il segmento più distale del GI viene detto grande intestino
le funzioni principali sono digestione, assorbimento nutrienti, riassorbimento dei liquidi,
accumulo dei prodotti di scarto
contiene miliardi di batteri commensali in simbiosi con l’ospite per tutta la vita: microflora
batterica
riceve ed emette segnali con i quali comunica con le altre parti del GI
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il colon è regolato principalente da vie nervose
la motilità è influenzata da riflessi locali (enterici) causati dallo stiramento meccanico in
seguito a passaggio di un bolo: secrezione di Cl- e liquidi
ci sono anche archi riflessi lunghi:
riflesso gastrocolico (5-HT e Ach)
riflesso ortocolico
le cellule enterocromaffini liberano 5-HT; le cellule enteroendocrine dell’ileo terminale e
del colon liberano peptide YY, un segnale che funge da freno dell’ileo riducendo la
progressione intestinale
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al pari di altri segmenti del GI, il colon è composto da più strati ricoperti da un epitelio
cilindrico al di sotto del quale si trovano gli altri strati
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la mucosa non presenta villi; l’epitelio è formato da enterociti simili a quelli dell'intestino
tenue, tra i quali sono intercalate cellule caliciformi mucipare
le cellule assorbenti sono scarse, si richiede prevalentemente un assorbimento idrico e
salino, mano a mano che si procede verso la zona distale la progressione di prodotti di
scarto (azione lubrificante del muco) diventa fondamentale
l'orletto striato degli enterociti si presenta nel crasso di altezza inferiore rispetto al tenue
cellule mucipare
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la muscolatura circolare della mucosa produce
occlusione del lumen e formazione di
segmenti del colon (haustra)
le bande longitudinali dello strato muscolare
sono diverse da quelle del tenue in quanto
sono 3 e non si sovrappongono tra loro; si
estendono per tutta la lunghezza del colon
(taeniae coli)
gli strati sono elettricamente accoppiati ma in
maniera meno efficiente rispetto al piccolo
intestino
le haustra sono causate dall’attività del
sistema nervoso enterico per rallentare la
progressione e facilitare l’assorbimento
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il colon termina col retto (giunzione
rettosigmoidea)
le valvole facilitano l’accumulo ed
ottimizzano la defecazione
il canale anale è invece circondato
anche da muscolatura striata
lo sfintere anale interno è un
ispessimento della muscolatura circolare
lo sfintere anale esterno è composto da
3 strati striati; ha un elevato tono basale
regolabile sia per via rilfessa che
volontaria
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complessivamente i movimenti sono volti a rimescolare il contenuto (soprattutto a livello
della parte prossimale) e alla progressione caudale (soprattutto nella parte distale)
le contrazioni anulari fasiche (muscolatura circolare) sono poco organizzate nello spazio e
nel tempo, determinano segmentazione, si propagano per pochi secondi e pochi cm in
entrambe le direzioni, determinano un aumento della pressione intraluminale e spingono il
materiale in entrambe le direzioni (movimento pendolare)
dopo il pasto si osserva un’aumentata motilità (per circa 2 h): movimenti di segmentazione
e peristaltici (muscolatura longitudinale); le contrazioni peristaltiche sono toniche o
fasiche di circa 20-60 sec e sono prodotte dalle teniae coli; si propagano per brevi distanze
sia cranialmente che caudalmente (complessi migratori migranti e non); nel colon
prossimale ciò mantiene più a lungo il contenuto a contatto con l’epitelio
nel colon trasverso e discendente si osservano i movimenti di massa (complessi contrattili
migranti giganti); si spostano solo in direzione caudale fino al retto; avvengono 2-10 volte
al giorno e possono indurre a defecazione; sono favoriti dall’ingestione di cibo e
dall’attività fisica
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controllo miogeno della motilità
le onde lente (REB; 2-4 cicli min) del colon si originano a livello dello strato muscolare
circolare e si propagano al longitudinale
nel cieco non ci sono depolarizzazioni spontanee; il sistema nervoso enterico induce gli
eventi elettrici
i potenziali d’azione possono dare origine a brevi treni non propagati (segmentazione)
oppure scaricano in treni più prolungati che si propagano aboralmente (soprattutto nel
colon prossimale) e in maniera irregolare nel colon distale (peristalsi)
ci sono anche scariche continue di potenziali d’azione totalmente indipendenti dalle onde
lente e sono scariche di elevata frequenza o di elevata ampiezza che danno forti
contrazioni toniche della muscolatura:
quelle ad elevata frequenza sono stazionarie o migrano, spiegano l’esistenza dei complessi
motori migranti e non migranti
quelle ad elevata ampiezza migrano caudalmente, spiegano l’esistenza dei movimenti di
massa
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controllo nervoso della motilità
la contrazione (stimolazione parasimpatica) della parte prossimale è stimolata dal vago e
dal sistema enterico, la parte rimanente è innervata dai nervi pelvici che controllano anche
il calibro dello sfintere anale
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la stimolazione dei neuroni simpatici inibisce la motilità; anche la stimolazione dei plessi
pelvici che rilasciano NO e VIP
l’innervazione estrinseca induce genesi di archi riflessi
controllo ormonale della motilità
eccitatori: gastrina, CCK, insulina, sostanza P, neurotensine, encefaline, motiline
inibitori: secretina, glucagone, peptide YY
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trasporti nel colon
le cellule del colon si rinnovano rapidamente (poco accumulo di danni genetici dovuto
all’esposizione a tossine ma alto rischio di malignità cancerose)
l’epitelio ha funzione assorbente e secernente (a livello delle cripte)
assorbe acidi grassi a catena corta prodotti dai batteri della flora intestinale a partire dai
carboidrati non assorbiti
il colon riceve 2 L di liquidi al giorno e ne assorbe 1,8 L;
gli altri liquidi sono eliminati con le feci
ha una grossa capacità di assorbire acqua in situazioni
di necessità (4-6 L al giorno)
l’assorbimento e la secrezione di acqua sono processi
passivi che seguono i movimenti di elettroliti e soluti
1- assorbimento elettricamente neutro di NaCl
(lo stesso che avviene nel piccolo intestino)
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2- assorbimento di acidi grassi a
catena corta (epitelio e forse cripte)
short-chain fatty acid
sodium-monocarboxylate transporter
gli acidi grassi (acetato, propionato,
butirrato) sono fonte di energia per
le cellule del colon, ad es. il butirrato
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3- assorbimento elettrogenico di Na+
(parte distale del colon)
il canale ENaC (epithelial-Na-channel,
presente anche nel rene) è regolato da
neurotrasmettitori ed ormoni
l’acqua e Cl- seguono passivamente
attraverso
le
giunzioni
strette,
assicurando la conservazione della
neutralità elettrica
in caso di riduzione dell’assunzione di
Na+, l’espressione di ENaC può essere upregolato (sia nel colon che nel rene) in
maniera acuta dall’ormone aldosterone
HCO3- è secreto contro-gradiente per
antiporto
K+ è secreto passivamente
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4- secrezione attiva di K+
esiste anche un assorbimento attivo ancora non ben identificato
complessivamente la secrezione di K+ prevale (durante diarrea si ha una grande perdita di
acqua e potassio)
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microflora intestinale
è rappresentata da circa 500 specie batteriche aerobiche ed anaerobiche, ma anche lieviti e
protozoi; il sistema viene chiamato “microbioma”
nello stomaco possono essere rinvenute specie batteriche (ad es. Streptococcus,
Lactobacillus ed Helicobacter pylori) ma non c’è una vera e propria flora
nel tenue il numero di batteri aumenta progressivamente
nel cieco si raggiunge la massima concentrazione a livello del colon di sinistra; la
proliferazione batterica è notevole; il 99% sono anaerobi non sporigeni; gli anaerobi
facoltativi (ad es. Lactobacillus ed Escherichia coli) sono il 25% della flora del cieco mentre
nelle feci prevalgono nettamente gli anaerobi obbligati (ad es. Bifidobacterium,
Bacterioides e Clostridium)
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nelle feci il contenuto è diverso da individuo ad individuo, ma abbastanza stabile nei singoli
individui:
Bacterioides – fragilis
Bifidobacterium – adulescentis, longum, infantis, breve
Eubacterium – narofaciens
Escherichia – coli
Streptococcus – viridans, salivarius
Klebsiella
Lactobacillus – acidophilus, salivarius, casei, plantarum, fermentum, brevis
l’ecosistema batterico si forma subito dopo la nascita e rimane molto stabile; la peristalsi ed
il tessuto linfoide intestinale limitano la colonizzazione
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stimolazione dello sviluppo del sistema immunitario e modulazione della risposta
immunitaria
la difesa della mucosa intestinale viene svolta dal GALT (gut-associated lymphoid tissue),
costituito soprattutto da linfociti T
i linfociti sono sparsi nella lamina
propria, in follicoli linfatici isolati o
aggregati nelle placche del Peyer
le placche del Peyer, che presentano
molti linfociti B, sono separate dal
lume intestinale dalle cellule M, prive
di microvilli
i linfociti B attivati migrano dalle
placche alla lamina propria dove si
trasformano in plasmacellule che
secernono IgA (difende dall’antigene e
dalla proliferazione batterica)
linfociti T e B migrano anche verso i
linfonodi mesenterici e quindi la
circolazione generale
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gli animali “germ free” presentano alterazioni dell’epitelio intestinale e del sistema
immunitario locale
funzionalmente hanno uno svuotamento gastrico rallentato, così come la motilità ed il
transito intestinale; il cieco è molto dilatato ed inefficiente; il riassorbimento idrico è
compromesso
l’apparato digerente viene raggiunto da un’enorme quantità di antigeni, ed è il maggior
punto di concentrazione di cellule immunitarie di tutto l’organismo
la colonizzazione intestinale è essenziale per lo sviluppo del sistema immunitario, come
dimostrato dall’insorgenza della tolleranza orale nei soggetti con microflora instauratasi in
tempi fisiologici
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difesa contro batteri esogeni
i batteri della microflora inibiscono l’adesione ai colonociti dei batteri esogeni, competono
con essi per i substrati metabolici e producono sostanze ad attività battericida
la rottura dell’equilibrio può permettere la colonizzazione di batteri patogeni opportunisti
digestione di nutrienti non altrimenti digeribili e modifiche di substrati endogeni
il metabolismo della microflora può essere sfruttato anche per scopi farmacologici
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sintesi di vitamine
il microbioma è in grado di sintetizzare alcune vitamine, soprattutto del gruppo B e la
vitamina K
l’entità è variabile ma non rilevante dal punto di vista nutrizionale
metabolismo degli estrogeni
il 60% degli estrogeni circolanti vengono coniugati nel fegato con acido glicuronico o solfato
ed escreti con la bile
la microflora tramite gli enzimi b-glicuronidasi e solfatasi operano la deconiugazione
solo gli estrogeni deconiugati possono essere riassorbiti e ritornare al fegato, gli altri
vengono espulsi con le feci
un’alimentazione ricca in vegetali porta a riduzione dell’attività glicuronidasica ed
incremento fecale di estrogeni
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metabolismo di procancerogeni
un’alimentazione di tipo “occidentale”, ricca di carni e grassi correla con l’insorgenza del
cancro al colon; se questo dipende dall’attività metabolica della microflora ancora non è
chiaro anche se diverse evidenze fanno pensare ad un ruolo importante
b-glicuronidasi e 7a-deidrossilasi sono responsabili della formazione di sali biliari
deconiugati e sali biliari secondari; la deconiugazione coinvolge anche carcinogeni, ad es. il
precancerogeno cicasina viene attivato nel potente cancerogeno metilazossimetanolo
alcuni batteri incrementano il danno al DNA indotto da amine eterocicliche che si formano
nella cottura delle carni e viceversa
la microflora presenta anche attività azotoreduttasica e nitroreduttasica, formando prodotti
intermedi (amine aromatiche) potenzialmente cancerogeni (ad es. composti N-idrossilati e
nitrosammine)
diversi enzimi della microflora sono inducibili dal substrato: un’alimentazione ricca di fibre
riduce l’attività deidrossilasica, glicuronidasica, azotoreduttasica e nitroreduttasica
diminuendo la concentrazione di cancerogeni; la comprensione della reale situazione
necessità però di ulteriori approfondimenti sperimentali
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alimentazione nel primo anno di vita e microflora
alla nascita l’intestino è sterile, ma entro pochi giorni viene colonizzato da microorganismi
provenienti da fonti diverse
nel neonato allattato al seno predomina il Bifidobacterium e Lactobacillus mentre i neonati
allattati artificialmente presentano anche Bacterioides, Escherichia coli, Stafilococcus e
Clostridium:
-IgA secretorie e lisozima nel latte materno
-composti secondari (prebiotici naturali) che favoriscono Bifidobacterium
-composti che rendono il pH delle feci più acido
-presenza di lattoferrina
-basso rapporto caseina/proteine
dopo lo svezzamento la flora assume i connotati della flora dei soggetti adulti
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probiotici, prebiotici e simbiotici
un alimento che contenga batteri che determinano benefici per la salute quando viene
somministrato è definito probiotico
i dati più affidabili sull’uso di probiotici per scopi clinici riguardano l’intolleranza al lattosio e
la diarrea da rotavirus oltre alla possibilità di ridurre i tempi di recupero da diarrea indotta
da terapie con antibiotici
i prebiotici sono sostanze di origine alimentare non digeribili che inducono una promozione
selettiva di uno o più ceppi batterici intestinali dando beneficio alla salute umana
i simbiotici sono probiotici + prebiotici
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motilità anorettale
a livello dell’ano lo strato circolare esterno della muscolatura forma lo sfintere anale interno
lo strato longitudinale esterno temina in parte nella fascia perineale superiore, in parte
fissandosi sulla faccia profonda della cute anale
lo sfintere anale esterno è costituito da muscolatura striata, è il muscolo più superficiale del
perineo, composto da fibre toniche (a contrazione lenta) e fasiche (a contrazione rapida)
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l’innervazione anorettale è sia somatica sia autonoma
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le feci contengono i residui non digeribili degli alimenti, batteri morti, cellule epiteliali
morte, metaboliti secreti con la bile e piccoli volumi di acqua
negli individui in buone condizioni possono contenere piccole quantità di nutrienti
(mancata digestione o malassorbimento)
i residui di natura lipidica nelle feci (steatorrea) possono essere sintomo di lieve
disfunzione intestinale, poiché sono scarsamente utilizzati dalla microflora; la presenza di
carboidrati o proteine (utilizzate anche dalla microflora) indica un peggioramento della
funzione intestinale poiché significa che la “perdita” a livello intestinale di queste sostanze è
rilevante
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la continenza è possibile grazie all’attività di serbatoio del colon e del retto, alla contrazione
degli sfinteri ed alla presenza di un sistema recettoriale che permette la percezione del
contenuto anale
a riposo lo sfintere interno è contratto (70-80% del tono anale) per riflesso simpatico, ma
può essere inibito dalle efferenze parasimpatiche
anche lo sfintere esterno è contratto (20-30% del tono anale) grazie ad una via riflessa
spinale controllata dalle vie efferenti volontarie dei centri S2-S3 e dei nervi pudendi
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la defecazione inizia con un aumento della
tensione delle pareti del retto, causato
dall’arrivo delle feci e dai movimenti di
massa
lo sfintere interno si rilascia, probabilmente
per effetto di VIP e NO
(plessi intramurali)
lo sfintere esterno si contrae
(riflesso spinale)
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se l’evacuazione non avviene (per inibizione dei centri encefalici) si ha rilasciamento
recettivo del retto
l’arrivo di altro materiale fecale fa aumentare ulteriormente la tensione del retto
le vie simpatiche controllano il contenimento delle feci, le vie parasimpatiche controllano
l’espulsione delle feci, le vie nervose somatiche controllano lo sfintere esterno
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l’evacuazione volontaria di gas avviene attraverso una sequenza simile alla defecazione, a
eccezione del fatto che il muscolo puborettale non si rilascia; i gas vengono spinti al di là
dell’angolo rettoanale senza fuoriuscita di materiale fecale
il controllo encefalico della defecazione è effettuato da un centro bulbare, da centri
superiori diencefalici, limbici e corticali
i centri corticali sono responsabili della inibizione volontaria della defecazione, inducendo
forti contrazioni della pelvi e dello sfintere anale esterno
la corteccia coordina anche i movimenti dei muscoli striati coinvolti nella defecazione:
contrazione dei muscoli addominali, dei muscoli inspiratori, della glottide e dei muscoli del
pavimento pelvico
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