Ácido gástrico

El ácido gástrico o ácido estomacal es el componente ácido —ácido clorhídrico— del jugo gástrico , producido por las células parietales de las glándulas gástricas del revestimiento del estómago . En los humanos, el pH se encuentra entre uno y tres, mucho más bajo que en la mayoría de los demás animales, pero muy similar al de los carnívoros carroñeros que necesitan protección contra la ingestión de patógenos . ^{[ 1 ]}

Con esta mayor acidez, el ácido gástrico desempeña un papel protector clave contra los patógenos. También es fundamental en la digestión de las proteínas al activar las enzimas digestivas , que en conjunto descomponen las largas cadenas de aminoácidos . El ácido gástrico se regula mediante sistemas de retroalimentación para aumentar su producción cuando es necesario, como después de una comida. Otras células del estómago producen bicarbonato , una base, para amortiguar el líquido, asegurando un pH regulado. Estas células también producen moco , una barrera viscosa que impide que el ácido gástrico dañe el estómago. El páncreas produce además grandes cantidades de bicarbonato, secretándolo a través del conducto pancreático hacia el duodeno para neutralizar el ácido gástrico que pasa al tracto digestivo .

La secreción es un proceso complejo y relativamente costoso en términos energéticos. Las células parietales contienen una extensa red secretora (llamada canalículos ) desde la cual el ácido clorhídrico se secreta hacia la luz del estómago. El nivel de pH se mantiene mediante la bomba de protones H ⁺ /K ⁺ ATPasa . ^{[ 2 ]} La célula parietal libera bicarbonato al torrente sanguíneo durante el proceso, lo que provoca un aumento transitorio del pH en la sangre, conocido como marea alcalina .

El jugo gástrico también contiene enzimas digestivas producidas por otras células de las glándulas gástricas: las células principales gástricas . Estas células secretan pepsinógeno inactivado . Una vez en la luz del estómago, el ácido gástrico activa la proenzima para convertirla en pepsina .

Un estómago humano adulto típico secreta aproximadamente 1,5 litros de jugo gástrico al día. ^{[ 3 ]} El jugo gástrico es la combinación de secreciones de las glándulas gástricas, incluyendo el componente principal ácido clorhídrico (ácido gástrico), lipasa gástrica y pepsinógeno . ^{[ 4 ]} Una vez en el estómago, el ácido gástrico transforma el pepsinógeno en la enzima digestiva pepsina, que se incorpora al jugo gástrico. ^{[ 5 ]} En los humanos, el pH del ácido gástrico se encuentra entre uno y tres, mucho más bajo que en la mayoría de los demás animales, pero muy similar al de los carnívoros carroñeros , lo que requiere una protección adicional contra la ingestión de patógenos . ^{[ 1 ] [ 6 ]}

La secreción de ácido gástrico se produce en varias etapas. Los iones cloruro e hidrógeno se secretan por separado del citoplasma de las células parietales y se mezclan en los canalículos. Esto crea un potencial negativo de entre -40  y  -70 mV a través de la membrana de la célula parietal, lo que provoca que los iones potasio y una pequeña cantidad de iones sodio se difundan desde el citoplasma hacia los canalículos de la célula parietal. Posteriormente, el ácido gástrico se secreta junto con otras secreciones glandulares hacia la fosa gástrica para su liberación en la luz del estómago. ^{[ 3 ]} 

La enzima anhidrasa carbónica cataliza la reacción entre el dióxido de carbono y el agua para formar ácido carbónico . Este ácido se disocia inmediatamente en iones hidrógeno y bicarbonato. Los iones hidrógeno salen de la célula a través de las bombas antiportadoras H ⁺ /K ⁺ ATPasa .

Al mismo tiempo, los iones de sodio se reabsorben activamente. Esto significa que la mayoría de los iones K ⁺ (potasio) y Na ⁺ (sodio) secretados regresan al citoplasma. En el canalículo, los iones de hidrógeno y cloruro secretados se mezclan y se secretan hacia la luz de la glándula oxíntica .

La concentración máxima que alcanza el ácido gástrico en el estómago es de 160 mM en los canalículos. Esto equivale a aproximadamente 3 millones de veces la concentración en sangre arterial , pero es casi isotónica con otros fluidos corporales. El pH mínimo del ácido secretado es de 0,8, ^{[ 7 ]} pero en la luz del estómago se diluye hasta alcanzar un pH entre 1 y 3. 

Existe una pequeña secreción basal continua de ácido gástrico entre comidas, generalmente inferior a 10  mEq/hora. ^{[ 8 ]}

Hay tres fases en la secreción de ácido gástrico que aumentan la tasa de secreción para digerir una comida: ^{[ 3 ]}

1. Fase cefálica : El treinta por ciento de la secreción total de ácido gástrico se estimula por la anticipación de la comida y el olor o sabor de los alimentos. Esta señalización se produce desde centros superiores del cerebro a través del nervio vago (nervio craneal X) . Este activa las células parietales para liberar ácido y las células ECL para liberar histamina . El nervio vago (NC X) también libera péptido liberador de gastrina ^sobre las células G. Finalmente, también inhibe la liberación de somatostatina de las células D. ^{[ 9} ]
2. La fase gástrica : Aproximadamente el sesenta por ciento del ácido total de una comida se secreta en esta fase. La secreción de ácido se estimula por la distensión del estómago y por los aminoácidos presentes en los alimentos.
3. Fase intestinal : El 10% restante del ácido se secreta cuando el quimo entra en el intestino delgado, y es estimulado por la distensión del intestino delgado y por los aminoácidos . Las células duodenales liberan enterooxintina , que actúa sobre las células parietales sin afectar a la gastrina. ^{[ 9 ]}

La producción de ácido gástrico está regulada tanto por el sistema nervioso autónomo como por diversas hormonas . El sistema nervioso parasimpático , a través del nervio vago , y la hormona gastrina estimulan a las células parietales para que produzcan ácido gástrico, actuando tanto directamente sobre estas células como indirectamente, mediante la estimulación de la secreción de la hormona histamina por parte de las células enterocromafines (ECL). El péptido intestinal vasoactivo , la colecistoquinina y la secretina inhiben dicha producción.

La producción de ácido gástrico en el estómago está estrictamente regulada por reguladores positivos y mecanismos de retroalimentación negativa . En este proceso intervienen cuatro tipos de células: parietales, G , D y enterocromafines. Además, las terminaciones del nervio vago (NC X) y el plexo nervioso intramural en el tracto digestivo influyen significativamente en la secreción.

Las terminaciones nerviosas del estómago secretan dos neurotransmisores estimulantes : acetilcolina ^{[ 10 ]} y péptido liberador de gastrina . Su acción es tanto directa sobre las células parietales como mediada por la secreción de gastrina por las células G y de histamina por las células enterocromafines. La gastrina actúa sobre las células parietales de forma directa e indirecta, estimulando la liberación de histamina.

La liberación de histamina es el mecanismo de regulación positiva más importante de la secreción de ácido gástrico en el estómago. Su liberación es estimulada por la gastrina y la acetilcolina e inhibida por la somatostatina . ^{[ 11 ]}

En el duodeno , el ácido gástrico se neutraliza mediante el bicarbonato . Esto también bloquea las enzimas gástricas que funcionan de manera óptima en el rango ácido de pH . La secreción de bicarbonato por el páncreas es estimulada por la secretina . Esta hormona polipeptídica se activa y se secreta desde las llamadas células S en la mucosa del duodeno y el yeyuno cuando el pH en el duodeno desciende por debajo de 4,5 a 5,0. La neutralización se describe mediante la siguiente ecuación:

HCl + NaHCO ₃ → NaCl + H ₂ CO ₃

El ácido carbónico se equilibra rápidamente con el dióxido de carbono y el agua mediante la catálisis de las enzimas anhidrasa carbónica unidas al revestimiento epitelial intestinal, ^{[ 12 ]} lo que produce una liberación neta de dióxido de carbono gaseoso dentro de la luz intestinal asociada con la neutralización. En la parte superior del intestino, como el duodeno, tanto el dióxido de carbono disuelto como el ácido carbónico tienden a equilibrarse con la sangre, lo que provoca que la mayor parte del gas producido durante la neutralización se exhale a través de los pulmones.

La enfermedad por reflujo gastroesofágico (ERGE) es un trastorno común que se produce cuando el ácido estomacal regresa repetidamente al esófago . Este reflujo ácido, también conocido como acidez estomacal , puede irritar la mucosa esofágica. La mayoría de las personas pueden controlar las molestias de la ERGE con cambios en el estilo de vida y medicamentos, principalmente inhibidores de la bomba de protones y bloqueadores H2 . También se pueden usar antiácidos para neutralizar el ácido gástrico. En ocasiones, puede ser necesaria la cirugía para aliviar los síntomas. ^{[ 13 ]}

La inflamación crónica de la mucosa gástrica puede provocar gastritis atrófica, lo que conlleva una disminución de la secreción de ácido gástrico y, en consecuencia, problemas digestivos.

En la hipoclorhidria y la aclorhidria , el ácido gástrico es bajo o inexistente, respectivamente. Esto puede conllevar una menor protección contra patógenos ingeridos como las bacterias Vibrio o Helicobacter .

En el síndrome de Zollinger-Ellison , los niveles de gastrina aumentan, lo que provoca una producción excesiva de ácido gástrico que puede causar úlceras gástricas . ^{[ 14 ]} La hipercalcemia también aumenta la gastrina y el ácido gástrico y puede causar úlceras. ^{[ 15 ]}

En enfermedades que cursan con vómitos excesivos, puede desarrollarse una alcalosis metabólica hipoclorémica (disminución de la acidez sanguínea por agotamiento de H ⁺ y cloro ).

El papel del ácido gástrico en la digestión fue establecido en las décadas de 1820 y 1830 por William Beaumont en Alexis St. Martin , quien, como resultado de un accidente, tenía una fístula (agujero) en el estómago, lo que permitió a Beaumont observar el proceso de digestión y extraer ácido gástrico, verificando que el ácido desempeñaba un papel crucial en la digestión. ^{[ 16 ]}

• Descubrimiento y desarrollo de inhibidores de la bomba de protones

• La célula parietal: Mecanismo de secreción ácida; Universidad Estatal de Colorado. Archivado el 2 de mayo de 2021 en Wayback Machine.