Sistema digerente

Ecco gli ormoni che dobbiamo conoscere:

La gastrina è prodotta soprattutto nella parte finale dello stomaco. La secretina, la colecistochinina e il GIP

sono prodotti soprattutto all’inizio dell’intestino tenue, nel duodeno. Da ricordare è anche la somatostatina,

che inibisce tutte le funzioni gastrointestinali.

La gastrina è prodotta nello stomaco dalle cellule Gi. Gli stimoli per la produzione di gastrina sono tre:

- Stimolazione parasimpatica.

- Distensione della parete dello stomaco, che si verifica quando il materiale deglutito arriva nello

stomaco.

- Presenza nel lume dello stomaco di materiale che proviene dalla digestione delle proteine.

La gastrina entra nel sangue, raggiunge le cellule dello stomaco, dove aumentano la secrezione di succo

gastrico e la motilità dello stomaco. Questo è il fattore fondamentale: la gastrina determina un aumento

dell’attività dello stomaco (sia secernente che motoria). Subentra quindi un meccanismo di feedback

positivo: lo stomaco inizia a digerire proteine. Più proteine lo stomaco digerisce, più prodotti della digestione

vengono liberati e più gastrina viene prodotta. Tale gastrina va a stimolare ulteriormente la digestione delle

proteine. C’è quindi un’amplificazione dello stimolo. Cosa interrompe questo processo? L’inibizione della

secrezione di gastrina è dovuta all’abbassamento del pH gastrico sotto una certa soglia. La gastrina fa

produrre gli enzimi che fanno digerire le proteine e l’acido cloridrico. Più gastrina c’è, più acido cloridrico

viene prodotto. Ad una certa punto il processo viene frenato, perché il pH si è abbassato tanto da inibire

un’ulteriore secrezione di gastrina. Per contro, se l’acidità eccessiva dello stomaco inibisce la secrezione di

gastrina, l’alcalinità la stimolerà.

Gli altri tre enzimi hanno funzioni diverse, ma tutte orientate ad un medesimo fine. Tutti e tre sono prodotti

nel duodeno quando arriva in questa regione un po’ di materiale che lo stomaco ha iniziato a digerire. Quel

materiale contiene amminoacidi e grassi (non toccati nello stomaco), è acido (perché c’è l’acido cloridrico del

succo gastrico) e contiene glucosio.

- Gli amminoacidi e i grassi stimolano nel duodeno la secrezione della colecistochinina.

- L’acidità stimola la secrezione della secretina.

- Il glucosio stimola la secrezione del GIP.

Questi ormoni svolgono principalmente due funzioni:

- Aumentano la capacità del duodeno di digerire il materiale lì arrivato. Soprattutto i primi due

provocano l’immissione nel duodeno del succo pancreatico e della bile, che serviranno a digerire (con

gli opportuni enzimi e sali biliari) le proteine, i gassi e i carboidrati giunti nel duodeno. In particolare,

la colecistochinina fa aumentare nel pancreas la secrezione degli enzimi, mentre la secretina fa

aumentare il volume di succo pancreatico. A livello del fegato la colecistochinina non fa nulla, mentre

la secretina determina un ulteriore aumento del volume di succo pancreatico (tramite aumento di

acqua e bicarbonato). La bile si ferma nella cistifellea sino a quando la colecistochinina ne provoca la

spremitura. Questo ormone fa quindi contrarre la parete della cistifellea, permettendo il rilascio della

bile nel duodeno.

Il GIP fa aumentare la secrezione di insulina. Quando arriva glucosio nel duodeno, lui determina

produzione di insulina, che non serve a digerire il glucosio, ma a farlo entrare nelle cellule.

Tutti e tre, quindi, determinano un aumento della capacità di utilizzazione dei nutrienti.

- Inibiscono la motilità gastrica. Quando arriva del materiale nel duodeno, rallentano lo svuotamento

gastrico in modo che ci sia un tempo adeguato a garantire la digestione e l’assorbimento dei nutrienti

ingeriti.

Ricapitolando:

La motilità dello stomaco

A noi interessa analizzare le contrazioni fasiche, ossia onde di contrazione che si possono presentare sia in

condizioni di digiuno, sia in presenza di materiale nel lume (contrazioni post-prandiali)

Analizziamo le contrazioni post-prandiali. Queste si dividono in due gruppi:

- Quelle non propulsive, che sono inefficaci dal punto di vista della propulsione. La loro funzione è

quella di mescolare con gli enzimi il materiale che è arrivato in un certo segmento e di spalmarlo

ripetutamente sulle pareti per favorire l’assorbimento. Hanno la caratteristica di presentarsi

alternamente in contrazione e rilasciamento: un segmento si contrae e dopo pochi secondi si rilascia,

quello vicino si rilascia e poi si contrae… In questo modo, il materiale viene rigirato. In queste

contrazioni, non c’è propagazione dell’onda e non c’è propulsione del materiale. Sono anche dette

“contrazioni segmentali”.

- Quelle propulsive, che permettono l’avanzamento del contenuto luminale. Sono anche dette

“contrazioni peristaltiche”.

La peristalsi

È un’onda viaggiante, scorre lungo l’apparato digerente. È definita dalla contrazione di un anello,

accompagnata dalla contrazione del successivo. Dopodiché quello che si era rilasciato si contrae,

mentre si contrae quello che sta a valle… Questa sequenza di contrazione/rilasciamento progredisce.

Nel colon si verifica anche una

peristalsi retrograda, e questo

giustifica un tempo molto lungo

di transito nel colon.

La contrazione avviene appena

a monte di un segmento che è

stato disteso passivamente

dalla presenza di materiale (un

bolo di materiale). Allora il

materiale scorre a valle.

La peristalsi è un esempio di riflesso locale. Solitamente, è innescata dallo stiramento delle

terminazioni di un recettore. Quando arriva del materiale in corrispondenza di un segmento, il

meccanocettore scarica. La scarica viene portata lungo un arco, andando direttamente ad uno dei

plessi (ricorda che i riflessi sono poli-sinaptici). L’ultimo dei neuroni interessati manda un comando

al muscolo liscio facendolo contrarre. Naturalmente, il segnale viene inviato anche al sistema nervoso

centrale. Come in tutti i riflessi, la risposta viene inviata immediatamente perché vengono informate

le cellule dei plessi.

Abbiamo detto che la peristalsi è la contrazione in un punto e un rilasciamento in un altro. Come fa

uno stesso stimolo a provocare due risposte così differenti? Vediamo come è possibile tramite questa

figura:

Arriva il bolo, ossia il materiale, che attiva meccanocettori. La cellula gialla informata ha due assoni:

uno che va alla cellula rossa (che è un’altra cellula del plesso che scarica acetilcolina sul muscolo liscio

che sta a monte). L’acetilcolina determina una contrazione del muscolo liscio a monte. L’altra cellula

va ad eccitare un’altra cellula del plesso, che a sua volta va a innervare il muscolo liscio a valle. Qui,

viene liberato un neurotrasmettitore inibitorio (ad esempio ossido nitrico). Quindi, lo stesso stimolo

porta ad una risposta eccitatoria (contrazione) a monte e una risposta inibitoria (rilascio) a valle.

La peristalsi fa progredire con velocità diverse il materiale nei diversi punti dell’apparato digerente.

Dopo la masticazione, in pochi secondi il materiale percorre l’esofago e arriva allo stomaco. Nello

stomaco, le ultime particelle ingerite escono dallo stomaco dopo 3 ore (normalmente lo

svuotamento gastrico avviene in due ore). Poi c’è l’intestino tenue: qui il materiale impiega qualche

decina di ore per percorrerlo. Nel colon, che è lungo un metro e mezzo, il materiale sta anche per

qualche giorno (questo a causa della peristalsi retrograda). Le onde peristaltiche che poi provocano

l’immissione del materiale nel retto sono 2 o 3 al giorno. Dal retto, poi, si attua il meccanismo della

defecazione.

Muscolo liscio intestinale

Anzitutto, ci sono gli sfinteri, che hanno un comportamento diverso dagli altri muscoli. Sono anelli

che separano un segmento dall’altro. Sono sempre contratti, tranne quando arriva un comando che

li fa rilasciare e allora il materiale può passare.

L’esofago, invece, è sempre rilasciato tranne quando arriva del materiale (e in quel caso viene

attivato il meccanismo della peristalsi, permettendo la contrazione).

Il muscolo liscio dello stomaco e dell’intestino è attivo fasicamente/spontaneamente. Infatti, nello

stomaco e in alcuni punti dell’intestino, ci sono dei segmenti (che sono veri e propri pacemaker) da

cui parte un’attività elettrica, ossia delle depolarizzazioni che si ripetono con una frequenza tipica

(diversa da segmento a segmento, ad esempio nello stomaco 3 al minuto, 12 nel duodeno…). Queste

depolarizzazioni non necessariamente raggiungono la soglia affinché parta il potenziale d’azione. In

queste cellule muscolari lisce, la contrazione si verificherà se la depolarizzazione dell’onda arriva al

valore soglia che fa partire il potenziale d’azione. Allora le depolarizzazioni avranno la stessa

frequenza delle onde di base. La contrazione è tanto più forte quanto più alta rispetto al valore soglia

è stata la depolarizzazione, come si nota dal grafico sottostante.

In realtà, a compiere questo lavoro non sono le cellule muscolari lisce, bensì le cellule interstiziali di

Cajal (in prossimità della cellula del muscolo). Queste cellule si depolarizzano spontaneamente e

trasmettono la loro depolarizzazione alle cellule muscolari lisce.

Quali sono i fattori che possono far aumentare l’ampiezza delle onde lente (e quindi determinare

→

una depolarizzazione sopra soglia e quindi provocare una contrazione)? Quali sono, invece, i

fattori che possono iper-polarizzare quelle cellule (e quindi inibirle)?

Ricordiamoci che l’ortosimpatico (noradrenalina) inibisce la contrattilità e lo fa abbassando il livello

di riposo del potenziale (lo porta più lontano dalla soglia, e quindi è più difficile che raggiunga la

soglia). Il parasimpatico (acetilcolina o lo stiramento della parete) provoca un innalzamento del

valore di base, e quindi una maggior facilità di arrivare alla soglia.

Altri fattori che favoriscono eccitabilità (oltre il parasimpatico) sono: la presenza di materiale freddo, fattori

chimici presenti nel lume, fattori irritativi, batteri, la gastrina.

Fattori che invece inibiscono la motilità sono l’adrenalina, fattori chimici paracrini, secretina, CCK, GIP…

Ricorda che la frequenza delle onde elettriche lente varia lungo il tubo gastroenterico. Ad esempio, è di 3

onde al minuto nello stomaco distale, mentre è di 16/18 onde al minuto nel duodeno.

In particolare, nello stomaco, la zona capace delle depolarizzazioni ritmiche (e che quindi può trasmettere

l’eccitazione ad altre zone) si trova a circa met&a