Dott.ssa Cinzia Ferraris

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1 Digestione e assorbimento dei macronutrienti Dott.ssa Cinzia Ferraris [email protected]

2 La digestione è il processo che, nel canale alimentare, rompe gli alimenti ingeriti a frammenti più piccoli adatti a essere assorbiti Assorbimento è il processo che consente ai prodotti finali della digestione di attraversare le membrane cellulari dell intestino per passare nel sangue e nella linfa.

3 I processi digestivi La digestione avviene involontariamente, sotto il controllo del sistema nervoso e degli ormoni, che aiutano a mantenere in condizioni costanti l ambiente interno del nostro organismo. Il sistema nervoso autonomo controlla tutto il tratto GI: il sistema parasimpatico generalmente aumenta l attività intestinale, mentre il sistema simpatico ha un effetto inibitorio.

4 Sistema nervoso autonomo Parasimpatico stimola peristalsi stimola secrezione rilascia sfinteri aumenta attività motoria Simpatico diminuisce peristalsi inibisce secrezioni fa contrarre sfinteri diminuisce motilità

5 CONTROLLO NERVOSO INTRINSECO DELLA FUNZIONE GASTROINTESTINALE Il sist. GI ha un suo sistema nervoso: il sistema nervoso enterico che si trova nello spessore della parete

6 IL SISTEMA NERVOSO ENTERICO E COSTITUITO DA DUE PLESSI PRINCIPALI 1) Plesso mioenterico di Auerbach localizzato nella tonaca muscolare. La sua stimolazione aumenta: tono della parete intestinale intensità delle contrazioni ritmiche frequenza delle contrazioni inibisce gli sfinteri

7 2 Plesso Sottomucoso di Meissner 1- localizzato nella sottomucosa 2- controlla le funzioni della parete interna del canale alimentare. 3- controllo locale di: a- secrezione intestinale b- assorbimento c- contrazione della muscolaris mucosae

8 Meccanismi ormonali almeno 18 ormoni che controllano: principali aspetti della funzione digestiva attività di altri sistemi Sono ormoni peptidici Sono prodotti da cellule enteroendocrine presenti nel tratto digestivo Raggiungono gli organi bersaglio col torrente circolatorio

9 Riassunto dell azione di alcuni ormoni digestivi Ormone Sorgente Azione Gastrina Peptide inibitore gastrico (GIP) Secretina Colecistochinina -pancreozimina (CCK) È prodotta dalla muscosa gastrica in presenza di proteine parzialmente digerite, quando è stimolata dal nervo vago o quando lo stomaco è disteso È formato dalla mucosa intestinale in presenza di grassi È formata dalla mucosa intestinale in presenza di acido, proteine parzialmente digerite, di grassi È formata dalla mucosa intestinale in presenza di grassi proteine parzialmente digerite e di acidi Stimola la secrezione di succo gastrico ricco in pepsina e HCl Inibisce secrezione e motilità gastrica Inibisce la secrezione gastrica; stimola la secrezione di succo pancreatico a basso contenuto in enzimi ed elevata alcalinità (bicarbonato); stimola l eiezione della bile dalla colecisti Stimola l eiezione di bile dalla colecisti e la secrezione di succo pancreatico ad alto contenuto in enzimi; contrasta l azione della gastrina riducendo il ph del succo gastrico

10 Movimenti del materiale digestivo dipendono da contrazioni degli strati di muscolatura liscia La muscolatura liscia del canale digestivo funziona come sincizio: ha attività ciclica ritmica l attività elettrica si propaga a tutte le fibrocellule per la presenza di giunzioni comunicanti

11 TIPI DI MOTILITA

12 Peristalsi Consiste in onde di contrazione della muscolatura Muove un bolo lungo il tratto digestivo Bolo è piccola quantità di contenuto digestivo Alla base c è attività riflessa

13 Digestione e assorbimento

14 Localizzazione dell assorbimento dei nutrienti A. elevato A. moderato A. modesto A. molto basso

15 Digestione e assorbimento dei carboidrati

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17 Non tutti i carboidrati sono digeribili e anche lo stesso amido, specie se crudo, può risultare di difficile digestione. Alcuni vegetali, come i legumi, contengono ad esempio degli oligosaccaridi indigeribili (raffinosio, verbascosio e stachiosio). Analogo discorso per la fibra alimentare, inclusa la cellulosa.

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20 La digestione di questi carboidrati è possibile per i batteri del nostro intestino crasso. Tali microrganismi fermentano la fibra alimentare producendo acidi grassi dotati di un effetto lassativo, trofico per la mucosa del colon e prezioso per la salute generale dell organismo.

21 POLISACCARIDI AMILOSIO GLICOGENO AMILOPECTINA

22 Nella bocca, stomaco e duodeno Amilasi salivare è in grado di digerire i polisaccaridi solo per breve tempo, prima che venga inattivata nell ambiente acido dello stomaco Amilasi pancreatica continua la digestione nell intestino tenue L amilasi riduce sia l amido che il glicogeno in maltosio oppure a corti polisaccaridi ramificati (destrine limite)

23 Nel lume intestinale c è la digestione dei carboidrati a monosaccaridi L idrolisi dei cho a monosaccaridi è completata da enzimi presenti sull orletto a spazzola delle membrane apicali di cellule assorbenti dell intestino tenue

24 ENZIMI: Destrinasi e glucoamilasi: idrolizzano destrine limite e riducono le catene di glucosio in monomeri Saccarasi: Saccarosio glucosio + fruttosio Lattasi: lattosio glucosio + galattosio Maltasi: Maltosio glucosio + glucosio

25 SGLT1 = Sodium-Glucose Transport Protein 1

26 SGLT1 Glucosio e Galattosio (trasporto attivo sodio dipendente) GLUT5 Fruttosio (diffusione facilitata) GLUT5

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28 INTOLLERANZA AL LATTOSIO Si sviluppa quando le cellule smettono di produrre l enzima lattasi Iniziano i problemi digestivi nei confronti del latte e il lattosio che rimane nell intestino non può essere assorbito. Il lattosio rimasto nel lume serve da nutriente per i batteri che normalmente risiedono all interno del tubo digerente. Viene così stimolata la crescita batterica e la conseguente produzione di gas e altri prodotti di scarto. Queste sostanze irritano l epitelio intestinale causando crampi, meteorismo e diarrea. È una patologia su base genetica diffusa in più del 50% della popolazione mondiale, e nella maggior parte dei casi compare dopo i 6 anni di età. Non esiste cura, ma vi sono in commercio prodotti a ridotto contenuto di lattosio o integratori di enzimi capaci di scindere il lattosio.

29 Digestione e assorbimento delle proteine

30 Zone di attacco degli enzimi proteolitici ENDOPEPTIDASI ESOPEPTIDASI

31 Pepsina = endopeptidasi

32 Tripsina e chimotripsina = endopeptidasi

33 Carbossipeptidasi e aminopeptidasi portano a termine la digestione delle proteine in aa, dipeptidi e tripeptidi

34 ASSORBIMENTO DEGLI AA E PICCOLI PEPTIDI Na + -indipendente ASC, piccoli aa neutri (alanina, serina, cistina) L, aa neutri, idrofobici di maggiori dimensioni Y +, aa basici

35 Digestione e assorbimento dei lipidi

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37 Digestione dei lipidi: Molto efficiente: Assunzione media giornaliera g grasso/die (90% come TG); solo 5% viene eliminato come grasso fecale. 2 problemi nel digerire i grassi: 1. Lipidi non sono molto solubili in soluzione acquosa 1. Idrolisi dei lipidi forma aggregati e grossi complessi che hanno poco contatto con la superficie assorbente Reproduced from Champe, Harvey & Ferrier, Biochemistry, 3 rd Edition, Fig

38 I lipidi sono digeriti da una classe di enzimi chiamati LIPASI La digestione inizia nella bocca con la lipasi linguale, continua nello stomaco con lo stesso enzima che rimane attivo nonostante l ambiente acido, e la lipasi gastrica, enzima secreto nel lume gastrico.

39 La digestione dei lipidi è resa possibile dall azione della bile la quale per prima entra in contatto con i globuli di grassi nel duodeno, rompendoli in goccioline più piccole (emulsione). L emulsione è dovuta all azione dei sali biliari (derivati del colesterolo, sintetizzati dagli epatociti e secreti nella bile).

40 Azione emulsionante dei sali biliari

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42 Assorbimento degli acidi grassi

43 Circolazione enteroepatica

44 Le porzioni di intestino più attive per il riassorbimento dei lipidi sono il duodeno e il digiuno. La maggior parte dei grassi viene assorbita nelle porzioni centrali del digiuno. Il colesterolo è assorbito più lentamente degli altri costituenti delle micelle, e man mano che si procede nell intestino tenue, le micelle divengono progressivamente più ricche di colesterolo.

45 Fasi dell assorbimento dei lipidi

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47 Bilancio idrico

48 Tempistica

49 Utilizzazione metabolica dei nutrienti Il rifornimento di substrati è discontinuo Fase postprandiale utilizzazione dei nutrienti e messa in riserva Fase postassorbitiva (digiuno) mobilizzazione e utilizzazione delle riserve Le riserve consistono in: Depositi di lipidi (tessuto adiposo) Depositi di glucosio (fegato e muscolo)

50 Come è regolata? Due ormoni chiave: Insulina e Glucagone Fase postprandiale insulina Fase postassorbitiva (digiuno) glucagone

51 Come è regolata? L insulina : Attiva Inibisce Deposito di lipidi - Mobilizzazione di lipidi Deposito di glucosio - Mobilizzazione di glucosio Ossidazione del glucosio Sintesi di trigliceridi Il glucagone (e le catecolamine): Attiva Inibisce Mobilizzazione di lipidi - Deposito di lipidi Mobilizzazione di glucosio - Deposito di glucosio Sintesi del glucosio Ossidazione di trigliceridi