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1 APPARATO DIGERENTE

2 Trasforma, attraverso i processi digestivi, gli elementi introdotti con la dieta: proteine, glucidi e trigliceridi, in molecole semplici (aminoacidi, monosaccaridi, mono e di-gliceridi), che vengono poi assorbite, insieme ad elettroliti ed acqua, e trasportate attraverso il sangue alle cellule dell organismo. La digestione comprende azioni di tipo meccanico e chimico.

3 Nell apparato digerente si realizzano: Digestione chimica del cibo grazie alla secrezione di succhi contenenti enzimi digestivi Rimescolamento-progressione del contenuto lungo il canale alimentare, grazie alla motilità Assorbimento dei prodotti della digestione, dell acqua e di elettroliti Tutte queste funzioni sono controllate dal sistema nervoso ed ormonale

4 Cavo orofaringeo Stomaco Intestino tenue Intestino crasso L apparato digerente è formato dal tubo digerente che comprende : cavo orofaringeo esofago stomaco intestino tenue (duodeno, digiuno, ileo) intestino crasso (ceco, colon, retto) e da una serie di ghiandole annesse, che versano i loro secreti nel lume del tubo digerente: salivari gastriche intestinali pancreas esocrino fegato

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6 Mesentere Plica Mucosa Sottomucosa Muscolatura circolare Muscolatura longitudinale Sierosa Ghiandole Villi La parete del tubo digerente è generalmente costituita da quattro strati o tuniche (dall interno verso l esterno): Mucosa costituita da tre strati: epitelio; lamina propria: strato connettivale contenente vasi sanguigni, linfatici e fibre nervose (plesso mucoso) e muscolaris mucosae. Sottomucosa contiene vasi sanguigni, linfatici di calibro maggiore e una rete nervosa (plesso sottomucoso di Meissner). Muscolatura formata da fibre muscolari lisce disposte in 2 strati: circolare (interno) e longitudinale (esterno). Tra i due strati si trova la rete nervosa che costituisce il plesso di Auerbach. Sierosa riveste i visceri del cavo addominale (peritoneo)

7 Il tubo digerente è innervato dal sistema nervoso autonomo. Solo la parte prossimale (cavità orale-prima porzione esofago) e lo sfintere anale esterno sono controllati dal sistema nervoso somatico. SISTEMA NERVOSO ENTERICO Comprende gruppi di neuroni localizzati nella parete del tratto digerente che formano il: Plesso mioenterico di Auerbach: tra ms. longitudinale e circolare, controlla la motilità. Plesso sottomucoso di Meissner: nella sottomucosa, regola la secrezione. I plessi comprendono neuroni afferenti associati a meccanocettori o chemocettori della mucosa, interneuroni e neuroni efferenti che innervano il muscolo o le ghiandole. I plessi ricevono fibre postgangliari simpatiche e pregangliari parasimpatiche (vago).

8 Motilità e secrezione dell apparato digerente sono controllate in via riflessa da stimoli meccanici (distensione) e chimici che agiscono sulla parete gastro-intestinale e attivano i neuroni efferenti dei plessi: direttamente (riflessi locali corti) attraverso neuroni centrali del sistema nervoso parasimpatico (vago) e simpatico (riflessi lunghi), anche attivati da altre zone del SNC. Motilità e secrezione sono anche regolate da ormoni gastro-intestinali prodotti da cellule endocrine che agiscono su muscolatura e ghiandole.

9 Ormone Produzione (cellule) Liberazione Azione Gastrina G (antro pilorico) + distensione gastrica, stimoli chimici, riflessi vagali - ph gastrico < 3, secretina, CCK, VIP e somatostatina + secrezione-motilità gastrica. Colecistochinina (CCK) I (duodeno-digiuno) + aminoacidi e grassi duodeno + secrezione pancreatica (enzimi), motilità cistifellea, rilasciamento sfintere di Oddi - motilità-secrezione gastrica Secretina S (duodeno-digiuno) + acidità duodeno, acidi biliari - ph duodenale > secrezione HCO3- e H2O dotti pancreatici e biliari - secrezione-motilità gastrica. Somatostatina D (stomaco, duodenodigiuno, isole pancreatiche) + grassi, proteine, glucosio, aminoacidi, acidità (stomacodiuodeno) - secrezione gastrica (HClpepsinogeno), pancreatica (enzimi), gastrina e ormoni (insulina, glucagone, GH, TSH) Peptide inibitore gastrico (GIP) K (duodeno-digiuno) + glucosio (duodeno) iniziale, grassi (digiuno) tardiva + secrezione insulina - secrezione-motilità gastrica Peptide intestinale vasoattivo (VIP) Neuroni SNE + grassi duodeno + secrezione intestinale H2O + ioni Motilina M (duodeno-digiuno) + alcalinizzazione duodeno-digiuno (lontano dai pasti) + motilità interdigestiva (CMM) Grelina Somaco (fasi digiuno) + secrezione-motilità gastrica, appetito - secrezione insulina

10 MOTILITA

11 La maggior parte del tratto digerente contiene muscolatura liscia unitaria (cellule accoppiate elettricamente) la cui contrazione, controllata dal sistema nervoso enterico e da ormoni determina: Progressione del contenuto in direzione aborale (bocca ano). Suddivisione e rimescolamento del contenuto, che facilita l azione degli enzimi digestivi.

12 Le contrazioni del tratto gastro-intestinale possono essere: Toniche: (prolungate) presenti soprattutto a livello degli sfinteri. Fasiche: (brevi) caratterizzate da fasi di contrazione-rilasciamento generate da cicli di depolarizzazioni-ripolarizzazioni dette onde lente o ritmo elettrico basale (REB) dovuto all attività di cellule pacemaker (cellule interstiziali di Cajal). Se l onda lenta raggiunge la soglia per la nascita del PA si ha contrazione. Frequenza onde lente: stomaco 3 onde/min, intestino 12 onde/min.

13 Esistono tre tipi di contrazioni muscolari: Contrazioni presenti quando il tubo digerente è quasi vuoto (tra i pasti): -Complesso motorio migrante (CMM) sospinge gli avanzi alimentari verso l intestino crasso. Attivato dall ormone Motilina. Contrazioni presenti durante e subito dopo il pasto: -Contrazioni peristaltiche (peristalsi) -Contrazioni segmentali

14 Peristalsi Onde propulsive che si spostano in senso aborale, caratterizzate dalla contrazione della muscolatura circolare a monte della massa di cibo e dal rilasciamento di quella a valle (segmento ricevente). Controllate dal sistema nervoso enterico e da ormoni. Esofago: spinge il bolo verso lo stomaco Stomaco: rimescola il contenuto e ne determina lo svuotamento nel duodeno Duodeno-intestino: rimescola il contenuto e ne determina la progressione, fino all espulsione del materiale residuo con le feci.

15 Contrazioni segmentali Contrazioni-rilasciamenti in segmenti brevi di intestino, con la funzione di agitare il contenuto avanti ed indietro, mescolandolo ed assicurandone il contatto con l epitelio assorbente. Nel segmento in contrazione si ha contrazione della muscolatura circolare e rilasciamento di quella longitudinale.

16 Ghiandole salivari Sfintere esofageo superiore Sfintere esofageo inferiore Esofago Stomaco Cavo orale: Gli alimenti sono frantumati dalla masticazione e mescolati con la saliva, prodotta dalle ghiandole salivari: parotidi, sottomandibolari, sottolinguali. Si forma il bolo pronto per la deglutizione. La saliva contiene l enzima ptialina, ( -amilasi) che inizia la digestione degli amidi.

17 Esofago Svolge due funzioni: Spinge il bolo nello stomaco, grazie alla peristalsi stimolata dalla deglutizione. Impedisce il reflusso del materiale gastrico grazie alla contrazione dello sfintere esofageo inferiore (cardias), che è tonicamente contratto e si rilascia solo all arrivo del bolo. Le ghiandole della mucosa esofagea producono muco che favorisce lo scorrimento del bolo e protegge la mucosa dall azione aggressiva del contenuto gastrico acido che occasionalmente può refluire nell esofago.

18 STOMACO

19 Fondo: raccoglie il primo bolo proveniente dall esofago Corpo: il bolo viene depositato e sottoposto a trattamento meccanico e chimico che lo trasforma in chimo Antro pilorico, il chimo assume le caratteristiche che ne permettono l immissione nel duodeno attraverso lo sfintere pilorico La mucosa del fondo e del corpo contiene ghiandole (ghiandole ossintiche) che producono il succo gastrico. Le cellule delle ghiandole dell antro pilorico producono anche l ormone gastrina e sostanze paracrine come la somatostatina, che controllano la secrezione e la motilità gastrica.

20 Motilità gastrica Rilasciamento: L arrivo del bolo nello stomaco provoca rilasciamento riflesso della muscolatura gastrica, che permette un aumento del volume dello stomaco (fino a 3 litri) senza aumenti della pressione intra-gastrica.

21 Contrazioni peristaltiche: frammentano il bolo mescolandolo con i succhi gastrici fino a formare il chimo che è spinto nel duodeno, attraverso lo sfintere pilorico (particelle diametro 1-7 mm). Le contrazioni peristaltiche sono sostenute da REB (3/min) e la loro forza è regolata dal sistema nervoso enterico e dall ormone Gastrina. Il contenuto gastrico che non riesce ad attraversare lo sfintere pilorico è respinto verso il corpo dello stomaco, dove continua ad essere triturato fino al raggiungimento delle dimensioni che ne consentono il passaggio nel duodeno.

22 La velocità di svuotamento dello stomaco dipende dalle caratteristiche dell alimento e dal suo contenuto calorico. La diversa velocità di svuotamento dipende non solo dalla capacità dello stomaco di fluidificare l alimento, ma anche dalla capacità dell intestino di riceverlo e trattarlo.

23 Lo svuotamento gastrico è regolato da fattori nervosi ed ormonali, che lo modificano in relazione alla capacità di trasformazione chimica del duodeno. Lo svuotamento gastrico è rallentato da: Distensione della parete duodenale, attraverso riflessi vago-vagali lunghi Aumentata acidità nel duodeno, attraverso riflessi vago-vagali lunghi e produzione dell ormone secretina Presenza di grassi nel duodeno, attraverso l ormone colecistochinina (CCK) Aumento di osmolarità del contenuto duodenale, attraverso riflessi vago-vagali lunghi

24 VOMITO (emesi) Riflesso coordinato da neuroni bulbari (centro del vomito) che provoca svuotamento dello stomaco, in risposta a: stimoli chimici (intossicazioni alimentari o batteriche) aumento della pressione endocranica dolore intenso stimolazione vestibolare intensa e protratta (cinetosi) stimolazione meccanica della parete faringea visioni orripilanti Caratterizzato da: Rilasciamento-contrazione di piloro e antro pilorico + rilasciamento cardias. Arresto del respiro + chiusura della glottide + aumento della pressione intra-addominale (contrazione muscoli addominali) espulsione contenuto gastrico dalla bocca.

25 SECREZIONE GASTRICA Le cellule delle ghiandole gastriche (ossintiche) producono diverse sostanze che nell insieme formano il succo gastrico

26 Il succo gastrico contiene: Acqua HCl (cellule parietali): ha azione germicida, denatura le proteine preparandole all attacco enzimatico e attiva l enzima proteolitico pepsina Pepsina (cellule principali): prodotta per trasformazione del pepsinogeno ad opera dell HCl è un enzima proteolitico (endopeptidasi) che inizia la digestione delle proteine trasformandole in polipeptidi di 5-15 aminoacidi Lipasi (cellule principali): inizia la digestione dei grassi Fattore intrinseco (cellule parietali): essenziale per l assorbimento della Vit B12 nell'ileo. La sua carenza causa l anemia perniciosa Muco+HCO3- (cellule mucose): proteggono la mucosa gastrica dall acidità del succo gastrico e dall'azione digestiva degli enzimi

27 SECREZIONE HCl Liquido interstiziale 1-5 meq/h (condizioni basali) aumenta fino a 6-40 meq/h (dopo pasto). Stimolata da: Gastrina, Istamina ed Acetilcolina (vago). Inibita da: Secretina e CCK

28 Gastrina stimola la secrezione gastrica attivando direttamente la secrezione delle ghiandole e indirettamente facilitando la liberazione di Istamina. Istamina (sostanza paracrina): prodotta dalle cellule similenterocromaffini, potenzia la secrezione di HCl. Somatostatina inibisce la secrezione gastrica e la produzione di Gastrina. Acetilcolina neurotrasmettitore del sistema enterico stimola la secrezione gastrica

29 Barriera Gastrica La barriera gastrica può essere alterata da: Farmaci: anti-infiammatori non-steroidei (FANS) es. Aspirina Helicobacter pilori Formazione di ulcera peptica

30 La regolazione della secrezione gastrica si attua in 2 fasi: Fase cefalica: La secrezione è attivata prima che il cibo arrivi nello stomaco da: stimoli psichici od emozionali legati all idea del cibo vista ed odore del cibo presenza cibo in bocca (stimolazione recettori meccanici e gustativi) attivazione attraverso fibre vagali dei neuroni efferenti del plesso enterico con stimolazione delle ghiandole gastriche diretta o mediata dalla liberazione di gastrina. Fase gastrica: La secrezione è attivata dall arrivo del bolo nello stomaco per: stimolazione di meccanorecettori (distensione) e chemocettori (presenza di peptidi ed aminoacidi) attivazione, attraverso riflessi locali brevi, delle ghiandole gastriche, direttamente o attraverso la liberazione di gastrina.

31 Inibizione della secrezione e motilità gastrica da parte di stimoli duodenali Acidità duodenale, (secretina) Presenza lipidi (VIP, CCK) Presenza carboidrati (GIP) stimola secrezione insulina dopo un pasto Iper-osmolarità duodenale (ormone non identificato)

32 INTESTINO Fegato Cistifellea Stomaco Tenue Piloro Pancreas Valvola ileo-cecale Crasso Retto Sfintere anale Tenue (5-7 m, dal piloro alla valvola ileo-cecale) comprende: Duodeno: completa la digestione Digiuno Ileo: assorbimento La superficie del tenue è aumentata dalla presenza di pliche concentriche (valvole conniventi) e villi con gli enterociti che presentano microvilli a livello apicale. Crasso (1.5 m, dalla valvola ileocecale allo sfintere anale) comprende: Ceco Colon completa il riassorbimento di acqua ed elettroliti Retto contiene le feci in attesa della defecazione

33 Duodeno: digestione proteine, carboidrati e grassi ad opera degli enzimi contenuti nel succo pancreatico, ricco di HCO3-. Il pancreas esocrino (ghiandola acinosa composta) produce enzimi negli acini e HCO3nelle cellule dei dotti. Il succo è riversato nel duodeno attraverso il dotto pancreatico principale (dotto di Wirsug), a livello della papilla di Vater, circondata dallo sfintere di Oddi.

34 Composizione del succo pancreatico Enzimi Proteolitici: Tripsina, Chimotripsina, Carbossipeptidasi completano la digestione delle proteine. Amilasi: idrolizza gli amidi in glicogeno e gli altri polisaccaridi in disaccaridi e trisaccaridi. Lipasi: idrolizza i grassi in acidi grassi e monogliceridi Colipasi: cofattore proteico che permette alla lipasi di penetrare attraverso i sali biliari. Colesterolo-esterasi: idrolizza gli esteri del colesterolo. Fosfolipasi: stacca gli acidi grassi dai fosfolipidi. Acqua + HCO3-: HCO3- tampona l acidità del chimo, rendendo il ph adeguato all azione degli enzimi pancreatici.

35 Gli enzimi pancreatici secreti in forma inattiva vengono attivati nel duodeno. Il Tripsinogeno, per azione della enteropeptidasi (enterocinasi) è trasformato in Tripsina che a sua volta converte: Chimotripsinogeno in Chimotripsina Pro-carbossipeptidasi in Carbossipeptidasi Pro-colipasi in Colipasi Pro-fosfolipasi in Fosfolipasi

36 La secrezione pancreatica è stimolata da: Parasimpatico (vago): stimola principalmente le cellule acinose aumentando la secrezione di succo ricco di enzimi. CCK prodotta in risposta alla presenza di peptoni ed acidi grassi nel duodeno, stimola principalmente le cellule acinose aumentando la secrezione di succo ricco di enzimi. Secretina prodotta quando il chimo è fortemente acido, stimola le cellule dei dotti aumentando la secrezione di succo ricco di HCO3-. Anche per la secrezione pancreatica si riconoscono: Fase cefalica e gastrica. Gli stessi segnali nervosi che provocano la secrezione gastrica, inducono secrezione pancreatica, attraverso l innervazione vagale Fase intestinale. In seguito all arrivo del chimo nel duodeno la secrezione pancreatica aumenta per liberazione di secretina e CCK

37 Fegato Dotto epatico comune Cistifellea Coledoco Arteria epatica Vena porta Fegato Stomaco Pancreas Cistifellea Una delle funzioni del fegato è la secrezione di bile ( ml/giorno) che: E necessaria per digestione ed assorbimento dei grassi grazie alla presenza dei sali biliari. Rappresenta il mezzo di escrezione di cataboliti come la bilirubina (prodotto terminale del catabolismo dell emoglobina), e di sostanze in eccesso come il colesterolo.

38 I sali biliari sono fondamentali per la digestione e l assorbimento dei grassi: Rivestono le gocce lipidiche e ne determinano l emulsione in particelle più piccole che possono essere attaccate dalla lipasi pancreatica. Facilitano il trasporto dei grassi sotto forma di micelle alla mucosa intestinale dove avviene l assorbimento. Senza sali biliari il 40% del contenuto lipidico della dieta viene perso con le feci.

39 Fegato Dotto epatico comune Cistifellea Coledoco Arteria epatica Dotto cistico Vena porta Stomaco Pancreas Il fegato secerne la bile in due fasi: Secrezione primaria: gli epatociti riversano la bile nei canalicoli biliari localizzati tra le cellule epatiche. Secrezione secondaria: la bile defluisce nel dotto epatico e da qui nel coledoco. Dal coledoco la bile: può passare direttamente nel duodeno. può essere riversata, attraverso il dotto cistico, nella cistifellea. Nel decorso lungo questi dotti, la bile si arricchisce di H2O e HCO3-, la cui secrezione stimolata dalla secretina serve ad aumentare l HCO3- nel duodeno.

40 L espulsione della bile dalla cistifellea, è stimolata dalla presenza di grassi nel duodeno, attraverso la CCK che stimola le contrazioni ritmiche delle pareti della cistifellea e il rilasciamento dello sfintere di Oddi, attivato anche dalle onde di rilasciamento, che precedono la peristalsi del coledoco e del duodeno. L intermittente rilasciamento dello sfintere fa sì che la bile venga immessa nel duodeno a getti.

41 ASSORBIMENTO INTESTINALE Avviene principalmente a livello della mucosa dell intestino tenue, attraverso meccanismi di trasporto attivo e passivo (diffusione).

42 Assorbimento Glucidi Polimeri del glucosio: Glicogeno, Amidi Disaccaridi: Maltosio Saccarosio Amilasi Maltasi 2 Glucosio Saccarasi 1 Glucosio 1 Fruttosio Lattosio Lattasi 1 Glucosio 1 Galattosio La trasformazione finale dei disaccaridi in monosaccaridi (glucosio, fruttosio e galattosio) avviene ad opera di enzimi presenti nei microvilli (orletto a spazzola) degli enterociti. I monosaccaridi vengono poi assorbiti per trasporto attivo mediato da carriers specifici.

43 Assorbimento Lipidi Acidi grassi a catena lunga, colesterolo, monogliceridi e fosfolipidi diffondono all interno dell enterocita (1), sono riesterificati nel reticolo endoplasmatico liscio (2), trasferiti nell apparato di Golgi (3) e inglobati in complessi lipoproteici per formare i chilomicroni (4) trasportati nei vasi linfatici (chiliferi). Acidi grassi a catena media e corta sono assorbiti per diffusione, non subiscono trasformazioni intracellulari e diffondono nei capillari sanguigni

44 Gli oligopeptidi formati dagli enzimi pancreatici sono trasformati in dipeptidi, tripeptidi e aminoacidi liberi (aa) da enzimi (oligopeptidasi) presenti sull orletto a spazzola degli enterociti. I di- e tri-peptidi sono assorbiti in co-trasporto con H+ e idrolizzati nel citoplasma in aa. Gli aa liberi sono assorbiti in co-trasporto con il Na+. L uscita degli aa dalla cellula avviene per diffusione facilitata mediata da carrier.

45 Il contenuto dell intestino tenue è spinto nell intestino crasso ( 1500 ml/giorno). Nel colon sono presenti numerosi batteri, specialmente colibacilli, capaci di digerire piccole quantità di cellulosa. Per effetto dell attività batterica si producono sostanze come la vitamina K.

46 L acqua introdotta con cibo e bevande + quella derivante dai succhi digestivi (circa 9 litri/giorno) è in gran parte assorbita (8.9 litri/giorno) nell intestino tenue e nel colon e solo 0.1 litri/giorno sono eliminati con le feci A livello intestinale si ha anche: assorbimento di Na+ (controllato nel colon dall aldosterone) assorbimento di K+ che nel colon è anche secreto sotto controllo dell aldosterone assorbimento e secrezione di Cl assorbimento di Ca2+ (tenue) regolato dal calcitriolo (forma attiva della Vit D) attivato dal paratormone che viene liberato in condizioni di ipo-calcemia. assorbimento di Fe2+ (tenue)