Il complesso viaggio del cibo nel sistema digerente umano

La nutrizione non si esaurisce nell’introduzione del cibo nella cavità digerente: la vera nutrizione è quella che si realizza nelle singole cellule dove viene liberata l’energia racchiusa negli alimenti. Mentre gli organismi autotrofi assorbono dall’ambiente ioni e molecole inorganiche, mentre, gli eterotrofi devono assumere anche le complesse molecole organiche. Queste molecole, che sono proteine, polisaccaridi, lipidi, sono troppo grandi per essere utilizzate direttamente dalle cellule, per cui devono essere degradate in molecole più piccole, capaci di attraversare la membrana cellulare e venire assorbite e utilizzate.

Struttura dell'apparato digerente

Dal punto di vista funzionale, nell’apparato digerente possiamo distinguere:

- cavità o tubi a fondo cieco tipici degli animali più semplici, come i celenterati in cui il tubo a fondo cieco è il celenteron e la bocca serve sia per introdurre il cibo che per eliminare gli scarti;

- cavità tubulari (o canali alimentari) estesi per tutta la lunghezza dell’organismo e con due aperture, una per estremità. Il cibo progredisce lungo il tubo in una sola direzione, dalla bocca all’ano.

Questo progressione del cibo, consente di trattarlo in vario modo:

- dal punto di vista meccanico per la presenza di contrazioni muscolari che lo fanno progredire lungo il canale alimentare;

- dal punto di vista chimico per l’intervento di enzimi secreti da ghiandole presenti nelle pareti del tubo digerente;

- dal punto di vista batterico, popolazioni batteriche utili aiutano i fenomeni digestivi e partecipano alla produzione di sostanze utili.

Diversità degli apparati digerenti

Le poriferi (spugne) posseggono un "sacchetto" poroso chiamato porifero, il quale assorbe l'acqua marina attraverso i pori, che esce dall'osculo, un buco situato all'estremità del corpo, assieme a sostanze gassose. I celenterati sono animali che presentano sia la forma di polipo sia quella di medusa: il loro apparato digerente possiede una sola apertura. I vermi si distinguono in: platelminti, vermi piatti dall'apparato digerente ramificato; nemertini, i primi vermi in cui compare la fibra muscolare circolare e l'ano, come termine dell'apparato digerente; nematodi, in cui la fibra muscolare circolare è molto più sviluppata. Gli insetti hanno un canale digerente con due aperture, la bocca e l’ano. Negli uccelli è presente il gozzo, una cavità sotto il becco nella quale avviene una prima digestione del cibo, che poi andrà a finire nel ventriglio e fino all'ano.

Anatomia dell'apparato digerente umano

L’apparato digerente dell’uomo è un tubo lungo circa 4,5 m che inizia con la bocca e termina con l’ano: esso comprende una successione di organi specializzati e condotti che sono bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino e due ghiandole annesse, fegato e pancreas.

Esofago, stomaco e intestino sono costituiti dalla sovrapposizione di tre tuniche:

- mucosa, la più interna, è interessata ai fenomeni sia secretori sia di assorbimento;

- sottomucosa, intermedia, contiene nervi, vasi sanguigni e linfatici;

- muscolare, la più esterna, è costituita da due strati di muscolatura liscia. Lo strato interno è circolare e contraendosi riduce il diametro del lume, mentre, lo strato esterno è longitudinale e contraendosi ne accorcia la lunghezza.

La contrazione, detta peristalsi, provvede al rimescolamento del cibo e alla sua progressione lungo il tubo digerente. La tunica sierosa riveste stomaco e intestino: è costituita dal peritoneo e da un sottile strano di tessuto connettivo. La muscolatura circolare in alcuni punti del tubo digerente si ispessisce, formando gli sfinteri che agiscono come valvole di regolazione del flusso del cibo.

Funzioni della bocca e della saliva

La bocca ha il compito di ricevere gli alimenti e introdurli nel tubo digerente: in essa avviene la masticazione in cui gli alimenti vengono schiacciati e triturati dai denti. Durante la masticazione il cibo viene rimescolato dalla lingua, la cui superficie è tappezzata da piccole sporgenze, le papille gustative, in cui si trovano i recettori del gusto.

Il cibo masticato viene impregnato della saliva prodotta dalle ghiandole salivari (le parotidi, le sottomandibolari e le sottolinguali), formando il bolo. La saliva è un liquido costituito al 99% di acqua e il restante 1% contiene sali e proteine, tra cui la ptialina, enzima capace di degradare gli amidi cotti in piccole molecole di maltosio, e il lisozima, che distrugge gli eventuali batteri presenti nel cibo, in cooperazione con le tonsille.

Deglutizione e passaggio nell'esofago

Il bolo alimentare dalla cavità orale passa nella faringe, un organo comune all’apparato digerente e respiratorio, nella quale viene deglutito. Per evitare che il bolo finisca nelle vie aeree si avvia una sequenza di eventi riflessi per cui: il bolo viene sospinto verso il palato molle, che si innalza in modo da occludere le cavità nasali ed evitare che il cibo vi penetri, la laringe si innalza facendo abbassare l’epiglottide e il bolo è costretto a scendere nell’esofago divenuto accessibile.

L’esofago è un condotto muscolare lungo circa 25 cm che connette la faringe allo stomaco, senza svolgere alcuna funzione digestiva. La progressione del bolo alimentare lungo l’esofago avviene grazie ai movimenti di peristalsi, ed è favorita dal muco. Il passaggio del cibo dall’esofago alla stomaco è regolato dal cardias.

Funzioni dello stomaco e del succo gastrico

Lo stomaco è una sacca cava e dilatata lunga circa 30 cm, compresa tra il cardias ed il piloro, dispositivo valvolare che lo separa dal duodeno, primo tratto dell’intestino tenue. Nello stomaco diversi tipi di cellule provvedono alla secrezione di numerose sostanze che entrano nella composizione del succo gastrico. Queste sostanze sono:

- muco, sostanza viscosa protettiva che agisce come una barriera fisica;

- ioni H+ e Cl-, l’acidità del succo gastrico causata da HCl serve per attivare gli enzimi e svolge un’azione antibatterica;

- pepsina, nell’ambiente acido dello stomaco frammenta le proteine in peptidi;

- istamina, si lega a specifici recettori presenti sulle cellule della parete interna dello stomaco e induce la secrezione di H+;

- gastrina, stimola la produzione di HCl e di pepsina;

- somatostatina, ormone che inibisce la secrezione di H+.

Grazie all’azione combinata di questi componenti, favorita dalle contrazioni dello stomaco, il bolo diviene una soluzione omogenea parzialmente digerita, detta chimo, che fluisce verso l’intestino.

Protezione e rischi dello stomaco

Se la notevole acidità del succo gastrico non corrode le pareti dello stomaco è per effetto della presenza: di uno strato di muco che riveste la mucosa gastrica, che neutralizza l’acido con il bicarbonato e inattiva la pepsina; della membrana delle cellule, che formano la parete gastrica, ricca di grassi che la rende impermeabile ai prodotti della digestione. Le cellule della mucosa gastrica si rinnovano ogni 3-4 giorni.

Un batterio denominato Helicobacter pilori resiste all’ambiente acido dello stomaco, nella cui parete può insediarsi distruggendone il muco e rendendola vulnerabile alle sue stesse secrezioni. L’infiammazione causata dall’acido può lesionare la mucosa fino a perforarla, provocando l’ulcera.

Digestione e assorbimento nell'intestino tenue

Dallo stomaco il cibo passa nell’intestino, lungo circa 3,9 m e diviso in due porzioni, tenue e crasso. L’intestino tenue si estende dal piloro alla valvola ileo-cecale, zona di separazione tra tenue e crasso, ed è a sua volta diviso in tre parti: il duodeno, in cui sboccano il dotto biliare proveniente dal fegato e il dotto pancreatico proveniente dal pancreas; il digiuno e l’ileo, ripiegati a formare una sorta di pacchetto intestinale circondato dall’intestino crasso. Alla digestione che avviene nel duodeno partecipano i succhi enterici, prodotti dall’intestino, il succo pancreatico, prodotto dal pancreas, e la bile, prodotta dal fegato.

Quando il chimo giunge nel duodeno, deve essere neutralizzato perché l’attività degli enzimi enterici e di quelli riversati dal pancreas deve avvenire in ambiente alcalino. La neutralizzazione avviene grazie a grandi quantità di bicarbonato di sodio, presente nella secrezione del pancreas, e alla bile, un liquido alcalino. La bile è verdastra per la presenza della bilirubina, un pigmento ricco di colesterolo e di sali biliari, sostanze che derivano dalla demolizione dell’emoglobina dei globuli rossi, distrutti dalla milza e trasportata dal sangue fino al fegato. La bile viene immagazzinata in una piccola sacca detta cistifellea e raggiunge il duodeno lungo il dotto biliare o coledoco.

Nel tenue il chimo diviene una massa semiliquida che prende il nome di chilo: in questa fase le proteasi e le amilasi enteriche e pancreatiche completano la demolizione delle proteine e dei glucidi, mentre i grassi non sono ancora stati attaccati. Perché gli enzimi possano agire sui grassi, è necessaria una fase preparatoria di emulsionamento, cioè la frammentazione delle grosse gocce lipidiche in tante goccioline. Nel processo di emulsionamento interviene la bile.

Il processo di assorbimento dei nutrienti si attua quasi completamente nell’intestino tenue: nello stomaco riescono a essere assorbiti solo l’alcol e alcuni composti liposolubili, mentre nell’intestino crasso si verifica l’assorbimento solo di acqua e ioni. L’assorbimento nel tenue è favorito dalle caratteristiche della sua mucosa, ricca di pieghe e sporgenze rese vellutate dalla presenza dei villi intestinali, a loro volta frastagliati in microvilli. Pieghe, villi e microvilli conferiscono all’intestino tenue una superficie assai ampia, utile per l’assorbimento. Nel tenue sono presenti anche placche biancastre, addensamenti di noduli linfatici utili per combattere i germi penetrati con il cibo.

I prodotti della digestione vengono assorbiti dalle cellule dell’epitelio intestinale per trasporto attivo, tranne gli acidi grassi e i monogliceridi, che si assemblano formando i trigliceridi, che vengono espulsi per esocitosi e passano nei capillari linfatici dei villi, detti vasi chiliferi. I vasi linfatici arricchiti di grassi confluiscono nel dotto toracico che si immette nel circolo sanguigno a livello della vena succlavia sinistra.

Assorbimento e funzione dell'intestino crasso

Il contenuto dell’intestino tenue viene rimescolato e fatto progredire lungo il tubo intestinale grazie ai movimenti peristaltici della parete muscolare, giungendo fino all’intestino crasso, che inizio con l’ileo e prosegue fino all’ano. Esso viene suddiviso in tre parti: cieco, una breve sacca che si prolunga in una sottile estroflessione vermiforme, l’appendice; colon, che circonda il tenue con i suoi tratti ascendente, trasverso e discendente; e retto.

L’aspetto interno della mucosa del crasso è costituito da numerose ghiandole che producono abbondanti quantità di muco. Il muco serve ad aggregare e lubrificare le sostanze di rifiuto, per consentire il passaggio nel retto e la successiva espulsione. In questo tratto vengono assorbiti i sali e l’acqua e le sostanze residue non digerite vengono trasformate da una ricchissima flora batterica, costituita da miliardi di batteri che aggrediscono tutto ciò che non è stato digerito. Come sottoprodotto del metabolismo, molti di questi microrganismi producono sostanze utili come alcune vitamine del complesso B e la vitamina K. Le masse solide residue formano le feci, che vengono espulse dall’ano: la loro emissione è un riflesso spinale indotto dal grado di distensione della parete dell’organo.