SISTEMA GASTROINTESTINALE
(bocca, faringe)
funzioni: digestione del cibo
assorbimento dei nutrienti
MODALITÀ
Motilità
Secrezione
Digestione
Assorbimento
(duodeno, digiuno, ileo)
Include tutti i processi attraverso i
quali le ghiandole associate al
tratto GI secernono acqua e molecole di varia natura
L’insieme dei processi mediante i
quali grosse molecole ingerite col
cibo vengono chimicamente degradate e rese disponibili all’assorbimento attraverso la parete del tratto
GI
L’insieme dei processi attraverso i
quali i principi nutritivi vengono
assorbiti dal tratto GI e riversati nel
sangue
Movimenti del tratto GI che servono
a mescolare il suo contenuto e a
favorirne la propulsione
MOTILITÀ
CARATTERISTICHE DELLE FIBROCELLULE MUSCOLARI DEL TRATTO GI
5-10m
200m
Formano tubi cavi
Non si ancorano a strutture scheletriche
Formano un sincizio
Sono elettricamente accoppiate mediante gap junctions (contrazioni sincrone)
Rapporto actina-miosina 15:1 (nel muscolo scheletrico 2:1)
Gli elementi contrattili non sono organizzati in sarcomeri (non striati)
Vengono stimolate da neurotrasmettitori rilasciati a livello di varicosità
Hanno una attività ad onde lente
Pdm a riposo oscillante (ONDE LENTE, -40÷-80 mV generato da una pompa NA+/K+ ATPasi elettrongenica)
Origine: cellule interstiziali (tra gli strati muscolari circolare e longitudinale) ricche in gap junctions
Propagazione delle onde lente rapida verso tutta la muscularis externa mediante gap junctions
I pdA nelle fibrocellule del tratto GI hanno durata maggiore che nelle cellule striate (10-20 ms) e non presentano
overshoot. La fase di salita del pdA si ritiene legata all’apertura (relativamente lenta) di canali che conducono Ca++
e Na+. Raggiunta la soglia, i pdA si generano all’apice dell’onda lenta
OBS! le onde lente possono essere modulate in ampiezza e frequenza da diversi fattori neurali o umorali, e devono essere
associate a pdA per produrre contrazioni significative. Ciò non sembra applicarsi allo stomaco, dove si possono avere
contrazioni senza pdA
Innervazione del tratto gastro-intestinale
Plessi nervosi intrinseci
sottomucoso o di Meissner (nella sottomucosa)
mioenterico o di Auerbach (tra gli strati muscolari)
Motilità: plesso mioenterico (+) Ach, SP
(-) VIP, NO
Secrezione: plesso sottomucoso (+) ACh
OBS! nel SNE circa 108 neuroni
Legge dell’intestino
Contrazione a monte del bolo, rilasciamento a valle
(favorisce la propulsione aborale)
Masticazione
Azioni:
Elevazione mandibola
Abbassamento mandibola
Protrusione mandibola
Retropulsione mandibola
Movimenti laterali
La masticazione si svolge con
meccanismi volontari, ma anche
mediante una serie di riflessi a
catena, caratterizzati da fenomeni
sequenziali di eccitazione e
inibizione
Forza sviluppata: uomo
cane
2÷6 kg/cm2 (incisivi)
10÷12 kg/cm2 (molari)
≈ 160-170 kg/cm2
STOMACO
- Occupa quasi tutto l’pocondrio sx
- Nei mammiferi si differenzia (una o più
tasche) in base al tipo di alimentazione
- Le pareti si adattano al contenuto
(compliance)
Incisura cardiale
SEI
fondo
rilasciamento ricettivo
(fino a 1.5.lt)
corpo
Incisura angolare
piloro
duodeno
antro
Regione pacemaker
Piccola curvatura
Grande curvatura
Aumentano la contrattilità: Ach e Gastrina
(effetto sull’ampiezza e durata delle onde lente)
NA ha effetto opposto
INTESTINO TENUE
- Costituisce i 3/4 della lunghezza dell’intero
tratto GI (qui max parte di digest e assorbim)
- È lungo circa 5 m (il chimo impiega circa 4 h
per attraversarlo
- Comprende duodeno (5%), digiuno (40%) e ileo
- I movimenti più frequenti sono di segmentazione
legati alle onde lente (13/min duodeno; 8/min ileo)
OBS! alla fine del ciclo contrattile o a digiuno, attività
ogni 75-90 min (Complesso Mioelettrico Migrante)
INTERVIENE IL PEPTIDE MOTILINA?
INTESTINO CRASSO
Tenia coli
(musc long)
sfintere anale int (m liscio)
sfintere anale est (m striato, innerv
somatica dai nn pudendi)
Molto lungo negli erbivori (riceve masse ricche in cellulosa), breve
nei carnivori, con cieco assente. Nell’h è intermedio (vol 2-3 lt)
Riceve ≈ 1500 ml chimo/die
Riassorbe >90% di sali e acqua
Innervazione parasimpatica: vago (cieco colon asc e trasv), nn pelvici (colon disc, sigmoide, retto) (+)
Innervazione simpatica: plessi mesenterici sup (parte prossim) e inf (parte distale) e ipogastrici (-)
Contrazioni segmentarie (impastano il contenuto
colico e facilitano l’assorbimento di sali e acqua
progressione lenta (5-10 cm/h)
Movimenti di massa (1-3/die) muovono il contenuto
verso il retto e compaiono quando si ha riempimento
dello stomaco (riflesso gastro - colico)
Motilità del colon controllata dai plessi intramurali
nn enterici eccitatori (Ach, SP)
nn enterici inibitori (VIP, NO)
modulata dall’innervazione estrinseca
2 classi di cell pacemaker: nel bordo sottomucoso (6/min)
e tra gli strati muscolari (freq alta)
La distensione di un segmento di colon provoca il rilasciam
di segmenti a valle (riflesso coloncolico)
OBS! Un aumento in attività motoria/secretoria nello
stomaco induce aumento in motilità nella parte
distale dell’ileo ed aumento di flusso attraverso
lo sfintere ileo-cecale (riflesso gastro - ileale)
SECREZIONE
GHIANDOLE SALIVARI
Secrezione sierosa: Acqua, ioni (NA+, K+, ClCa2+, (PO4)3-, I-, HCO3-),
proteine (ptialina o a-amilasi,
albumine, IgA)
Secrezione mucosa: Mucina (lubrificazione, tampone
adesione, protezione meccanica,
azione antibatterica per presenza
di lisozima)
>> carie ed infezioni in caso di ipofunzione delle gh.
salivari (xerostomia, bocca secca)
Volume di saliva prodotto/die 1-1.5 lt !
Parotide (a grappolo, in max parte sierosa) 20%
Sottomandibolare (mista sieroso/mucosa) 70%
Sottolinguale (mista mucoso/sierosa) 5%
Secrezione gastrica
fossetta gastrica
SECREZIONI GASTRICHE
Composizione:
HCl
Fattore intrinseco
Pepsine
Muco
HCO3Rennina (?) >>>
>> coagulaz latte
Funzioni di HCl:
attivazione pepsinogeno
imbibizione proteine
antibatterico
OBS! L’elevata acidità del succo gastrico elimina la max parte
dei microorganismi che vengono ingeriti col cibo; la scarsa
produzione di succo gastrico a causa di malattie o farmaci
che sopprimono la secrezione di HCl, determina aumento
in suscettibilità verso infezioni sostenute da germi ingeriti,
con sviluppo animalo di flore batteriche nello stomaco e
nel tenue
Secrezione di HCl (cont’d)
OBS! l’aumento di [HCO3-]
nel plasma determina la
cosidetta ‘marea alcalina
post-prandiale’
Modello ipotetico di secrezione
Fasi:
1. Sulla superficie apicale c’è un trasporto attivo di Na+ dentro e Cl- fuori la cellula; si crea una ddp
di ≈ - 70 mV
2. K+ e in parte Na+ diffondono passivamente verso il lume
3. Acqua e CO2 formano acido carbonico (anidrasi carbonica) che si dissocia in H+ e HCO3-;
4. Gli H+ vengono attivamente secreti nel lume e scambiati con K+ ad opera della ATPasi H+, K+ ;
5. Gli ioni bicarbonato escono dalla cellula venendo scambiati con Cl- (che verrà secreto nel lume)
e diffondono nel sangue, rendendolo alcalino;
6. L’acqua passa liberamente attraverso le cellule fino al lume per semplice osmosi;
7. Il risultato netto è la presenza di HCl nel lume
Muco
Costituisce una barriera chimicofisica agli attacchi del succo gastrico
Se danneggiata ( ipersecrezione
acida) >>> ulcerazione
OBS! Aspirina e FANS riducono la
produzione di muco e bicarbonato, ciò
spiega perchè il loro uso prolungato
può dare gastriti o ulcere peptiche
Le sostanze ad azione a-adrenergica
riducono la secrezione di HCO3- e
possono quindi avere un ruolo nelle
ulcere da stress. In tali condizioni
infatti aumentano i livelli di NA
circolante, che potrebbero interferire
con la normale produzione di
bicarbonato
ULCERE BATTERICHE: LA STRANA STORIA
DELL’HELICOBACTER PYLORI
L’infezione da Helicobacter Pylori (Robin Warren e Barry Marshall, 1982) sembra essere
responsabile di quasi tutti i casi di ulcera non provocate da farmaci. Il batterio riesce a svilupparsi
in ambiente acido, poichè possiede alti livelli di ureasi che trasforma l’urea in CO2 e NH3.
Quest’ultima tampona l’acidità ambiente e permette la sopravvivenza del batterio. H.P. invade quindi
la mucosa gastrica e duodenale e secerne proteine che evocano risposte infiammatorie e
immunitarie tali da provocare gastrite cronica superficiale prima, e ulcerazioni in un secondo
tempo, che talvolta esitano in forme tumorali.
La terapia si basa sulla somministrazione di antibiotici spesso associati ad omeprazolo, che
inibendo le pompe protoniche rende il batterio più suscettibile all’azione degli antibiotici
STUDI EPIDEMIOLOGICI: TASSI DI INFEZIONE DA H. PYLORI NEI VARI CONTINENTI
… circa il 30-50% della popolazione mondiale è colonizzata da H. Pylori!
SECREZIONI NEL TENUE
La mucosa intestinale è organizzata con:
- pliche circolari (di Kerkring) permanenti
che hanno lo scopo di aumentare la
superficie
- villi intestinali (0.2-1 mm) in gran numero
(in media 1000/cm2)
Anche la mucosa del tenue produce un succo enterico, la cui origine è tuttavia complessa, trattandosi
di materiale proveniente sia da ghiandole che dal disfacimento delle cellule della mucosa intestinale.
Il succo ha aspetto opalescente, è prodotto in quantità notevoli (2-3 lt/24h), ha un pH di ≈8.0 e contiene
acqua (98%), ioni NA, Ca, K e Cl, fosfati, bicarbonati e sostanze organiche (mucina, enzimi).
Cont’d
Le ghiandole della mucosa intestinale sono di due tipi:
- Gh di Brunner sono tubulo-alveolari composte, si trovano nel duodeno e rispondono in maniera rapida (X) alla
presenza di acido nel tenue prossimale con secrezione di muco alcalino. La stimolazione vagale per la secrezione
ha luogo durante il pasto e simultaneamente ai processi gastrici, il che prepara il duodeno all’ingresso del chimo.
La secrezione è inibita dal simpatico (>> ulcere duodenali da stress)
- Cripte di Lieberkühn sono invaginazioni tra i villi con cell mucose superficiali (cellule a calice) ed altre profonde
(enterociti) che producono acqua ed elettroliti. Questo fluido lava le cripte, si mescola al chimo e diluisce le
componenti che dovranno essere assorbite. Enterociti e cell mucose hanno un alto turnover
SECREZIONI NEL CRASSO
Il crasso riceve I residui della digestione nel
tenue ≈4-7h dopo il pasto. Nel colon ha luogo
L’assorbimento d’acqua dal con formazione di
feci evacuabili e la produzione di un secreto ricco
in mucina ad azione lubrificante
Riempimenti:
colon asc 4-5 h post pasto
colon trasv 7-8h post pasto
colon disc 20-21h pos-pasto
Processo completo in ≈ 24h
L’attività batterica nel crasso provoca:
Modificazioni chimiche nel crasso per azione della
flora microbica. Attività microbica in:
bocca (entero- e stafilicocchi, spirochete,
spirilli, vibrioni, attinomiceti):
stomaco (nessuna, ma vedi H. Pylori!)
tenue (flora rada, principalmente aerobica)
crasso (b. coli, lactis aerogens, putrificus;
OBS! producono vit utili, K, compl B, E)
fermentazione (con produzione di ac lattico, etilico, CO2, CH4
dai carboidrati; tali prodotti rendono acido il mezzo)
putrefazione (con produzione di CO2, NH3, H2S dai protidi. Tali
prodotti rendono alcalino il mezzo). Dagli aa si formano sostanze
anche tossiche: putrescina (da orn), cadaverina (da lys), cresolo
e fenolo (da tyr), scatolo e indolo (da tryp). Tali sostanze sono
rese atossiche per azione del fegato
OBS! I batteri fermentativi inibiscono lo sviluppo dei putrefattivi e viceversa; esiste quindi un equilibrio
In generale:
fenomeni fermentativi nelle porzioni prossimali del crasso
fenomeni putrefattivi nellem porzioni distali
PANCREAS
Ghiandola a grappolo (≈70 g)
Struttura simile a quella delle gh salivari
Produce circa 1-2 lt di succo pancreatico/die
Unità funzionale: acino (collegato coi dotti)
Sbocco del secreto nel duodeno. Dotti:
principale (Wirsung, confluisce col coledoco
nell’ampolla di Vater), accessorio (Santorini)
Proteasi: tripsinogeno, chimotripsinogeno, procarbossipeptidasi (l’enterochinasi duodenale attiva il
tripsinogeno in tripsina, questa attiverà gli altri; un inibitore della tripsina rallenta il processo)
a-amilasi: trasforma gli amidi (non solo i cotti ma anche i crudi) in oligosaccaridi o disaccaridi (maltosio)
Lipasi:
scindono I grassi in di- e monogliceridi (anche in ac grassi e glicerolo) triacilglicerolo idrolasi,
colesterolo idrolasi, fosfolipasi A e B
Inoltre:
elastasi, collagenasi, ribonucleasi, desossiribonucleasi
OBS! GLI ENZIMI PANCREATICI SONO ESSENZIALI PER LA DIGESTIONE E QUINDI PER LA VITA
Succo pancreatico (raccolto per
Fistolizzazione (De Graaf, 1671)
Composizione principale del succo esocrino:
Componente acquosa ricca in bicarbonato (azione tampone)
Componente enzimatica (digest protidi, carboidrati e grassi)
SECREZIONI NEL TENUE cont’d
Gli enterociti posseggono numerosissime estroflessioni
(microvilli, fino a 200000/mm2) con un rivestimento di
carboidrati (glicocalice). Qui sono presenti enzimi e sistemi
di trasporto, ed è attraverso queste membrane che le
sostanze assorbibili iniziano a penetrare.
disaccaridasi
(scinde disaccaridi)
disaccaridasi
aminopeptidasi
stacca un aa terminale
fosfatasi alcalina
idrolizza
fosfocomposti
disaccaridasi
OBS! nonostante la mucosa del tenue non li rilasci, numerosi
enzimi sono presenti sull’orlo a spazzola, specifici per il tipo
di molecole da digerire. Tra questi, di- e tripeptidasi (scindono di- e tripeptidi), lipasi (debole in realtà),
amilasi (idrolizza l’amido), saccarasi (scinde il saccarosio in glucosioe fruttosio), lattasi (scinde il lattosio
In glucosioe galattosio), maltasi (scinde il maltosio in due molecole di glucosio), enterochinasi (rilasciato
dalla mucosa in presenza di chimo acido, attiva il tripsinogeno in tripsina)
