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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, G. Flores
Invito alla
biologia.blu
C – Il corpo umano
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Il sistema
digerente
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Introduzione
Il sistema digerente rifornisce di energia le cellule e
permette l’assorbimento dei materiali di base necessari per
la sostituzione di cellule morte o di tessuti usurati.
Demolisce il cibo nelle molecole che lo compongono, lo
assorbe all’interno del corpo ed elimina i rifiuti e le sostanze
non digerite.
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Introduzione
Canale alimentare principale o tratto gastrointestinale. È
formato da un gruppo di organi accessori chiamati annessi.
Il canale alimentare inizia con la bocca e prosegue con
faringe, esofago, stomaco, intestino e ano. Per tutto il suo
percorso il canale è formato da un lume interno circondato
da quattro strati di tessuti concentrici.
L’epitelio del canale digerente contiene cellule caliciformi che
secernono muco o enzimi digestivi in alcuni punti.
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Introduzione
Il sistema digerente è formato da:
1.la mucosa, lo strato più interno
formato da tessuto epiteliale e
connettivo;
2.la sottomucosa, tessuto
connettivo e fibre nervose, vasi
sanguigni e vasi linfatici;
3.la tonaca muscolare, strati di
muscolatura liscia;
4.la sierosa, o peritoneo,
rivestimento esterno di tessuto
connettivo.
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Introduzione
Gli annessi:
lingua;
denti;
ghiandole salivari;
fegato;
pancreas.
Non vengono a contatto con il cibo ma producono enzimi
digestivi riversati in alcuni punti tramite condotti specifici,
questi demoliscono il cibo per idrolisi (riducono i polimeri in
monomeri legandosi al cibo con l’aiuto di una molecola di
acqua).
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Introduzione
Negli esseri umani adulti il
canale alimentare è lungo
circa 9 metri, ma i
ripiegamenti fanno sì che si
possa alloggiare
nell’addome.
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Introduzione
La peristalsi è l’insieme di movimenti
dovuti alle contrazioni coordinate dei
due strati di muscolatura liscia.
Questi movimenti mescolano il cibo e
lo fanno progredire fino all’ano.
Sfinteri: punti in cui la muscolatura diventa più spessa, si
contraggono e si rilasciano agendo come valvole.
Il cardias separa l’esofago dallo stomaco, il piloro contratto
impedisce il passaggio da stomaco a intestino tenue.
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Masticazione e deglutizione
I denti:
32 denti: 16 nell’arcata superiore e
16 in quella inferiore;
8 incisivi specializzati nel taglio;
4 canini per afferrare e lacerare;
8 premolari e 12 molari larghi e
piatti per triturare;
i bambini hanno solo 20 denti (da
latte) che cadono tra i 6 e i 12 anni
per essere sostituiti da quelli
definitivi.
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Masticazione e deglutizione
Anatomia di un dente:
•corona, parte visibile del
dente;
•radice, porzione infissa
nell’osso mascellare o
mandibolare;
•colletto, parte che collega il
tutto;
•dentina, tessuto connettivo
calcificato molto resistente;
•smalto, nella porzione visibile
copre la dentina, è formato da
fosfato di calcio.
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Masticazione e deglutizione
Quando lo smalto dei denti è danneggiato può essere
attaccato più facilmente dai batteri che producono carie.
La radice è circondata dal cemento, sostanza che facilita
l’ancoraggio del dente alle cavità ossee (alveoli).
All’interno della dentina troviamo la cavità della polpa, parte
viva del dente, dove scorrono nervi e vasi sanguigni.
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Masticazione e deglutizione
La lingua muove e mescola il cibo nella bocca, e favorisce la
meccanica della deglutizione. La lingua è dotata di papille, su
cui troviamo i bottoni gustativi: cellule che agiscono come
recettori sensoriali. Le proprietà chimiche degli alimenti
vengono trasmesse al cervello.
Nell’uomo la lingua ha anche la funzione di articolare suoni
per il linguaggio. Frenulo: tiene ancorata la lingua al
pavimento della bocca. Le tonsille linguali hanno una
funzione immunitaria.
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Masticazione e deglutizione
La saliva è una secrezione acquosa
prodotta dalle ghiandole salivari,
tra cui ci sono le parotidi.
Contiene un muco che lubrifica il
cibo facilitando la deglutizione.
La parotite epidemica (orecchioni)
è una patologia causata da un
virus, è più frequente nei bambini.
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Masticazione e deglutizione
La saliva dei mammiferi contiene anche ptialina o amilasi,
enzima che degrada gli amidi già nella bocca, ci sono
molecole disinfettanti.
L’opiorfina funziona come antidolorifico.
La secrezione è controllata dal sistema nervoso e la
salivazione ha inizio quando il cibo è in bocca: a volte basta
anche annusarlo o immaginarlo. In situazioni normali
produciamo 1 litro di saliva in 24 ore. Pericolo o stress
bloccano la salivazione.
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Masticazione e deglutizione
Deglutizione: attività a innesco
volontario che prosegue
involontariamente.
La faringe si collega sia al canale
digerente sia a quello respiratorio,
è anche la sede di due ghiandole
del sistema immunitario: le
tonsille palatine e le adenoidi.
Il cibo segue il percorso corretto
grazie all’epiglottide: cartilagine
che si abbassa a ogni deglutizione.
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La demolizione del cibo
Lo stomaco è un organo
muscolare a forma di sacco, con
una capacità media di 1,2 litri, ma
può arrivare anche fino a 4 litri.
Fossette gastriche: piccole
aperture che nascondono
minuscole cavità.
Epitelio ghiandolare formato da
diversi tipi di cellule.
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La demolizione del cibo
Cellule dello stomaco:
cellule parietali producono acido cloridrico (HCl);
cellule secernono muco che protegge la mucosa interna
dello stomaco dal pH acido;
cellule principali producono il pepsinogeno, sostanza
proteica che viene attivata dall’HCl in pepsina.
Queste cellule danno secrezioni che unite all’acqua formano
i succhi gastrici.
L’acido cloridrico rende il pH compreso tra 1,5 e 2,5, uccide i
batteri, scioglie le parti coriacee e fibrose dei tessuti ingeriti.
La pepsina è attiva a pH acido e idrolizza le proteine in
peptidi.
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La demolizione del cibo
La presenza di proteine nello stomaco provoca la liberazione
della gastrina. Questo ormone stimola la secrezione di succo
gastrico e aumenta le contrazioni delle pareti muscolari dello
stomaco.
Lo svuotamento gastrico avviene gradualmente: il piloro lascia
passare 3 ml di chimo alla volta, la parte più fine entra nel
duodeno, il resto viene rimescolato nello stomaco.
La digestione dura circa 4 ore.
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L’intestino e gli annessi
Nell’intestino si svolge la maggior parte del processo di
demolizione e assorbimento delle sostanze nutritive.
Intestino tenue:
duodeno (riceve gli enzimi da fegato e pancreas);
digiuno;
ileo.
Intestino crasso:
cieco;
colon;
retto.
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L’intestino e gli annessi
L’intestino tenue è lungo circa 6 metri e ricopre una
superficie di 300 metri quadrati.
Le pieghe circolari della sottomucosa aumentano la superficie
di assorbimento.
I villi sono numerose e microscopiche estensioni della
mucosa. I microvilli sono estroflessioni citoplasmatiche sulla
superficie delle singole cellule epiteliali.
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L’intestino e gli annessi
Le cellule epiteliali producono
muco ed enzimi, che funzionano in
sequenza.
I polipeptidi vengono scissi prima in
dipeptidi e poi in monomeri, gli
amminoacidi.
Questi amminoacidi sono piccoli e
passano attraverso l’intestino e i
vasi sanguigni.
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L’intestino e gli annessi
L’intestino crasso è un condotto lungo 1,5 metri e con un
diametro di 7-8 cm.
È suddiviso in cieco, colon e retto.
Il cieco possiede una breve estroflessione chiamata
appendice: non se ne conosce la funzione, può infiammarsi
(appendicite) a causa del ristagno delle feci e deve essere
asportata.
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L’intestino e gli annessi
Il duodeno secerne secretina, un ormone che stimola fegato e
pancreas a secernere liquidi alcalini per controbilanciare
l’acidità del chimo (imbevuto di succhi gastrici).
I grassi e gli amminoacidi stimolano la produzione di
colecistochinina, un ormone che induce la liberazione di
enzimi dal pancreas e lo svuotamento della bile dalla
cistifellea.
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L’intestino e gli annessi
La flora microbica intestinale è l’insieme dei batteri del colon,
fondamentali per la corretta funzione del sistema digerente,
se mancano si assumono per bocca i fermenti lattici vivi.
I batteri simbionti dell’intestino si nutrono di sostanze non
digerite e le trasformano in amminoacidi e vitamine
rilasciando gas come idrogeno, metano e monossido di
carbonio (flatulenza).
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L’intestino e gli annessi
Le vitamine gruppo B e vitamina K, utile per la coagulazione
del sangue e la corretta funzionalità di proteine che agiscono
sulle ossa.
Nel colon si completa l’assorbimento di acqua e sali minerali.
Ospita batteri simbionti come Escherichia coli.
Vi sono ghiandole che secernono muco.
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L’intestino e gli annessi
La massa di sostanze fecali è formata da batteri, cellulosa e
sostanze non digerite.
Si forma nel tratto terminale del colon, viene lubrificata dal
muco e dopo essersi accumulata nel retto viene eliminata
attraverso l’ano sotto forma di feci.
L’ultima parte dell’intestino assorbe acqua, se le feci
ristagnano si disidratano dando stitichezza.
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L’intestino e gli annessi
Il pancreas è una ghiandola che
secerne ormoni, succhi digestivi
e un liquido alcalino che
neutralizza l’acidità del chimo.
I liquidi dal pancreas
raggiungono il duodeno
attraverso una serie di canali
che si uniscono in un dotto.
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L’intestino e gli annessi
Enzimi dal pancreas:
amilasi pancreatica produce disaccaridi proseguendo la
scissione dell’amido;
la lipasi idrolizza i grassi in glicerolo e acidi grassi;
tripsina e chimotripsina, scindono anche le proteine, sono
attivate nel duodeno;
nucleasi, spezza gli acidi nucleici in nucleotidi;
il pancreas produce anche insulina e glucagone per la
regolazione di glucosio nel sangue.
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L’intestino e gli annessi
Il fegato è disposto dietro al diaframma, a destra della cavità
addominale. Pesa circa 1,4 Kg nell’uomo adulto.
Funzioni digestive
Escrezione
Deposito dei grassi
Regolazione della
glicemia
La bile emulsiona i grassi facilitando l’attacco da parte della lipasi
pancreatica; la maggior parte dei sali biliari viene riassorbita a livello
dell’ileo e tramite la vena porta torna al fegato.
Con la bilirubina viene eliminato il pigmento residuo dei globuli rossi
senescenti.
Immagazzina grassi in eccesso e li demolisce per fornire energia, gli
epatociti sintetizzano anche lipoproteine per il trasporto di colesterolo,
acidi grassi e trigliceridi in circolo.
Può depositare il glucosio sotto forma di glicogeno e viceversa
ritrasformarlo in glucosio quando lo zucchero nel circolo sanguigno sia
basso; può anche trasformare in glucosio amminoacidi e grassi tramite
la reazione di gluconeogenesi.
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L’intestino e gli annessi
Altre funzioni del fegato:
Sintesi e
demolizione delle
proteine
Può convertire gli amminoacidi in ATP, con la produzione di un gruppo di
ammoniaca, trasforma poi quest’ultima in urea, che viene eliminata con
l’urina; sintetizza proteine del sangue come albumine e globuline e proteine
importanti per la coagulazione.
Deposito di farmaci Può trasformare farmaci dalla forma inattiva ad attiva, può inattivare ormoni
e ormoni
tiroidei e steroidei.
Deposito di
vitamine e sali
minerali
Immagazzina le vitamine liposolubili (A, D, E, K), ferro e rame, rilasciandoli in
caso di necessità.
Disintossicazione
Disintossica l’organismo dalle scorie del metabolismo o da sostanze come
alcol, droghe, farmaci.
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L’intestino e gli annessi
Il sangue ricco di sostanze nutritive e scorie dall’intestino
passa attraverso le diramazioni della vena porta epatica verso
i lobuli del fegato.
I lobuli sono unità rotondeggianti formati da cellule chiamate
epatociti e sono affiancati a raggiera dai capillari che sfociano
poi in un’unica vena, detta vena centrale.
Questi vasi, detti sinusoidi, rilasciano sostanze nutritive al
fegato. Le cellule di Kupffer fagocitano globuli rossi troppo
vecchi e batteri.
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L’intestino e gli annessi
La bile è un miscuglio di sali che emulsionano i grassi
riducendoli in piccole goccioline.
La bilirubina proviene dai globuli rossi demoliti, principale
pigmento biliare. Si trasforma in stercobilina grazie ai batteri
del canale digerente.
La bile viene raccolta in dotti biliari sempre più grandi fino a
immagazzinarla in una sacca, la cistifellea (o colecisti);
in presenza del pasto viene indotta a rilasciare il liquido nel
duodeno attraverso il dotto cistico.
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Assorbimento e metabolismo
Zuccheri: gli enzimi scindono i disaccaridi in monosaccaridi,
assorbiti per diffusione facilitata. Passano ai capillari fino alla
vena porta epatica, dopo aver attraversato i lobuli, il sangue
distribuisce il glucosio al corpo.
Lipidi: gli acidi grassi di piccole dimensioni entrano
direttamente nei capillari sanguigni.
Glicerolo e colesterolo entrano nelle cellule epiteliali per
diffusione. Qui vengono sintetizzati in lipidi e impacchettati in
goccioline chiamate chilomicroni.
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Assorbimento e metabolismo
Le proteine sono assorbite per trasporto attivo, i dipeptidi
vengono scissi all’interno dei microvilli.
Acqua e sali minerali sono assorbiti nell’intestino sia tenue
sia crasso per osmosi.
Le vitamine: quelle liposolubili, come A, D, E, K, vengono
assorbite con i grassi, quelle idrosolubili per diffusione
semplice.
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Assorbimento e metabolismo
Metabolismo: reazioni chimiche e fisiche che permettono di
utilizzare le sostanze nutritive introdotte con la dieta.
La glicemia è la concentrazione di glucosio nel sangue, che
rimane costante nel corso delle 24 ore, pur non assumendo
costantemente cibo. Il suo valore normale è pari a 1 grammo
per litro di sangue.
Nei diabetici questo valore diventa più elevato. Il fegato ha un
ruolo nel mantenimento dell’equilibrio.
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Assorbimento e metabolismo
Glucosio e monosaccaridi in eccesso vengono inviati al
fegato, che li trasforma in glicogeno e grasso come riserva
energetica per 4 ore.
L’assunzione e la liberazione di glucosio dal fegato dipendono
dalla sua concentrazione nel sangue.
Lipidi: alternativa al glucosio per fornire energia e come
elementi per la ricostruzione di membrane cellulari.
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Assorbimento e metabolismo
Acido linoleico e linolenico (Omega 3 e Omega 6) devono
essere introdotti con la dieta, così come acidi grassi utili per la
sintesi di grassi e steroidi (ormoni sessuali).
Muscoli, fegato e cellule adipose usano il grasso come fonte
di energia. Lipolisi: scissione dei lipidi in acidi grassi e
glicerolo.
Nella fase di costruzione dei lipidi, i nutrienti in eccesso
diventano trigliceridi di riserva.
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Assorbimento e metabolismo
Proteine del fegato:
le lipoproteine a bassissima densità (VLDL) trasportano i
trigliceridi dal fegato ai tessuti di deposito, si trasformano poi in
LDL;
le lipoproteine a bassa densità (LDL) trasportano il 75% del
colesterolo alle cellule, l’accumulo di colesterolo predispone
all’insorgenza di placche nei vasi;
le lipoproteine ad alta densità (HDL) rimuovono il colesterolo
in eccesso dai tessuti e lo trasportano nel fegato.
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Assorbimento e metabolismo
Il sistema digerente ha un proprio sistema nervoso che
comunica con quello centrale ed è coordinato da ormoni.
La produzione di gastrina viene indotta dalla distensione
delle pareti dello stomaco, dal pH alto e dalla presenza di
proteine parzialmente digerite.
Colecistochinina: stimola la produzione e il rilascio di
succhi pancreatici e lo svuotamento della cistifellea. La
sua produzione è stimolata da amminoacidi e acidi grassi
nel chimo.
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Una dieta bilanciata
Il fegato trasforma in glucosio vari tipi di molecole, il
fabbisogno energetico è soddisfatto da una combinazione di
proteine, carboidrati e lipidi.
Carboidrati e proteine forniscono lo stesso apporto di calorie
per unità di peso secco, i grassi più del doppio.
Per sintetizzare le proteine le cellule devono contenere tutti e
20 gli amminoacidi: gli esseri umani possono sintetizzare solo
12 amminoacidi, gli altri devono essere introdotti con la dieta
e sono detti amminoacidi essenziali.
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Una dieta bilanciata
Gli amminoacidi essenziali
possono essere ottenuti con la
demolizione delle proteine
della carne, delle uova, del
latte.
L’alimentazione vegetariana è
povera di lisina e triptofano,
che però si trovano nei legumi,
cereali, fagioli, riso e piselli.
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Una dieta bilanciata
La dieta mediterranea:
consumo elevato di
verdure, frutta e pesce;
grassi polinsaturi come
condimento (olio
extravergine di oliva);
consumo di pasta;
scarso consumo di carne e
di grassi saturi come lardo e
burro.
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Intolleranza al lattosio
Dipende dalla carenza dell’enzima lattasi, che scinde il lattosio in
galattosio e glucosio. Il lattosio resta nel lume intestinale dove i
batteri lo usano per produrre gas e metaboliti, si hanno diarrea e
gonfiori da 30 minuti a due ore dall’assunzione.
I neonati producono molta lattasi, che diminuisce con l’età poiché
l’alimentazione non prevede più latte materno.
La diagnosi viene effettuata tramite breath test (test del respiro),
ossia misurando l’idrogeno prodotto da batteri e rilasciato con
l'espirazione.
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Celiachia
È un’intolleranza alimentare permanente alla gliadina, una
proteina contenuta nel glutine di frumento, orzo, farro e avena.
Il sistema immunitario delle persone affette da celiachia
produce anticorpi anti-gliadina.
I villi intestinali diventano piatti e l’assorbimento delle sostanze
nutritive è compromesso. L’unica terapia è una dieta priva di
glutine.
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Disturbi alimentari
L’anoressia nervosa si manifesta con l’incapacità di assumere
cibo, porta a deperimento ed è legata a una percezione errata
del proprio peso. Il corpo brucia i trigliceridi di deposito per far
fronte al fabbisogno di energia, quando sono finiti attinge alle
proteine, tra cui quelle dei muscoli;
La bulimia comporta una sensazione di fame incontrollabile e
un’assunzione smodata di cibo, il rimorso porta a provocarsi il
vomito per eliminarlo, i succhi gastrici rovinano i denti e creano
delle lesioni alle mucose.
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