.; D.M. B ROOM and S. CORNING: “The influence of sow behaviour
on piglet mortality due to crushing in an open farrowing system”, Anim.
Prod., 72: 19-28, 2001.
MAROTTA, E.; L. LAGRECA y A. MUÑOZ LUNA: “Conducta social, alimentaria y sexual
del cerdo”, Porcino, 53: 37-65, Cuba, 1999.
MC DONALD, L.E.: Reproducción y endocrinología veterinarias, pp. 201-221,
236-259 y 338-340, Editorial Interamericana, México, 1983.
MC DONALD, P. et al.: Animal Nutrition, 5ta edit., Addison Wesley Longman,
London, England, 1995.
MERCK: The Merck Veterinary Manual, 8th edit., Nat. Publish, Inc. Philadelphia,
USA, 1998.
PÉREZ, H.: Perfil tiroideo en el ciclo estral de novillas Holstein Friesian, Anuario., p. 70, Univ. Agr. Hab., 1999.
————: “Influencia de la época del año sobre la secreción de hormonas
tiroideas y su relación con el ciclo estral en novillas de la raza Holstein
Friesian”, Arch. Rep. Anim., 9: 21-25, España, 1999.
————: “Concentraciones séricas de hormonas tiroideas en la hembra
Holstein como expresión de la capacidad adaptativa bajo condiciones
cálidas húmedas”, Te si s en o pció n a l gr ado ci entí fico de docto r en
Cie nci a s Vete ri nar i as, CENSA, La Habana, Cuba, 2000.
PÉREZ, H. y J.L ÁLVAREZ: “Patrón de secreción de triyodotironina y tiroxina en
toros sementales Holstein”, Revista Salud Animal, 19(1):47-50, 1997.
PÉREZ, H. y O. F ERNÁNDEZ: “Niveles de hormonas tiroideas en novillas Holstein
Friesian tolerantes y no tolerantes al calor”, Revista Salud Animal, 10:
121-130, Cuba, 1988.
PÉREZ, H. et al.: “Efecto del índice de temperatura-humedad sobre la secreción de hormonas tiroideas en novillas Holstein”, Revista Salud Animal, 19: 131-135, Cuba, 1997.
POMPA, A.: Biofísica médica, Primera Parte, Editorial Félix Varela, Ciudad de
La Habana, Cuba, 2004.
513
PRESTON, T.R. y R.A. LENG: Producción Pecuaria Tropical, Ed. Circ. Imp. LTDA.,Cali,
Colombia, 1990.
QUIGLEY, J.: “Colostrums feeding – A primer on colostral inmunoglobulins”,
Ame. Prot. Corp., Iowa, USA, 1998.
QUINCOSA, J.: “Caracterización de la conducta alimentaria de hembras bovinas Siboney de Cuba, según categoría animal y período del año, en
condiciones de producción”, Tesis en op ci ó n a l gr a do ci entífi co de
docto r en Ci enci as Ve te ri na ri as, ICA, La Habana, Cuba, 2007.
QUINCOSA, J. y A. ÁLVAREZ DÍAZ: “Estudio circadiano del componente ingestión de
la conducta alimentaria del ganado Siboney de Cuba”, En: Me mor i a s
XVI II Congr eso Pana meri cano de Ciencias Veterinaria s, pp.141-150,
La Habana Cuba, 2002.
————: “La conducta mericica o de rumia en añojas y novillas del genotipo
Siboney de Cuba como expresión de bienestar animal”, En: Memo r ia s
II I Convención Internaci ona l de Orde namiento Rura l y De sar rol lo
So cio e co nó mico (ORDES), pp. 132-141, Ciudad de La Habana, Cuba,
2003.
————: “Evolución y desarrollo de la conducta ingestora con la edad, en
terneras de la raza Siboney de Cuba”, En: Memor ia s de l CUB AZ OO X X
Ani versario Par que Zool ógico Na cional de Cuba, pp. 64-73, Ciudad de
La Habana, Cuba, 2004.
QUINCOSA, J.; A. ÁLVAREZ DÍAZ y A. SENRA: “Conducta ingestora en la categoría
ternera del genotipo Siboney de Cuba en los períodos lluvioso y poco
lluvioso”, Revista Cubana Ciencias Agrícolas, 39: 4, Cuba, 2005.
————: “Conducta ingestora de hembras bovinas en desarrollo del genotipo
Siboney de Cuba en los períodos lluvioso y poco lluvioso”, Revista Cubana Ciencias Agrícolas, 40: 1, Cuba, 2006.
QUINCOSA, J. y A. ÁLVAREZ DÍAZ: “Caracterización circadiana y circanual de la conducta alimentaria de la categoría vacas secas del genotipo Siboney de
Cuba”, pp. 121-130, XVI Co ngreso Inte rna ci onal de Cie ncias Veter inar i as, 2007.
RATHS , P. y G.A. B IEWALD: Animales en el experimento, Editorial Científico Técnica, La Habana, Cuba, 1988.
RUCKEBUSCH, Y. et al.: “Troubles de la motricite gastrique et du comportement
alimentaire lie a presence d‘un abces cervical chez une brebis”, Rev.
Med. Vet., 123:463, Francia, 1972.
RUCKEBUSCH, Y.; L.P. PHANEUF y R. DUNLOP: Fisiología de pequeñas y grandes especies, Edit. Mundo Moderno, México, 1994.
RUCKEBUSCH,Y. and P. THIVEND: Digestive Phisiology and metabolism in the
ruminant, Westport, CT,AVI Publishing, England, 1980.
514
RUIZ, R.: Bioquímica nutricional, Tomo I, Ed. MES, La Habana, 1984.
RUIZ, R. y C.M. VÁZQUEZ: Consumo voluntario de pastos y forrajes tropicales.
Los pastos de Cuba, Tomo II, Ed. EDICA, La Habana, 1983.
SCHMIDT, R.F. y G. THEWS : Fisiología humana, Ed. Interamericana McGraw-Hill,
España, 1993.
STURKIE, P.D.: Fisiología aviar, Edic. Revolucionaria, La Habana, 1974.
Descargar