Fisiologia del sistema gastroenterico, Fisiologia

FUNZIONI DEL SISTEMA GASTROENTERICO:



- Far progredire il cibo

- Secernere succhi gastrici e digerire il cibo

- Assorbire principi nutritivi

Strutture fondamentali per la motilità sono:

Muscolatura circolare interna

 Muscolatura longitudinale esterna

 Muscularis mucosae

 Villi

 Sistema nervoso enterico SNE definito come la terza branca del sistema nervoso

 

autonomo. Rappresentato da PLESSO MIENTERICO DI AUERBACH e PLESSO



SOTTOMUCOSO DI MEISSNER.

Il SNE è costituito da 100 milioni di neuroni organizzati nei plessi intramurari (detti sopra).

A livello della muscolatura liscia profonda (precisamente TRA STRATO

 LONGITUDINALE E CIRCOLARE) e sulla superficie sottomucosale abbiamo una rete di

CELLULE INTERSTIZIALI DI CAJAL

cellulae NON NEURONALI: .

Queste cellule sono caratterizzate da una d.d.p di membrana INSTABILE nel tempo (onde lente di

depolarizzazione e ripolarizzazione che si propagano alla fibra muscolare liscia) per questo



sono dette CELLULE AD ATTIVITà PACEMAKER che formano il CENTRO PACEMAKER

DELL INTESTINO. Sono connesse alle fibre muscolari liscie (con gap junction che connettono

anche le fibre muscolari liscie tra loro che quindi formano un SINCIZIO FUNZIONALE) e ai



neuroni enterici. Queste cellule presentano delle VARICOSITà a livello delle quali contengono il

NEUROTRASMETTITORE.

SOSTANZE E NEUROTRASMETTITORI rilasciati dal SNE:



- Acetilcolina

- Norepinefrina

- Atp

- Serotonina presente 10% nel cervello e 90% in intestino e SNP: controlla molte funzioni



fisiologiche

- Dopamina

- CCK, colecistochinina

- Peptide P

ATTIVITà DEL PLESSO MIENTERICO di AUERBACH (posto tra gli strati di

 muscolatura longitudinale e circolare):

la stimolazione del plesso mienterico fa:

- AUMENTARE IL TONO DI CONTRAZIONE DELLA PARETE INTESTINALE

- AUMENTARE L INTENSITà DELLE CONTRAZIONI RITMICHE

- AUMENTARE LA VELOCITà DI CONDUZIONE DELLE ONDE DI ECCITAZIONE

- AUMENTARE LA VELOCITà DI PROPAGAZIONE DELLE ONDE PERISTALTICHE

Il plesso mioenterico non contiene solo neuroni eccitatori, ma anche INIBITORI le cui terminazioni

nervose liberano un neurotrasmettitore inibitorio (VIP, peptide vasoattivo intestinale). questi



segnali inibitori sono utili nel consentire il rilasciamento di alcuni sfinteri intestinali che

rallentano il passaggio del materiale alimentare come lo SFINTERE PILORICO che



controlla lo svuotamento dello stomaco nel duodeno o lo SFINTERE DELLA VALVOLA

ILEO-CIECALE che controlla lo svuotamento dell intestino tenue nel cieco.

ATTIVITà DEL PLESSO SOTTOMUCOSO di MEISSNER:

 controlla:

- ATTIVITà SECRETORIA DEL TUBO GASTROENTERICO

- IL FLUSSO SANGUIGNO LOCALE

- L ASSORBIMENTO LOCALE

- GRADO DI CONTRAZIONE LOCALE DELLA MUSCOLATURA SOTTOMUCOSA

(regola il grado di plicatura quindi la comparsa e migrazione delle pliche)

Nonostante il SNE sia autonomo, questo è comunque connesso con il SNA (simpatico e

parasimpatico perché la sua attività viene da essi modulata.

SIMPATICO : inibisce l attività intestinale e provoca vasocostrizione in questo

 distretto.

Le fibre simpatiche originano a livello del midollo spinale dai segmenti T-5/L-2. La maggior

parte delle fibre pregangliari, simpatiche (rilasciano ACETILCOLINA) dopo aver lasciato il

midollo entra nelle CATENE GANGLIARI SIMPATICHE PARAVERTEBRALI e

attraversata questa regione raggiungono i GANGLI PERIFERICI: GANGLIO CELIACO,

GANGLI MESENTERICI SUPERIORE E INFERIORE oppure arrivano anche alla

MIDOLLARE DEL SURRENE (ALTRO GANGLIO DEL SIMPATICO) a livello del

quale rilasciano ACH che stimolerà il rilascio in circolo di ADRENALINA. La maggior

parte dei corpi cellulari dei NEURONI POSTGANGLIARI SIMPATICI si trovano proprio a

questo livello. Le fibre post gangliari quindi nascono da qui e si distribuiscono tramite i

NERVI POSTGANGLIARI SIMPATICI (che rilasciano NORADRENALINA) a tutte le

porzioni del tubo digerente.

Il simpatico innerva tutte le parti del tubo digerente. Le sue terminazioni nervose

secernono NORADRENALINA e poca ADRENALINA.

PARASIMPATICO : stimola l attività del sistema enterico. Si può dividere in una

 parte CRANIALE che utilizza il NERVO VAGO e in una parte SACRALE che invece usa i

NERVI PELVICI.

I nervi vaghi innervano: esofago, stomaco, pancreas fino al COLON TRASVERSO, da lì in

poi abbiamo l innervazione da parte dei NERVI PELVICI.

I NEURONI POSTGANGLIARI PARASIMPATICI li troviamo nei plessi MIENTERICO E

SOTTOMUCOSO (qui il nervo vago per stimolarli rilascia ACETILCOLINA).

A livello della parete intestinale vi sono anche CHEMOCETTORI e MECCANOCETTORI che

monitorano la composizione chimica del contenuto gastroenterico e il grado di dilatazione della

parete e ne informano tramite AFFERENZE LOCALI il plesso enterico e co AFFERENZE

SPLANCNICHE E VAGALI il SNC.

MUSCOLO LISCIO VISCERALE

A causa dell’ attività delle cellule di Cajal che hanno questo d.d.p di membrana instabile, le fibre

muscolari liscie intestinali subiscono sempre dei processi di contrazione e rilasciamento muscolo



liscio viscerale è tonicamente attivo (andamento a onde lente). Ci sono poi muscoli lisci che

sono sempre in stato di cotnrazione a parte brevi periodi in cui si rilasciano SFINTERI. Oppuri



altri che sono parzialmente contratti ( vasi sanguigni e vie aeree) o che normalmente sono

rilasciati ( esofago, vescica urinaria).

Ciò non comporta un alto dispendio di energia per il MECCANISMO DEL

CHIAVISTELLO:

MECCANISMO DEL CHIAVISTELLO:

Una volta che il muscolo liscio ha sviluppato una contrazione completa, il suo grado di attivazione

può anche essere RIDOTTO ad un livello più basso di quello iniziale. L energia spesa spesso è

MINIMA, infatti permette al muscolo liscio di mantenere la contrazione tonica anche per ORE con

basso consumo d energia.

A LIVELLO MOLECOLARE: le teste di miosina rimangono attaccate al filamento di actina per

una porzione sempre più lunga del ciclo. Quindi avendo un elevato numero di teste di miosina

attaccate al filamento di actina la tensione viene “bloccata”.

Quindi il muscolo liscio viscerale presenta un attività elettrica intrinseca LENTA E CONTINUA.

: 1. Onde lente, 2. Onde a punta

Presenta due tipi di onde fondamentali .

ONDE LENTE

 Le contrazioni gastrointestinali sono ritmiche e dipendono dalla frequenza delle onde lente

del potenziale di membrana della muscolatura liscia. La loro intensità varia tra 5 e 15 mV e

la frequenza nelle diverse parti del tratto gastroenterico è:

- 3/min stomaco distale

- 16-18/min duodeno



- 8/min ileo



- 6/min cieco



- 10-12/min colon sigma.



La causa precisa di queste onde lente è l interazione tra le cellule muscolari lisce e le cellule di

Cajal.

Queste onde lente di per sé non causano direttamente la contrazione muscolare ma

determinano la comparsa intermittente dei potenziali a punta, i quali poi causano la

contrazione.

POTENZIALI O ONDE A PUNTA

 Sono veri p.d.a. si generano automaticamente quando il p.d.riposo della muscolatura si

sposta dal suo valore normale di -56mV a valori AL DI SOPRA DI -45mV. Ogni volt che i

picchi delle onde lente salgono al di sopra di -45 mV generano i potenziali a punta.

QUANTO Più ALTO SALE IL POTENZIALE DELLE ONDE LENTE TANTO

MAGGIORE SARà LA FREQUENZA DEI POTENZIALI A PUNTA (che di solito è

compresa tra 1 e 10/sec). I potenziali a punta della muscolatura gastrointestinale durano da

10 a 40 volte di più dei potenziali delle grandi fibre nervose.

IMPORTANTE DIFFERENZA TRA I p.d.a DEL MUSCOLO LISCIO

 GASTROINTESTINALE E DELLE FIBRE NERVOSE:

Mentre nelle fibre nervose è dovuto ad un RAPIDO INGRESSO DI IONI Na+ nelle fibre attraverso

 NELLA MUSCOLATURA LISCIA GASTROINTESTINALE I

i canali del Na+

CANALI RESPONSABILI DEI p.d.a LASCIANO PASSARE UN ELEVATO

NUMERO DI IONI Ca++ E QUANTITà MOLTO MINORI DI Na+. sono



chiamati CANALI Calcio-sodio.

Si tratta di canali molto più lenti ad aprirsi e a chiudersi rispetto ai canali rapidi del Na+ il che

spiega la maggiore durata dei p.d.a.

IMPORTANZA DEGLI IONI Ca++



Gli ioni Ca++ agendo attraverso il MECCANISMO DI CONTROLLO DELLA CALMODULINA

attivano i filamenti di miosina nella fibra generando forze di attrazione con i filamenti di actina 

CONTRAZIONE MUSCOLARE.

Il rilascio degli ioni Ca++ è molto importante e può essere RITARDATO RISPETTO ALLO

STIMOLO DEL SN. Ciò è dovuto a due motivi:

1. Il fatto che membrana pres-sinaptica e post-sinaptica sono LONTANE per il RITARDO

SINAPTICO è dato dal tempo che il neurotrasmettitore impiega per attraversare questo

spazio.

2. Il fatto che i neurotrasmettitori, trovandosi nelle varicosità che sono poste in superficie, per

andare ad influenzare l attività elettrica degli strati più profondi DEVONO DIFFONDERE e

ciò provoca un ulteriore ritardo.

Le onde lente NON FANNO ENTRARE IONI Ca++ nella fibra ma solo ioni Na+,

pertanto le onde lente di per sé NON DETERMINANO LA CONTRAZIONE.

Mentre durante i potenziali a punta, generati IN CORRISPONDENZA DEI

PICCHI DELLE ONDE LENTE, entrano grandi quantitativi di ioni Ca++

nelle fibre e ne provocano la contrazione.

Si può avere la depolarizzazione delle fibre muscolari lisce senza arrivare al p.d.a ed incorrere

comunque in una contrazione TUTTO DIPENDE DALLA CONCENTRAZIONE DEGLI IONI



Ca++. Ciò AVVIENE IN TRE CASI:



1. Depolarizzazione attivazione dei canali al Ca++ tipo L ingresso di Ca++ che lega la

 

CALMODULINA contrazione.

2. ORMONI O NEUROTRASMETTITORI legano il loro recettore agiscono su una



PROTEINA G apertura dei canali al Ca++ depolarizzazione di membrana senza p.d.a

 

per interazione del Ca++ con la calmodulina CONTRAZIONE.



3. ORMONE attiva la PLC (FOSFOLIPASI C) PIP2 trasformato in IP3 che si lega al suo



recettore sarcoplasmatico induce la fuoriuscita di Ca++ che si lega alla calmodulina

 

CONTRAZIONE.

COSA PUò FAR AUMENTARE LA FREQUENZA DI SCARICA (che poi regola il grado

 di contrazione delle fibre muscolari lisce) facendo aumentare la concentrazione del Ca++

intracellulare?

ACETILCOLINA

- perché fa depolarizzare queste cellule



STIRAMENTO DELLA PARETE INTESTINALE

- è alla base ella



PERISTALSI

PARASIMPATICO

- .

Ciò CHE INVECE INDUCE LA IPERPOLARIZZAZIONE DI QUESTE CELLULE DI

 CAJAL (e quindi il rilasciamento delle fibre muscolari lisce) per riduzione della

concentrazione di ioni Ca++, è:

NORADRENALINA

- .

Per quanto riguarda il MECCANISMO ALLA BASE DELLE ONDE LENTE esistono due linee di

pensiero:

1. Dovute al rilasci dal reticolo sarcoplasmatico di ioni Ca++

2. Dovute alla variazione di attività della POMPA Na+/K+

Una elevata attività della pompa Na+/K+ provoca maggiore elettronegatività interna.

 QUINDI SE L ATTIVITà DI QUESTA POMPA AUMENTA ABBIAMO

IPERPOLARIZZAZIONE e quindi rilassamento della fibra muscolare liscia.

Alcuni muscoli del tratto gastrointestinale presentano CONTRAZIONE TONICA oltre o al posto

dell onde lente. Neurotrasmettitori e ormoni possono provocare depolarizzazione continua della

membrana senza la genesi del p.d.a. (a punta) CONTRAZIONE TONICA CONTINUA NON



ASSOCIATA A ONDE LENTE che dura anche minuti o ore. Le coliche per esempio sono

contrazioni continue e spastiche della muscolatura intestinale anche dolorose.

STOMACO:



nello stomaco prossimale abbiamo centri pacemaker che controllano l attività elettrica di tutto lo

stomaco (onde lente) controllati da ormoni:

- GASTRINA rilasciata da CELLULE G dell antro e del duodeno STIMOLA l attività

- SECRETINA rilasciata dalle CELLULE S DUODENALI quando il pH scende INIBISCE

Le cellule pacemaker dello stomaco danno luogo a dei p.d.a. gastrici che durano 5 s e sono

caratterizzati da:

- Fase rapida: CONTRAZIONE PRIMARIA

- Fase di plateau che qualora superi la soglia: CONTRAZIONE SECONDARIA

Il piloro, quando arriva l onda di contrazione primaria, fa passare nel duodeno FIOTTI DI CHIMO

di dimensioni circa di 1 mm (da 1 a 4 mm). Altrimenti il chimo sbatte contro il piloro che in seguito

al passaggio si chiude e quindi questo chimo subisce RETROPULSIONE che rimescola il chimo ai

POMPA ANTRALE

succhi gastrici e lo frammenta ( ). riflessi enterogastrici

La motilità dello stomaco è regolata anche da RIFLESSI LOCALI detti :

- Quando il duodeno è molto disteso

- Quando la mucosa duodenale è irritata

- Quando il chimo è troppo acido RILASCIO DI SECRETINA



- Quando il chimo è ipertonico (troppo concentrato) c è RICHIAMO DI H2O dal sistema



circolatorio

- Quando abbiamo PEPTIDI O GRASSI rilascio di CCK.



CONTRAZIONI DA FAME

Oltre alle contrazioni peristaltiche che si hanno quando nello stomaco c è qualcosa, spesso si hanno

anche INTENSE CONTRAZIONI dette contrazioni da FAME. si hanno quando LO STOMACO



è VUOTO DA DIVERSE ORE.

Si tratta di contrazioni peristaltiche ritmiche che interessano il corpo dello stomaco.

Quando sono particolarmente intese si fondono in un'unica contrazione tetanica di 2-3 min.

Si possono avere nei giovani sani con notevole tono della muscolatura gastrointestinale o in soggetti

con valori di glicemia inferiori alla norma.

Si ha una MODERATA SENSAZIONE DOLORIFICA ALLA BOCCA DELLO STOMACO,

anche se generalmente non compaiono prima di 12-24 ore dall ultima ingestione di cibo.

LEGGE DELL INTESTINO

Movimenti stereotipati (riflessi) dell intestino OGNI VOLTA CHE VIENE STIRATO.



Questo riflesso è detto RIFLESSO PERISTALTICO O RIFLESSO MIENTERICO. È un ONDA DI

CONTRAZIONE VIAGGIANTE:

a monte

- Contrazione della muscolatura circolare e rilasciamento della longitudinale 

CONTRAZIONE ATTIVA

a valle

- Rilasciamento della muscolatura circolare e contrazione della longitudinale 

DISTENSIONE.

Ogni volta che un onda peristaltica invade uno sfintere chiusi RETROPULSIONE +

 

RIMESCOLAMENTO.

IL RIFLESSO è POLARIZZATO IN DIREZIONE CAUDALE, ma si

 inverte NEL RIFLESSO DEL VOMITO.

MOVIMENTI DI SEGMENTAZIONE

Sono contrazioni muscolari circolari per RIMESCOLAMENTO, PER PROGRESSIONE LENTA

O IN CASO DI RIFLESSO GASTROENTERICO.

Possono essere SPAZIATI REGOLARMENTE, ISOLATI O SPAZIATI IRREGOLARMENTE.

Avvengono a livello dello strato di muscolatura circolare e hanno la funzione di DIVIDERE IL

CONTENUTO GASTROENTERICO, ma possono influenzarne anche la progressione.

CIRCUITI NERVOSI

Le fibre sensitive afferenti che originano nell epitelio e nella parete dell intestino possono

AVVIARE IL RIFLESSO PERISTALTICO se stimolate da IRRITAZIONI DELL MUCOSA,

ECCESSIVE DISTENSIONI del tubo digerente o PRESENZA DI SOSTANZE CHIMICHE

(abbiamo infatti a questo livello SENSORI MECCANICI PER LA DILATAZIONE e SENSORI

MECCANICI E CHIMICI per irritazione).

Quelli sensibili a stimoli meccanici e chimici (attivabili anche dal RILASCIO DI SEROTONINA)

se attivati portano l info ai plessi intramurali viene eccitato il motoneurone eccitatorio che



rilascia ACH e SP PROVOCANDO CONTRAZIONE (A MONTE); viene attivato anche il



motoneurone inibitorio che invece rilascia NO, VIP e ATP facendo RILASCIARE LA

MUSCOLATURA A VALLE.

I neuroni sensoriali del plesso mienterico sono particolarmente sensibili alla DISTENSIONE

 I neuroni del plesso sottomucoso invece sono sensibili a stimoli MECCANICI E CHIMICI.



L attività peristaltica dell intestino tenue normalmente è lenta, ma per ECCESSIVA

DISTENSIONE O INTENSA IRRITAZIONE DELLA MUCOSA (DIARREA INFETTIVA)

vengono attivati RIFLESSI MIENTERICI E TRONOCOENCEFALICI (coinvolgenti il vago) che

causano POTENTI SCARICHE PERISTALTICHE PER FAR PROGREDIRE RAPIDAMENTE IL

CONTENUTO GASTRICO verso il colon e rimuovere la causa della distensione o dell irritazione.

COMPLESSO MOTORIO MIGRANTE (CMM)

È un fenomeno peristaltico che, NELLE FASI INTERPRANDIALI, si origina a livello dello

STOMACO DISTALE (aumenta la contrazione dello sfintere esofageo inferiore AFFINCHè NON

TORNI IN ESOFAGO IL CONTENUTO DELLO STOMACO) e progredisce fino all ileo con

FREQUENZA DI 90/min.

FUNZIONE: far progredire quei residui di chimo rimasti nell intestino (RIPULITURA) e

 riduzione della colonizzazione battterica.

Contemporaneamente vi è anche un AUMENTO EDLLA SECREZIONE GASTRICA E

PANCREATICA (per uccidere i batteri e digerire i residui).

La mancanza di questo fenomeno si associa a PROLIFERAZIONE BATTERICA A

 LIVELLO INTESTINALE.

È dato da 3 fasi sia durante la veglia sia durante il giorno:

1. FASE 1: assenza di attività contrattile (durata: 40-60 min)

2. FASE 2: contrazioni irregolari che raggiungono il 50% della massima intensità possibile (30

min)

3. FASE 3: intense contrazioni al massimo (100%) della forza contrattile (15 min:durata).

La velocità di propagazione di queste onde è di 2-8 cm/min.

L insorgenza dei cicli di CMM è stimolata dall aumento di concentrazione

plasmatica di MOTILINA (secreta dal duodeno) ed è inibita dai PASTI.

MOVIMENTI CAUSATI DALLA MUSCULARIS MUCOSAE E

DALLE FIBRE MUSCOLARI DEI VILLI INTESTINALI

La presenza di chimo nell intestino tenue avvia riflessi nervosi locali del PLESSO

SOTTOMUCOSO che provocano la contrazione della muscularis mucosae COMPARSA E

MIGRAZIONE DELLE PLICHE PER AUMENTARE LA SUPERFICIE DI CONTATTO DEL

CHIMO AUMENTO DEL RIASSORBIMENTO.



La contrazione della muscolatura dei villi invece permette la loro SPREMITURA rendendo

possibile il PROGREDIRE DELLA LINFA PERSENTE NEL LORO VASO CHILIFERO a



livello della quale vengono riversati i chilomicroni ripieni di grassi assorbiti.

GASTRINA:



- Prodotta dalle CELLULE G per stimolazione da parte di PRODOTTI PROTEICI,