Fisiologia - Sistema Digerente

GENERALITA' SULL'APPARATO DIGERENTE

Il sistema digerente ha il compito di introdurre, digerire ed assorbire i principi nutritivi

contenuti negli alimenti, eliminando eventualmente i residui non utilizzabili per il proprio

metabolismo, sotto forma di feci. La digestione avviene per tappe successive per azione di

enzimi secreti nelle diverse parti dell'apparato digerente; alcuni di questi enzimi si trovano sulla

membrana delle cellule dell'apparato digerente, altri sono secreti da ghiandole annesse.

L'assorbimento si svolge grazie alla specializzazione morfologica e funzionale delle cellule

intestinali, dotate di microvilli, che incrementano la superficie di assorbimento, e di sistemi di

trasporto di membrana per i diversi nutrienti da assorbire. Affinché le funzioni digestiva ed

assorbitiva si realizzino adeguatamente, è necessario che il materiale presente nell'apparato

digerente proceda lungo tutte le sue parti in periodi di tempo opportuni; ciò è assicurato dalla

muscolatura liscia intestinale, la cui attività consente l'adeguata permanenza delle sostanze da

digerire ed assorbire nelle diverse sezioni, nonché l'eliminazione delle componenti non digerite.

Tutta l'attività dell'apparato digerente è controllata sia per via nervosa che per via umorale. Il

controllo nervoso è effettuato sia da una rete nervosa intrinseca, sia dal sistema nervoso

vegetativo; quello umorale è effettuato da diversi ormoni secreti da cellule presenti nello stesso

apparato digerente.

Nell'uomo, l'apparato digerente è suddiviso in bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue

(duodeno, digiuno ed ileo) ed intestino crasso (cieco, colon ascendente, colon trasverso, colon

discendente, sigma e retto).

Il sistema digerente ha un'istologia generale uniforme e può essere suddiviso in 4 tonache

concentriche: la mucosa, ovvero la tonaca più interna, a diretto contatto con il cibo, che svolge

funzioni di assorbimento, secrezione, ed importanti processi della digestione; ha un ruolo anche

nella motilità e nella difesa contro i microbi; la sottomucosa, suddivisa in tessuto fibroso denso

in cui si trovano vasi sanguigni e linfatici e il plesso nervoso sottomucoso di Meissner, e in

tessuto linfatico, che svolge funzioni di sostegno e di coordinamento delle attività motorie e

secretorie della mucosa; la muscolare, suddiviso in strato muscolare circolare interno, plesso

mioenterico di Auerbach e strato muscolare longitudinale esterno, con principale compito di

movimento tramite la regolazione del tubo che fa progredire il cibo lungo di esso; la sierosa, lo

strato più esterno costituito da tessuto connettivo che permette il passaggio di vasi e nervi.

Le ghiandole annesse al sistema digerente sono localizzate nella cavità orale (le ghiandole salivari

maggiori: parotidi, sottolinguali e sottomascellari) e nel duodeno (il fegato e il pancreas).

L'innervazione estrinseca avviene ad opera dell'ortosimpatico e del parasimpatico. Per quanto

riguarda l'ortosimpatico, fibre postgangliari provenienti dal ganglio celiaco innervano stomaco,

tenue, fegato e pancreas, mentre altre fibre postgangliari provenienti dai gangli ipogastrici

innervano il crasso. Per quanto riguarda il parasimpatico, fibre pregangliari provenienti dal

nucleo vago innervano esofago, stomaco, tenue, cieco, colon ascendente e circa la metà del

colon trasverso, mentre altri provenienti dai nuclei sacrali 2 e 4 innervano il restante del crasso;

tali fibre fanno sinapsi con le fibre postgangliari il cui corpo si trova nei plessi intramurali di

Meissner e di Auerbach; in questo modo, tali plessi assumono anche il significato di gangli

parasimpatici.

La vascolarizzazione avviene tramite arterie provenienti dall'aorta: il tronco celiaco irrora lo

stomaco, l'arteria mesenterica superiore irrora il tenue e la metà destra del crasso, mentre

l'arteria mesenterica inferiore irrora la metà sinistra del crasso. Tutti i vasi venosi confluiscono

nella vena porta; questa situazione anatomica ha un risvolto funzionale importante, in quanto,

grazie a ciò, tutti i nutrienti assorbiti (tranne i trigliceridi a lunga catena) arrivano al fegato.

SECREZIONE SALIVARE

La saliva è il liquido che viene secreto dalle ghiandole salivari situate nella cavità orale. Le 3

coppie di ghiandole salivari sono le parotidi, a secrezione prevalentemente sierosa, le

sottomandibolari e le sottolinguali, a secrezione mista (sierosa e mucosa);sono presenti anche

ghiandole salivari accessorie, a secrezione mucosa.

La ghiandole salivari sono ghiandole acinose composte, ovvero costituite da lobi che, a loro

volta, si dividono in lobuli; in ogni lobulo vi sono diversi acini che riversano il loro secreto nel

lume; tale secreto viene drenato da dotti che, confluendo, formano dotti via via più grandi, fino

al dotto principale, chiamato dotto di Stenone nella parotide, di Wharton nella

sottomandibolare, e di Bartolino nella sottolinguale; il dotto di Stenone si apre davanti al II

molare superiore, mentre gli altri 2 si aprono insieme ai lati del frenulo linguale; nell'epitelio dei

dotti sono presenti anche cellule mioepiteliali.

Le funzioni della saliva sono molteplici: lubrifica il cibo, facilita la parola, scioglie le sostanze

sapide, diluisce le sostanze nocive, neutralizza gli acidi, inizia la digestione dell'amido, ed è

importante per la sensazione di sete (in caso di disidratazione, la secchezza delle fauci induce

l'assunzione di cibo); la riduzione della secrezione salivare facilita l'insorgenza della carie

dentaria. Il flusso salivare varia da 0,1 mL/min, a riposo, a 4 mL/min, per stimolazione

massimale; complessivamente è di circa 0,5-1 L/die. La composizione ionica, la pressione

+ -

osmotica ed il pH variano col variare del flusso salivare; il succo primario contiene Na , Cl ,

3- +

HCO , K , ed ha una pressione osmotica simile a quella del plasma; le cellule dei dotti,

+ -

impermeabili all'acqua, riassorbono soprattutto Na e Cl , per cui l'osmolarità della saliva si va

+ -

riducendo fino a 150 mOsm. Aumentando la velocità di flusso, il riassorbimento di Na e Cl

diminuisce perché non c'è il tempo che possa avvenire, l'epitelio tubulare aumenta la sua

3-

permeabilità all'acqua, e si verifica la secrezione di HCO ; di conseguenza, il pH aumenta fino a

7,8, una certa quantità di acqua viene riassorbita, e l'osmolarità aumenta anche se non

raggiunge mai quella plasmatica. La mucina rende il muco filante e viscoso; è secreta soprattutto

dalle sottolinguali e sottomandibolari, e dalle ghiandole salivari accessorie; contiene

glicoproteine, alcune delle quali sono gruppo-specifiche. Gli enzimi, secreti soprattutto dalla

parotide, sono la ptialina ed il lisozima; la ptialina è un'α-amilasi in grado di digerire l'amido

cotto; non riconosce i legami e i legami e, di conseguenza, non

β-glicosidici α-1,6-glicosidici

digerisce la cellulosa e digerisce solo parzialmente l'amido; inoltre, il suo pH ottimale è di 6,9;

pertanto, quando il bolo arriva allo stomaco, dove vige un pH di circa 2, viene inattivata. I

prodotti della digestione dell'amido da parte della ptialina sono il glucosio (in poca quantità), il

maltosio, il maltotriosio, alcuni oligosaccaridi, e destrine. I rapporti percentuali di queste

sostanze dipendono dalla durata della masticazione: se il soggetto mastica e deglutisce

rapidamente, l'inizio della digestione dell'amido sarà poco efficiente.

Il controllo della secrezione salivare avviene ad opera delle fibre ortosimpatiche postgangliari,

che provengono dal ganglio cervicale superiore; la loro stimolazione determina un incremento

della secrezione salivare, soprattutto mucosa, per effetto diretto sulle cellule acinose e per

contrazione delle cellule mioepiteliali, accanto ad una costrizione dei vasi che irrorano le

ghiandole salivari. Altre fibre implicate nel controllo della secrezione salivare sono quelle

parasimpatiche pregangliari che provengono dai nuclei salivatori bulbari, superiore ed inferiore;

le fibre provenienti dal nucleo salivatorio superiore fanno sinapsi con la fibra postgangliare nel

ganglio sottolinguale, posto in vicinanza della ghiandola omonima e della sottomandibolare;

dal gangli sottolinguale partono le fibre postgangliari che innervano le 2 ghiandole salivari

vicine; le fibre provenienti dal nucleo salivatorio inferiore fanno sinapsi nel ganglio otico, posto

immediatamente dopo la parotide; dal gangli otico partono le fibre postgangliari che innervano

la parotide. La loro stimolazione determina un incremento della secrezione salivare sierosa e

mucosa, per effetto diretto sulle cellule acinose, per contrazione delle cellule mioepiteliali e per

dilatazione dei vasi che irrorano le ghiandole salivari, con conseguente aumento del flusso

ematico. Poiché sia la stimolazione ortosimpatica che quella parasimpatica determina un

aumento della secrezione di saliva, si può dedurre che il tipo e la quantità di saliva secreta sarà

diversa in base al tipo di stimolazione; la saliva da stimolazione parasimpatica è più abbondante,

quella da stimolazione ortosimpatica è più densa e ricca di mucina. Stimoli efficaci per la

secrezione salivari sono rappresentati anche da sostanze non nutritive presenti nella cavità orale,

soprattutto se acide o basiche.

La secrezione salivare è un fenomeno riflesso, che origina da meccanocettori e chemiocettori

posti nella cavità orale; tale riflesso è innato e non condizionato; la secrezione salivare è attivata

anche da riflessi condizionati, acquisiti con l'esperienza.

MASTICAZIONE E DEGLUTIZIONE

La masticazione è il processo mediante il quale il cibo è frantumato e preparato dai denti. E' un

atto riflesso, ma controllabile dalla corteccia cerebrale, e può dunque considerarsi come

semivolontario. Lo stimolo tattile evocato dalla presenza di cibo da un lato della bocca inibisce

per via riflessa i muscoli omolaterali che tengono chiusa la mandibola, mentre la riduzione

dell'intensità dello stimolo tattile facilita la contrazione degli stessi muscoli. I movimenti

bilaterali e quelli della lingua e delle guance che indirizzano il cibo verso i denti sono coordinati

dalla corteccia.

La deglutizione è il processo mediante il quale il cibo passa dalla bocca allo stomaco. Essa può

essere schematizzata in 3 fasi: fase orale (ingerimento), fase faringea e fase esofagea. Durante la

fase orale, la punta della lingua separa un bolo di 5-15 cm3 dal resto del materiale contenuto

nella bocca e lo porta indietro; il palato molle si solleva e, con la mandibola chiusa, i muscoli

palatino-faringei si contraggono, evitando il rigurgito del bolo verso la cavità nasale e

indirizzandolo verso la faringe. Durante la fase faringea, il palato molle forma un divisorio che si

estende fino alla base della lingua e successivamente si innalza per ostruire il naso-faringe

quando il bolo si muove all'indietro sulla lingua; il bolo piega indietro l'epiglottide; la laringe si

innalza e la glottide si chiude, evitando il rigurgito del bolo verso le vie aree; il ruolo

fondamentale nell'evitare il reflusso nelle vie aeree viene comunque svolto dall'innalzamento

della laringe e non dall'epiglottide; a questo punto il bolo ritarda brevemente la sua

progressione al livello dello sfintere ipofaringeo, fino a quando lo sfintere faringo-esofageo si

rilascia per permettere il passaggio del bolo nell'esofago; successivamente il palato molle si

rilascia, l'epiglottide si innalza e il bolo discende lungo l'esofago. La deglutizione è un'attività

riflessa che necessita della perfetta coordinazione cronologica dell'attività di numerosi muscoli. I

recettori che danno origine al riflesso sono meccanocettori presenti nella bocca e nella faringe, il

centro riflesso è il centro bulbare della deglutizione, mentre gli effettori sono circa 25 muscoli

che devono contrarsi e rilasciarsi in sequenza ben definita, in modo tale da determinare un

aumento di pressione a monte del bolo e una riduzione di pressione a valle di esso; i primi 5

muscoli ad attivarsi fanno parte della laringe; essi si contraggono quasi simultaneamente

creando un'alta pressione al di sotto del bolo; allo stesso, tempo altri 5 muscoli, appartenenti

all'ipoafaringe ed allo sfintere ipofaringeo, si rilasciano; dopo il passaggio del bolo, questi

muscoli si contraggono chiudendo lo sfintere e, durante il passaggio del bolo lungo l'ipofaringe,

il diaframma si rilascia. Quando il bolo passa nell'esofago, viene spinto punto per punto dalla

contrazione della muscolatura esofagea a monte e dal rilasciamento della muscolatura a valle,

dando origine ad un'onda detta onda peristaltica. Afferenze provenienti dalle pareti dell'esofago

possono determinare, per riflesso locale, l'insorgenza di un'onda peristaltica secondaria, la cui

funzione è di permettere al materiale che dovesse permanere ancora nell'esofago dopo l'onda

peristaltica principale, di raggiungere lo stomaco. A livello della giunzione gastro-esofagea, la

muscolatura liscia, più spessa che nel resto dell'esofago, si trova a riposo in uno stato

tonicamente contratto; quando il bolo si avvicina allo sfintere, si ha il rilasciamento della

muscolatura liscia, per cui il bolo passa nello stomaco.

GLI ORMONI GASTROINTESTINALI

Gli ormoni gastrointestinali sono messaggeri chimici che regolano le funzioni dell'intestino, del

pancreas e della colecisti, nonché lo sviluppo e il turnover delle cellule intestinali; sono rilasciati

da almeno 15 diversi tipi di cellule classificabili in base al loro principale prodotto ormonale; tali

cellule rappresentano l'1% delle cellule presenti nel tratto gastrointestinale, ma costituiscono la

più ampia popolazione di cellule endocrine dell'organismo.

Tutti gli ormoni gastrointestinali posseggono caratteristiche comuni: sono peptidi a sequenze

aminoacidiche con frequenti notevoli omologie tra loro e con altri ormoni peptidici; esistono

in forme chimiche diverse (isoforme), a diversa lunghezza della catena polipeptidica

(eterogeneità); agiscono con modalità endocrina e paracrina; hanno spesso azione trofica su

strutture gastrointestinali; modificano la secrezione e la motilità di strutture gastrointestinali,

nonché (almeno alcuni) la secrezione di altri ormoni (isole di Langerhans). Sono raggruppabili

in 2 famiglie, in base all'omologia della struttura: la famiglia delle gastrine (della quale fanno

parte le gastrine e le pancreozimine) e la famiglia delle secretine (della quale fanno parte la

secretina, il glucagone, i peptidi glucagono-simili, VIP e GIP).

La gastrina viene rilasciata da cellule specifiche, chiamate cellule G, prevalenti nell'antro gastrico

e nella mucosa del duodeno prossimale. L'aumento della secrezione di questo ormone è indotto

da diversi fattori, quali stimolazione dal vago, l'alcool, il caffè anche decaffeinato, la fenilanalina

e il triptofano, la stimolazione meccanica dell'antro, ed estratti acquosi di proteine cotte;

l'aumento della secrezione di gastrina determina un aumento della secrezione di HCl da parte

delle cellule dello stomaco, con riduzione del pH gastrico che, a sua volta, porta ad una

riduzione della secrezione della stessa gastrina. Altri importanti effetti fisiologici della gastrina

sono la stimolazione della motilità dell'antro, ed un effetto trofico almeno sulla mucosa

gastrica. La gastrina stimola la proliferazione di diverse cellule tumorali (soprattutto di

carcinoma gastrico) attivando i recettori CCK-B; inoltre, sono stati identificati recettori

gastrinici nel carcinoma gastrico dell'uomo; antagonisti dei recettori gastrinici hanno bloccato

gli effetti trofici della gastrina sui tessuti muscolare.

La colecistochinina-pancreozimina è rilasciata da cellule specifiche (cellule I), prevalenti nelle

cripte dell'intestino tenue, in particolare nel digiuno. La colecistochinina agisce su tessuti

bersaglio legandosi a specifici recettori: recettori CCK di tipo A e recettori CCK di tipo B. Il

recettore CCK-A media gli effetti della colecistochinina nell'apparato gastrointestinale; recettori

CCK-A sono stati trovati anche nell'adenoipofisi. Il recettore CCK-B media anche alcuni effetti

della gastrina; è il recettore per la colecistochinina predominante nel sistema nervoso centrale,

anche se in alcune aree cerebrali, come nel sistema limbico, sono stati trovati recettori CCK-A.

L'assunzione di cibi proteici e di cibi grassi provoca un aumento della secrezione di

colecistochinina, che determina un aumento della secrezione degli enzimi pancreatici e la

contrazione della colecisti e il rilasciamento dello sfintere di Oddi, con conseguente arrivo nel

duodeno di bile cistica concentrata. Altri importanti effetti fisiologici sono un effetto

gastroprotettivo soprattutto nei confronti dell'etanolo (effetto mediato dal recettore CCK-A),

un effetto inibitore dell'assunzione di cibo (effetto mediato dal nervo vago), un effetto

inibitore della motilità del colon ascendente (effetto mediato dal recettore CCK-A).

L'inibizione della motilità del colon può contribuire a dare la sensazione di costipazione,

gonfiore e dolore addominale, sintomi caratteristici di disordini digestivi in generale e, in

particolare, della sindrome da intestino irritabile. Antagonisti recettoriali del CCK-A sono

utilizzabili nella terapia dei disturbi della sindrome da intestino irritabile, nonché vari disordini

digestivi come la costipazione.

La secretina è rilasciata dalle cellule S, poste tra le cripte e i villi della mucosa del tenue, la sua

+

concentrazione nella mucosa diminuisce passando dal duodeno all'ileo. La presenza di ioni H

nel duodeno provoca aumento della secrezione di secretina, con conseguente aumento della

secrezione di acqua e bicarbonato dal pancreas e aumento del pH duodenale che, a sua volta,

riduce la secrezione di secretina. Altri importanti effetti fisiologici sono il potenziamento

dell'azione della colecistochinina sulla secrezione di enz