Il sistema digerente. Digestione. Assorbimento. Secrezione. Motilità

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1 Il sistema digerente Digestione Assorbimento Secrezione Motilità

2 Anatomia funzionale Il sistema digerente comprende due parti fondamentali: il canale digerente o tratto gastrointestinale e le ghiandole accessorie. Il tratto gastrointestinale è costituito da un tubo lungo 4,5 m con estremità rivolte all esterno. Il tratto gastrointestinale è bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue, colon, retto, ano. Le ghiandole accessorie sono salivari, secernenti saliva, pancreas, secernente succo pancreatico, ed il fegato che produce bile.

3 Struttura generale della parete del tratto GI Mucosa: delimita il tubo Sottomucosa: connettivo Muscolaris externa: fibre muscolari lisce Sierosa o avventizia: tessuto connettivo

4 La mucosa è costituita da: membrana mucosa, dalla lamina propria e da uno stato intermedio chiamato muscolaris mucosae. La membrana mucosa è formata da enterociti (assorbenti, esocrini, endocrini). Tra le cellule esocrine vi sono le cellule caliciformi che producono muco. La lamina propria presenta linfonodi e placche di Peyer per la difesa, mentre la muscolaris mucosae presenta fibre muscolari longitudinali, e circolari. La sottomucosa, spesso strato di tessuto connettivo che conferisce estensibilità ed elasticità. All esterno della sottomucosa si trova una rete di cellule nervose, plesso sottomucoso (Meissner), che comunica con altre cellule nervose presenti nella muscloraris esterna, plesso mioenterico (Auerbach) e nell insieme questi plessi costituiscono il stema nervoso enterico.

5 La muscolaris externa è responsabile della motilità fibre muscolari longitudinali, e circolari favorisce il movimento del contenuto nel lume ed il rimescolamento. La sierosa è costituita da tessuto connettivo fibroso ed ha funzione strutturale. All esterno è presente: un tessuto epiteliale detto mesotelio, che secerne liquido lubrificante che facilita lo scivolamento di un organo sull altro, il mesentere, un sistema di membrane che contiene gli organi addominali, nervi e vasi, ed il peritoneo, una membrana che delimita l interno della cavità addominale.

6 Via alimentare superiore La bocca è l inizio del tratto GI ed il luogo in cui in cibo entra ed iniziano i processi di frammentazione meccanica e digestione.

7 Il riflesso della masticazione

8 Le ghiandole salivari La saliva è prodotta da tre paia di ghiandole salivari Parotidi (ai lati del capo); Sottolinguali; Sottomandibolari.

9 Le ghiandole salivari: composizione della saliva Bicarbonato: rende la saliva alcalina e neutralizza gli acidi; Muco: lubrifica il cibo e protegge la bocca dalle abrasioni; Amilasi salivare (ptialina): enzima digestivo demolisce amido e glicogeno 1-4 glicosidici; Lisozima: enzima che lisa alcuni batteri prevenendo il deterioramento dentale muramidasi; Immunoglobuline A; Fattore di crescita nervoso e dell epidermide: stimola la crescita della barriera gastrica; Lipasi: scinde i trigliceridi a catena media (latte).

10 Il riflesso della deglutizione 1. Il bolo scende lungo la faringe; 2. Abbassamento epiglottide e chiusura glottide; 3. Rilascio dello sfintere esofageo superiore con ingresso del bolo nell esolfago ed innesco della peristalsi; 4. Rilascio dello sfintere esofageo inferiore ed ingresso del bolo nello stomaco.

11 L esofago Tubo muscolare lungo circa cm la cui funzione primaria è quella di veicolare il cibo allo stomaco; Sfintere esofageo superiore Passa dietro la trachea ed il cuore, attraversa il diaframma e sfocia nella regione superiore dello stomaco; Pareti sottili e flessibili; Sfintere esofageo inferiore Possiede sia muscolatura striata (terzo superiore) che liscia.

12 Lo stomaco: motilità gastrica Lo strato circolare interno è capace di generare lente spontanee e graduali depolarizzazioni note come onde lente, che quando sono abbastanza grandi da portare il potenziale di membrana al valore soglia generano potenziali d azione; La frequenza delle onde lente tra le regioni del GI varia perché controllate da gruppi diversi di cellule pacemaker; In alcune regioni sono presenti onde lente ad intervalli regolari con una frequenza abbastanza costante ritmo elettrico basale dovuto all attività nervosa ed ormonale; Attività parasimpatica causa aumento della forza contrattile; L attività nervosa agisce sull ampiezza delle onde lente piuttosto che sulla frequenza.

13 Motilità intestinale: la peristalsi

14 Lo stomaco Prima del suo arrive, lo stomaco si prepara a ricevere il bolo mediante un processo detto rilasciamento recettivo: il centro della deglutizione nel bulbo comanda il rilasciamento della muscolatura liscia della parete superiore dello stomaco per un aumento di volume. Possiede 3 regioni anatomiche: Fondo, porzione superiore a cupola che arriva sino allo sfintere esofageo inferiore; Corpo, regione più voluminosa con una mucosa disposta in pieghe longitudinali dette rughe che si distendono quando lo stomaco si espande; Regione inferiore stretta detta antro che ha uno spesso strato muscolare e produce forti contrazioni responsabili del rimescolamento e dello svuotamento.

15 Lo stomaco: le fossette gastriche Pepsinogeno (cellule principali) Lipasi gastrica (cellule principali) HCl (cellule parietali) Fattore intrinseco lega B 12 (cellule parietali) Gastrina (cellule G) Muco ricco di bicarbonato (cellule mucose)

16 Lo stomaco: produzione di acido cloridrico Apertura canali K + Funzione battericida Attiva la pepsina Anidrasi carbonica Azione degradante Bicarbonato nel sangue: Marea alcalina

17 Lo stomaco: regolazione della secrezione gastrica Fase cefalica: stimoli olfattivi, visivi, gustativi ed informazioni correlate, incentivano la produzione di HCl, pepsinogeno e gastrina che viene rilasciata nel torrente circolatorio Fase gastrica: la presenza di proteine e prodotti della digestione proteica stimolano ulteriore rilascio di HCl, pepsinogeno e gastrina; Fase gastrica ed intestinale: riduzione della secrezione di pepsinogeno ed HCl quando il cibo lascia lo stomaco (abbassamento ph per uscita delle proteine e prodotti della digestione proteica)

18 Dallo stomaco all intestino A seguito dell ingestione di un pasto la muscolatura dello stomaco svolge due compiti: rimescolamento e regolazione dello svuotamento gastrico. Le onde peristaltiche viaggiano dal corpo dello stomaco verso il piloro al ritmo di 3 onde al minute; L onda di contrazione spinge il chimo in avanti ma la maggior parte di esso è forzato a tornare indietro rimescolandosi poichè il piloro è chiuso; Con l aumento delle onde peristaltiche il piloro è forzato all apertura ed il chimo passa nel duodeno.

19 Lo svuotamento gastrico Lo svuotamento gastrico è un processo controllato che avviene ad intermittenza. I tempi dipendono da vari fattori: Volume del contenuto gastrico Stato fisico del contenuto Acidità del chimo (acidità nel duodeno rallenta la motilità gastrica)

20 I complessi motori migranti Intense contrazioni dell antro accompagnate dal rilasciamento dello sfintere pilorico Svuotamento dello stomaco (o dell intestino) dal suo contenuto, incluse le particelle le cui dimensioni sarebbero eccessivamente grandi per passare attraverso il piloro; Limitano la crescita batterica; Sono inibite dai pasti, dalla gastrina e dalla CCK.

21 L intestino tenue

22 L intestino tenue: assorbimento La capacità di assorbimento del tenue è da attribuire alla sua mucosa estremamente ripiegata su se stessa a formare delle pieghe chiamate villi, che ne aumentano la superficie di 10 volte. Ogni villo è formato da strutture fondamentali per l assorbimento dei nutrienti: i capillari ed un vaso linfatico a fondo cieco detto vaso chilifero.

23 L intestino tenue: assorbimento L orletto a spazzola sulla superficie della mucosa la incrementa di 20 volte. L orletto a spazzola è formato da microvilli, localizzati sulla superficie apicale delle cellule epiteliali (sono tra i 3000 e i 6000 per cellula). L epitelio dell orletto a spazzola presenta diversi enzimi digestivi, detti enzimi dell orletto a spazzola, e diversi carrier proteici.

24 L intestino tenue: assorbimento I materiali assorbiti dall intestino sono trasportati al fegato attraverso la circolazione sanguigna, che estrae alcuni nutrienti. Il sangue proveniente dai capillari intestinali si riversa nelle vene mesenteriche ed è condotto al fegato dalla vena porta epatica.

25 Motilità del tenue

26 Motilità del tenue: la segmentazione

27 Il pancreas Situato dietro e sotto lo stomaco Organo esocrino ed endocrino che secerne ormoni importanti per il metabolismo Pancreas esocrino: comprende acini e dotti associati che convergono nel dotto pancreatico che arriva nel duodeno Pancreas endocrino è caratterizzato da isolotti pancreatici Il succo pancreatico è ricco di bicarbonati e di enzimi quali l amilasi pancreatica e le lipasi, proteasi e nucleasi

28 Il pancreas: la secrezione pancreatica La secrezione del succo pancreatico ha inizio negli acini con la produzione di una piccola quantità di fluido contenente acqua, elettroliti ed enzimi digestivi; Una grande quantità di fluido contenete bicarbonato viene riversata in esso al passaggio nei dotti principali degli acini.

29 Il pancreas: la secrezione pancreatica La secrezione del succo pancreatico è influenzata dagli stimoli delle fasi cefalica, gastrica ed intestinale ma prevalentemente da queste ultime due. CCK agisce sulle cellule acinose per incentivare la produzione di enzimi; Secretina agisce sulle cellule duttali incentivando la secrezione del fluido ricco in bicarbonato; Amplificazione reciproca di CCK e secretina: potenziamento; I due ormoni sono rilasciati in risposta alla composizione chimica del chimo.

30 Il fegato Organo più grande della cavità addominale sorprendentemente versatile, le più importanti funzioni sono: Secrezione della bile, che contiene bicarbonati,fosfolipidi,ioni organici e sali biliari; Biotrasformazione dei nutrienti: Glucosio in glicogeno(glicogenosintesi); Glicogeno degli epatociti in glucosio (glicogenolisi); Glucosio per energia (glicolisi); Digiuno prolungato il glucosio viene sintetizzato dai precursori amminoacidici (gluconeogenesi).

31 Il fegato sintetizza colesterolo e trigliceridi in lipoproteine; acidi grassi in chetoni, produce urea; Rimozione dei globuli rossi dal sangue (macrofagi) l emoglobina demolita (assorbimento Fe); Eliminazione dei rifiuti dal corpo come la bilirubina ed altri derivanti catabolismo dell emoglobina sono secreti con la bile ed eliminati con le feci; Sintesi delle proteine plasmatiche come albumina, proteine che legano ormoni steroidei, tiroidei, della coagulazione, angiotensinogeno; Secrezione e modificazione degli ormoni: il fegato insieme al rene partecipa all attivazione della vitamina D e secerne ormoni chiamati fattori di crescita insulinosimili.

32 Il fegato: secrezione della bile

33 Il fegato: secrezione della bile La secrezione della bile nel duodeno dipende dall azione della CCK e della secretina. Secretina agisce sul fegato stimolando la produzione di bile; CCK stimola la contrazione della cistifellea per il rilascio della bile e l apertura dello sfintere di Oddi;

34 L intestino crasso Il cieco, il colon ed il retto costituiscono quello che nell insieme viene definito intestino crasso. Il colon è diviso in 4 regioni: colon ascendente, colon trasverso, colon discendente e sigmoideo; Le prime tre porzioni sono deputate all assorbimento di acqua e ioni, il sigmoideo all accumulo del materiale di scarto rimasto nel lume; La muscolatura longitudinale è compressa in 3 bande dette teniae coli; La funzione primaria del colon è quella di ridurre il volume del chimo mediante l assorbimento dell acqua e trasformarlo in un materiale semisolido, le feci.

35 Motilità del crasso Austrazioni; Movimenti di massa.

36 Digestione ed assorbimento Carboidrati Lipidi Proteine Acqua ed elettroliti Vitamine

37 Digestione ed assorbimento: i carboidrati Polisaccardi: cellulosa e amido, dai prodotti di origine vegetale, e glicogeno, dai prodotti di origine animale. Cellulosa β-1,4glicosidici Amido costituito da Amilosio α -1,4glicosidici Amilopectina α-1,4glicosidici e α -1,6glicosidici glicogeno polimero costituito da legami α -1,4 e α -1,6glicosidici La loro digestione inizia nella bocca con l amilasi salivare e continua con quella pancreatica. Digestione incompleta: maltosio (disaccaride) e destrine limite (corti polisaccaridi).

38 Digestione ed assorbimento: i carboidrati Destrinasi e glucoamilasi idrolisi destrine limite Saccarasi idrolisi saccarosio in 1 glucosio e 1 fruttosio Lattasi idrolisi lattosio in 1 glucosio e 1 galattosio Maltasi idrolisi maltosio in 2 glucosio Monosaccaridi ottenuti Glucosio Fruttosio Galattosio

39 Digestione ed assorbimento: i carboidrati SGLT cotrasporto Na-Glucosio/Galattosio GLUT2 trasporto facilitato (Glucosio/Galattosio/Fruttosio) GLUT5 trasporto facilitato Fruttosio

40 Digestione ed assorbimento: i lipidi I principali lipidi della dieta sono trigliceridi (90%), fosfolipidi e colesterolo; La loro digestione inizia nella bocca con la lipasi presente nella saliva e continua con la lipasi gastrica e quella pancreatica; Formano grossi globuli perché idrofobici fondamentale la bile; Soggetti ad emulsionamento.

41 Digestione ed assorbimento: i lipidi L emulsione è dovuta ai sali biliari, derivanti del colesterolo, sintetizzati dagli epatociti e secreti nella bile; I sali biliari sono molecole anfipatiche: hanno una porzione polare ed una apolare; Forniscono alle gocciole un rivestimento polare che permette loro di mescolarsi all acqua ed essere ridotte in gocciole più piccole.

42 Digestione ed assorbimento: i lipidi L azione della lipasi rimpicciolisce le goccioline di grasso durante il loro transito fino alla loro scomparsa quando il chimo raggiunge il colon.

43 Digestione ed assorbimento: i lipidi 1. Acidi grassi e monogliceridi vengono assorbiti per diffusione passiva dalle cellule intestinali; 2. Nel REL verranno riassemblati in Tg; 3. I Tg andranno a formare i chilomicroni; 4. I chilomicroni saranno secreti nei capillari linfatici.

44 Digestione ed assorbimento: le proteine Le proteine nel GI provengono dalla dieta, dalla secrezione (mucine ed enzimi) e dal turnover degli enterociti. Devono essere idrolizzate in tripeptidi, dipeptidi ed amminoacidi liberi; La loro digestione dipende dalle endopeptidasi e dalle esopeptidasi; Questi enzimi sono secreti sotto forma di zimogeni attivazione proteolitica.

45 Digestione ed assorbimento: le proteine La digestione delle proteine inizia nello stomaco; Pepsinogeno parzialmente attivato dagli idrogenioni attiva altro pepsinogeno in pepsina mediante attivazione proteolitica.

46 Digestione ed assorbimento: le proteine

47 Digestione ed assorbimento: le proteine Amminoacidi liberi, dipeptidi e tripeptidi, vengono trasportati attivamente all interno della cellula mediante un cotrasporto con il sodio; Dipeptidi e tripeptidi vengono idrolizzati ad amminoacidi singoli dalle proteasi intracellulari; Gli amminoacidi attraversano la membrana basolaterale per diffusione facilitata e vengono immessi nel torrente circolatorio.

48 Assorbimento dell acqua e degli elettroliti Assorbito del 98% di acqua 85% tenue 13% colon

49 Assorbimento dell acqua e degli elettroliti Nel duodeno e nel digiuno quando l acqua viene assorbita mediante trasporto paracellulare, il sodio si lega ad i soluti disciolti in essa e viene trascinato (solvent drag); Nel digiuno, nll ileo e nel colon via transcellulare: pompa Na/K (trasporto attivo); Na può entrare anche in cotrasporto con altre molecole o ioni, oppure in controtrasporto con gli idrogenioni; Il K è assorbito passivamente dal tenue.

50 Assorbimento delle vitamine Vitamine liposolubili: A D E K seguono un meccanismo simile a quello dei lipidi; Vitamine idrosolubili: B C assorbite tramite cotrasportatori con il Na o diffusione facilitata; Vitamina B 12 essenziale per la maturazione dei globuli rossi, non può essere assorbita da sola ma necessita del fattore intrinseco prodotto dalle cellule parietali dello stomaco.