Apparato Digerente: Digestione e Assorbimento dei Nutrienti

Apparato Digerente:
Digestione e
Assorbimento
dei Nutrienti
Augusto Innocenti
Dottore in Biologia
Perfezionamento in Biochimica e Biologia Molecolare
Phd in Neurobiologia e Neurofisiologia
■ cavità
cavità orale e faringe
■ esofago
■ stomaco
■ intestino medio o tenue
– duodeno
– digiuno
– ileo
■ intestino posteriore o crasso
– colon
– retto
– canale anale
■ organi annessi
– ghiandole salivari
– fegato
– pancreas esocrino
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Apparato Digerente
Funzioni:
■ trasporto
– muscolatura liscia
■ trattamento fisico
– denti (nella rima orale) o nello stomaco
– secrezioni fluide della bocca, stomaco e intestino
– peristalsi, antiperistalsi e movimenti di segmentazione
– secrezioni epatiche
■ trattamento chimico
– enzimi digestivi
■ assorbimento
– pieghe interne del tubo digerente, villi e microvilli
Apparato Digerente
■ tonaca mucosa, la più
più interna:
– epitelio prismatico semplice, pluristratificato solo nei suoi tratti
estremi
– strato di connettivo lasso, contenente fasci di cellule muscolari
muscolari lisce,
la muscolaris mucosae
■ tonaca sottomucosa:
– strato di connettivo lasso, ricco di vasi e di fibre nervose (plesso
(plesso di
Meissner),
Meissner), dove si spingono le ghiandole dell’
dell’epitelio
■ tonaca muscolare:
– 2 strati di muscolatura liscia, interna circolare ed esterna
longitudinale
■ tonaca avventizia o sierosa, la più
più esterna:
– strato di connettivo lasso, ricco di vasi e tessuto linfoide e adiposo
adiposo
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Apparato Digerente
Bocca
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Esofago
Esofago
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Stomaco
Intestino
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Intestino
Fegato
Il fegato è la più
più voluminosa ghiandola dell'apparato
digerente e dell' organismo umano; pesa circa 1,5 Kg. e
secerne la bile, che ha la funzione di emulsionare i grassi.
La bile secreta dal fegato
viene accumulata in un
serbatoio, la cistifellea,
cistifellea, e poi
riversata nell'intestino per
mezzo del condotto epatico.
Il fegato, inoltre, ha il
compito di regolare la
quantità
quantità di sostanze nutritive
messe in circolazione.
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Fegato
Funzioni
■ come ghiandola esocrina
– secrezione di bile nel duodeno
•soluzione acquosa che ha la funzione di permettere
l'assorbimento intestinale dei grassi alimentari e delle
vitamine liposolubili
Fegato
■ come ghiandola endocrina
– sintesi e rilascio nel sangue di vari tipi di
sostanze organiche
•metabolizzare i prodotti della digestione che riceve tramite il
sangue dall’
dall’assorbimento nel tratto digerente (riserva di glicogeno)
•mantenere costante il livello del glucosio nel sangue, attivando o
disattivando i processi di glicogenosintesi e della gluconeogenesi
•degradare o detossificare una gran varietà
varietà di sostanze esogene
(farmaci e tossine) ed endogene (steroidi ed altri ormoni),
ricevendo dalla milza i prodotti di degradazione dell’
dell’emoglobina,
derivante dai globuli rossi distrutti (conversione di lipidi e
aminoacidi in glucosio, gluconeogenesi,
gluconeogenesi, e deaminazione degli
aminoacidi fino alla formazione di urea)
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Pancreas Funzioni
■ come ghiandola esocrina
– Gli acini pancreatici producono enzimi digestivi in forma inattiva
inattiva
che sono riversati nel duodeno (succo pancreatico) attraverso i dotti
pancreatico principale (dotto di Wirsung)
Wirsung) e pancreatico accessorio
(dotto di Santorini), qui essi sono attivati da altre proteine.
AMILASI
CHIMOTRIPSINA, TRIPSINA, CARBOSSIPEPTIDASI
LIPASI,
LIPASI, COLIPASI, ESTERASI
RIBONUCLEASI e DESOSSIRIBONUCLEASI
■ come ghiandola endocrina
– sintesi e rilascio nel sangue di ormoni
Insulina: cellule beta delle isole del Langehrans (80%)
Glucagone:
Glucagone: cellule alfa delle isole del Langehrans (20%)
Somatostatina
Pancreas
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Digestione
Procedimento fisiologico che
attraverso diversi eventi si ha
la trasformazione dei cibi
ingeriti in sostanze assorbibili.
Due processi: uno meccanico
e uno chimico, e attraverso
diverse tappe dislocate lungo
l'apparato digestivo.
Attraverso
i
movimenti
peristaltici si ha il loro
trasporto lungo l'apparato.
Digestione
Peristalsi: riflesso alternato di
contrazioni e rilassamenti di
segmenti adiacenti del tratto
intestinale.
Movimento
unidirezionale - avanzamento
Contrazione
segmentaria:
ritmicità
ritmicità localizzata intestinale con
contrazioni e rilassamenti alternati
di
segmenti
non
adiacenti
dell’
dell’intestino. Rimescolamento
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Assorbimento
Nella fase finale della digestione inizia il processo
dell'assorbimento ovvero il passaggio nel sangue
delle sostanze digerite.
Glucosio (derivato da amido e saccarosio)
Amminoacidi (derivati delle proteine)
Glicerolo e acidi grassi (derivati dai grassi)
Vitamine
Sali minerali.
Assorbimento
Gran parte dell'assorbimento ha luogo attraverso le
pareti del digiuno e dell'ileo.
Il contenuto intestinale, dopo l'assorbimento
nell'intestino tenue, prosegue lentamente il suo
cammino nell'intestino crasso.
Nel crasso (Colon) avviene il riassorbimento
dell'acqua e di Na e K, e l'eliminazione con le feci
del cibo non digerito.
Il riassorbimento dell'acqua è importante perché
perché
ogni giorno vengono riversati nel tubo digerente
sotto forma di succhi digestivi ben 7 litri di liquidi.
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Digestione dei Carboidrati
Degradazione dei carboidrati complessi in
zuccheri più
più semplici, soprattutto glucosio.
Bocca
Carboidrati Complessi
-destrine (oligosaccaridi)
Ptialina,
-amilasi
salivare
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Digestione dei Carboidrati
Intestino (duodeno)
-destrine
Disaccaridi e Trisaccaridi
Amilasi
pancreatiche
Parete intestinale
Disaccaridi e
Trisaccaridi
Monosaccaridi
Lattasi, Maltasi,
Saccarasi ecc
Assorbimento dei Carboidrati
I monosaccaridi come glucosio e fruttosio sono
assorbite sia attivamente secondo gradiente di sodio
(SGLUT), sia passivamente (GLUT) grazie a
particolari proteine trasportatrici che formano dei
canali attraverso la membrana degli enterociti
permettendo la diffusione facilitata.
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Assorbimento dei Carboidrati
La capacità
capacità di assorbimento dei carboidrati da parte
dell’
dell’intestino è di 5050-80 gr l’l’ora.
Una volta assorbiti, i monosaccaridi, passano nel
sangue e, attraverso il sistema circolatorio, sono
trasportati ai vari organi dove vengono usati come
combustibile per ottenere energia a rapida
disponibilità
disponibilità.
Assorbimento dei Carboidrati
Non tutta la quantità
quantità di carboidrati assunta con un
pasto viene però utilizzata immediatamente, ma
una parte di questi viene trasportata al fegato dove
le varie molecole di glucosio, grazie alla
glicogenosintesi,
glicogenosintesi, vengono legate tra loro a
formare un polisaccaride di accumulo, il glicogeno.
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Assorbimento dei Carboidrati
Tuttavia il fegato ed i muscoli hanno una capacità
capacità
limitata di immagazzinare glicogeno (circa 400 gr
in un uomo adulto), quindi la gran parte degli
zuccheri in eccesso viene trasformata in acidi
grassi ed in particolare triacilgliceroli ed
accumulata negli adipociti.
adipociti.
Indice Glicemico
La rapidità
rapidità con cui i carboidrati vengono assimilati
viene quantificata da un indice denominato Indice
Glicemico (IG), che è definito come il rapporto
percentuale tra la risposta glicemica dovuta
all'assunzione di un certo alimento, rispetto a
quella di un alimento standard.
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Indice Glicemico
L'indice glicemico nel linguaggio scientifico viene
riferito spesso al glucosio, nella pratica clinica si
preferisce prendere come riferimento un cibo
tipico più
più vicino alla realtà
realtà quotidiana: il pane
bianco.
All’
All’alimento preso come standard di riferimento
viene attribuito un indice glicemico pari a 100 e gli
IG degli altri alimenti vengono espressi come
percentuale dello standard.
Indice Glicemico
Così
Così considerando che la pasta ha un IG di 5050-60
rispetto al pane bianco questo si tradurrà
tradurrà nel fatto
che, a parità
parità di peso, indurrà
indurrà un innalzamento della
glicemia, e una conseguente risposta insulinica, più
più
bassa rispetto al pane bianco, ma, più
più alta rispetto,
per esempio, ai fagioli che hanno un IG di 2020-25.
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Indice Glicemico
Fattori che influenzano l’
l’indice glicemico
composizione glucidica (rapporto glucidi
semplici/complessi, o in
caso dell’
dell’amido rapporto amilopectina/amilosio).
amilopectina/amilosio).
metodo e dal tempo di cottura di un dato
alimento
l’associazione di più
più macronutrienti in un singolo
pasto.
Indice Glicemico
L’importanza dell’indice glicemico è data dal
fatto che più lenta è l’assimilazione di una
stessa quantità di carboidrati migliore è la
disponibilità degli stessi nell’arco della
giornata.
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Indice Glicemico
Una dieta a indice glicemico medio basso ha
effetti metabolici positivi sia sul controllo del
tasso glicemico sia su quello dei lipidi
plasmatici, in particolare sul tasso dei
trigliceridi.
Indice Glicemico
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Carico Glicemico
Tuttavia l’l’IG non fornisce informazioni complete
perché
perché è indipendente dalla quantità
quantità di alimento
assunto, si definisce allora come Carico Glicemico
(CG) il prodotto dell’
dell’IC di un alimento per la
quantità
quantità espressa in grammi di carboidrati assunti
con quel dato alimento.
Carico Glicemico
Per esempio, se si assumono 100 gr di pasta (100
gr di pasta contengono mediamente circa 80 gr di
carboidrati) cotta al dente con IG 50 avremo:
CG → 80x50 = 400
Il carico glicemico quindi dà un’indicazione più
completa rispetto al semplice IG, proprio perché
tiene conto non solo della qualità ma anche della
quantità di un determinato alimento.
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Carico Glicemico
Immaginate due alimenti contenenti uno 100gr di
carboidrati a IG di 40 l’l’altro 50gr di carboidrati
con IG di 80 avremo per entrambi lo stesso CG,
pur avendo IG diversi
(50Х
(50Х80=400, 100 Х40=400)
Con un'analogia, l'indice glicemico sta al carico
glicemico come il peso specifico sta al peso di un
materiale.
Carico Glicemico
Da quanto detto, in una dieta è importante:
cercare di scegliere alimenti a IG più
più basso
mantenere dei carichi glicemici contenuti
associare cibi che abbassano l’l’IG come altri
macronutrienti e soprattutto fibre, ovvero cercare
di fare pasti completi dal punto di vista
nutrizionale.
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Carico Glicemico
Suddividendo l’l’apporto calorico tra più
più
macronutrienti (carboidrati, grassi, proteine,
anziché
solo
carboidrati)
si
abbassa
anziché
considerevolmente il carico glicemico di un
singolo pasto.
Ciò permette non solo di mantenere più
più elevata la
quantità
quantità di energia derivata dai carboidrati, ma
favorisce anche una migliore risposta glicemica.
Controllo Glicemico
FIGURA 1a. Picco glicemico e rilascio insulina in seguito
all’assunzione di un pasto con carico glicemico moderato.
FIGURA 1b. Picco glicemico e rilascio insulina in seguito
all’assunzione di un pasto con elevato carico glicemico.
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Le Fibre
■ Rallentano lo svuotamento gastrico, ritardando la
digestione e l’l’assorbimento dei nutrienti
– maggior senso di sazietà
sazietà
– miglior controllo della glicemia (abbassano l’l’IG)
– relazione inversa tra consumo di fibra e diabete
– relazione inversa tra consumo di fibra obesità
obesità
Le Fibre
■ Effetto ipocolesterolemizzante
– relazione inversa tra consumo di fibra e
patologie cardiovascolari
■ Il consumo di fibra è stato proposto per prevenire
e/o coadiuvare la terapia farmacologia di varie
patologie croniche quali stipsi, diverticolosi, diabete,
dislipemie,
dislipemie, morbo di Crohn,
Crohn, ulcera peptica
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Le Fibre
■ Riduzione dell’
dell’assorbimento di vitamine e minerali
che può portare ad effetti indesiderati, specialmente
in popolazioni che consumano diete qualitativamente
e/o quantitativamente povere di nutrienti.
In realtà
realtà nei paesi occidentali questo rischio è molto
remoto e strettamente legato a condizioni patologiche
particolari (es
(es malassorbimento, anoressia)
Le Fibre
■
L’assunzione di molti farmaci deve essere
distanziata dal consumo di alimenti ricchi di fibre
perché
quest’
possono
rallentarne
perché
quest’ultime
l’assorbimento
Quindi l’l’azione delle fibre sull’
sull’assimilazione dei
nutrienti non sempre è desiderabile, pertanto il loro
inserimento all’
all’interno di una corretta alimentazione
deve esser gestita al pari di quella degli altri nutrienti.
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Digestione dei Lipidi
Grassi contenenti
Acidi grassi Max 10 C
Bocca
Lipasi salivare
Glicerolo e Acidi
grassi
Stomaco
Grassi contenenti
Acidi grassi Max 10 C
Lipasi salivare
+
Lipasi gastrica
Glicerolo e Acidi
grassi
Digestione dei Lipidi
Intestino (duodeno e digiuno)
Grassi (Tutti)
Bile
Secretina e
Inibitore Gastrico
Riduzione motilità
motilità
gastrica
Grassi Emulsionati
in gocce lipidiche
Lipasi, Colipasi,
Colipasi,
Esterasi
Pancreatiche
Acidi Grassi semplici e
monogliceridi
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Assorbimento dei Lipidi
Una volta liberi, gli acidi grassi sono assorbiti dagli
enterociti della mucosa intestinale.
Catena Lunga (più
(più di 10 atomi di C) sono
resintetizzati in trigliceridi ed inglobati da
lipoproteine a bassa densità
densità (LDL da Low Density
Lipoprotein)
Lipoprotein) o da chilomicroni che entrano nel
circolo linfatico raggiungendo direttamente la
circolazione sanguigna senza passare per il fegato.
Assorbimento dei Lipidi
Catena media e corta (10 atomi di C o meno)
invece, passano nel sangue come acidi grassi liberi
e raggiungono il fegato attraverso la vena porta
dove vengono utilizzati e/o trasformati a seconda
delle necessità
necessità.
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Assorbimento dei Lipidi
Il sangue umano contiene di norma trigliceridi,
fosfolipidi, colesterolo, esteri del colesterolo e
acidi grassi.
A eccezione degli acidi grassi, che circolano
associati alle albumine, gli altri lipidi sono
finemente dispersi nel sangue sotto forma di
lipoproteine. Per questo motivo nel soggetto a
digiuno il siero è perfettamente limpido e
trasparente.
Assorbimento dei Lipidi
La concentrazione lipidica del sangue (lipemia) è il
risultato di un equilibrio dinamico tra apporto
(assorbimento intestinale dei lipidi alimentari,
mobilizzazione dai depositi adiposi, sintesi epatica
di grassi) e allontanamento dovuto al catabolismo,
alla deposizione nei tessuti e all'eliminazione.
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Assorbimento dei Lipidi
In condizioni fisiologiche i lipidi aumentano nel
sangue dopo un pasto ricco di grassi ed il siero
diventa torbido e di aspetto lattiginoso, per la
comparsa di piccolissime particelle di grasso in
sospensione. La lipemia si accentua nelle ore
successive al pasto fino alla 55-6° ora, per poi
tornare normale tra la 7°
7° e la 10°
10° ora.
Assorbimento dei Lipidi
A ciò concorrono:
l'utilizzazione metabolica dei trigliceridi
la loro deposizione nei tessuti
l'azione del fegato.
Se l'assunzione dei lipidi con la dieta non è
eccessiva, cioè
cioè non supera 5050-60 g al giorno, il loro
assorbimento è quasi completo (90(90-95%).
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Digestione delle Proteine
Stomaco
Denaturazione
Proteine
+
HCl
gastrico
P. Denaturate (perdita
delle strutture secondarie
terziarie e quaternarie)
Pepsine
+
Gastrina
Peptoni
Pepsinogeno
Digestione delle Proteine
Intestino
Tripeptidi,
Tripeptidi,
Peptoni
Dipeptidi e
Proteasi Pancreatiche
Aminoacidi
Tripsina, Chimotripsina e Carbossipeptidasi
Pepsina
pH
Pepsinogeno
Enterociti
Tripeptidi,
Tripeptidi,
Dipeptidi
Idrolisi
Aminoacidi
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Assorbimento delle Proteine
Gli aminoacidi liberi e i piccoli peptidi vengono
assorbiti nell’
nell’intestino a livello del digiuno.
Tale assorbimento è completato, in un pasto
esclusivamente proteico, in circa 90 min.
Assorbimento delle Proteine
Una volta assorbiti gli aminoacidi passano dalle
cellule della mucosa intestinale alla circolazione
sanguigna e portati al fegato dove possono andare
incontro a tre destini:
Conversione a glucosio (gluconeogenesi
(gluconeogenesi))
Conversione a grassi (chetogenesi)
Rilascio nel circolo sanguigno sotto forma di
albumina o aminoacidi liberi
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Bilancio Azotato
Risultante tra:
assorbimento
sintesi proteica,
turnover delle proteine
escrezione dei residui
Bilancio Azotato
Proteine
alimentari
A
Pool
aminoacid
ico
B
C
Proteine
tissutali
D
Azoto
A = Assorbimento
B = Sintesi proteica
Urine
Feci
Pelle
C = Degradazione proteica
D = Escrezione
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Assorbimento dei Micronutrienti
■ Vitamine Liposolubili
– Assorbite per il 90% con i lipidi nell’
nell’Ileo
– Trasportate con fosfolipidi e chilomicroni a
fegato e adipociti
Assorbimento dei Micronutrienti
■ Vitamine Idrosolubili
– per diffusione (ad eccezione della B12) nell’
nell’I.
tenue (digiuno)
– permangono nei tessuti per poche ore
– la B12 si combina con il fattore estrinseco
prodotto dallo stomaco e viene assorbita nell’
nell’intestino
(ileo) per endocitosi
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Assorbimento dei Micronutrienti
■ Minerali
– l’assorbimento di minerali varia in funzione delle
necessità
necessità
– in una dieta bilanciata non si hanno particolari
carenze
– Ferro e Calcio presentano più
più difficoltà
difficoltà
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