Funzioni apparato digerente PDF

Presentazione 27 FUNZIONI APPARATO DIGERNTE: Il sistema digerente inizia con la cavità orale costituito da bocca e faringe che funge da ricettacolo per gli alimenti, il cibo inserito entra nel tratto gastrointestinale costituito dall'esofago, dallo stomaco e dagli intestini tenue e crasso. La po...

Presentazione 27 FUNZIONI APPARATO DIGERNTE: Il sistema digerente inizia con la cavità orale costituito da bocca e faringe che funge da ricettacolo per gli alimenti, il cibo inserito entra nel tratto gastrointestinale costituito dall'esofago, dallo stomaco e dagli intestini tenue e crasso. La porzione del tratto GI che dallo stomaco raggiunge I ‘ano è chiamata intestino, diviso in crasso e tenue. La digestione, la scissione chimica e meccanica del cibo, si svolge principalmente nel lume intestinale, soprattutto nell’intestino tenue. La lunghezza totale dell’apparato digerente è di circa 4,5 metri, solo l’intestino ne misura quasi 4 metri Lungo questo percorso, al cibo ingerito vengono aggiunte le secrezioni delle cellule epiteliali secretorie e degli organi ghiandolari accessori che includono ghiandole salivari, fegato, cistifellea e pancreas. Il cibo che passa per lo bocca e l’esofago prende il nome di bolo, mentre dopo che è diventato una densa miscela di cibo e secrezioni nello stomaco prende il nome di chimo. I prodotti della digestione vengono assorbiti dall'epitelio intestinale e passano nel liquido interstiziale. Da qui si spostano nel circolo ematico o linfatico per essere distribuiti in tutto l'organismo. Le sostanze di scarto che invece restano nella regione terminale del tratto gastrointestinale lasciano I ‘organismo attraverso un orifizio detto ano sottoforma di feci. STRUTTURA PARETE GASTROINTESTINALE: Struttura della paretegastrointestinale: 1. Strato mucoso: -strato epiteliale (trasporto, secrezione, staminali) -lamina propria (connettivale, vasi sanguigni e linfatici, nervi, cellulari immunitarie) -muscolaris mucosae, ossia strato muscolo liscio sottile 2. Strato sottomucoso: -plesso sottomucoso del SNE (plesso di Meissner) 3. Tonaca muscolare liscia: -strato interno circolare, con direzione muscolare -strato esterno longitudinale, con direzione longitudinale -plesso mio enterico (plesso di Auerbach) -strato muscolare obliquo solo nello stomaco 4. Tonaca sierosa (mesentere): tessuto connettivale esterno che avvolge il tubo per evitare l’attorcigliamento Funzione dell’apparato digerente: La funzione principale dell’apparato digerente è di portare nutrienti, acqua ed elettroliti dall’ambiente esterno a quello interno. I principi nutritivi: Carboidrati (glucidi) Proteine (protidi) Grassi (lipidi) Vitamine Sali inorganici e acqua Processi del Sistema digerente: Questa funzione viene espletata tramite 4 processi base regolati dal SN ed endocrino: 1)Digestione = frammentazione chimica e meccanica del cibo in unità piccole che possano attraversare l’epitelio intestinale 2)Assorbimento = trasferimento attivo o passivo di sostanze dal lume intestinale al LEC (liquido extracellulare) 3)Secrezione = passaggio di ioni e H2O dal LEC al lume; rilascio nel lume di sostanze sintetizzate dalle cellule epiteliali del tratto GI (gastrointestinale) → sostanze dal liquido extracellulare vanno nel lume del sistema digerente 4)Motilità = progressione del cibo, permettendo il rimescolamento lungo tutto il tubo digerente SFIDE DEL SISTEMA DIGERENTE: Evitare l’autodigestione a causa dell'ambiente acido dello stomaco Riassorbimento di liquidi: secondo il principio del bilancio di massa la secrezione di 7L di acqua, di enzimi, muco, H2O ed elettroliti nel lume deve essere sempre compensato da un’acquisizione di pari quantità Difesa da agenti estranei (80% dei li 1)Motilità: Due finalità: Spostare gli alimenti dalla bocca all’ano Mescolare meccanicamente il cibo per suddividerlo in piccoli frammenti più accessibili agli enzimi digestivi, in modo da favorire la digestione Come avviene la motilità del cibo? Questo processo è favorito dal muscolo liscio di tipo unitario che riveste la parete dell’apparato digerente, caratterizzato gap junctions, ossia giunzioni comunicanti, in questo modo i muscoli si muovono come un tutt’uno. Ci sono due tupi di contrazione che muovono il cibo: - contrazioni toniche: che sono mantenute per minuti o ore, si verificano a livello degli sfinteri di muscolo liscio come pure nella porzione anteriore dello stomaco. -contrazioni fasiche: caratterizzate da cicli di contrazione-rilasciamento che durano solo alcuni secondi, si verificano nella regione posteriore dello stomaco e nell'intestino tenue. I cicli di contrazione e di rilasciamento del muscolo liscio sono associati a cicli spontanei di depolarizzazione e ripolarizzazione noti come potenziali a onde lente, o semplicemente onde lente. La ricerca attuale ha individuato in una rete di cellule denominate cellule interstiziali di Cajal che hanno il compito di generare questi cicli di onde a lento potenziale, come delle vere e proprie cellule pacemaker per il muscolo liscio digerente In questo modo si generano tre tipi di movimento: 1)Complesso motorio migrante (CMM): spinge i residui di cibo verso la fine del tratto digerente, si attiva a digiuno in modo da eliminare batteri e sostanze indesiderate verso l’esterno 2)Peristalsi: contrazione della muscolatura a monte del bolo e successivo rilassamento della muscolatura a valle per permettere la progressione del cibo 3)Contrazioni segmentali: i segmenti del tubo digerente si contraggono alternativamente, permettendo così il rimescolamento del cibo senza alcun movimento Fenomeni elettrici di membrana: ritmo elettrico di base (REB) dettato dalle cellule interstiziali del Cajal: -Parasimpatico eccitatorio per i neuroni dei plessi, favoriscono il processo di digestione e di motilità, attraverso una comunicazione del sistema nervoso parasimpatico e il plesso mioenterico -Ortosimpatico eccitatorio per la muscolaris mucosae, inibitorio per i plessi intramurali, inibizione della digestione e della motilità, sempre comunicando con il plesso mioenterico 1)Complesso motorio (mioelettrico) migrante (CMM): Fase 1 mancanza di potenziali d’azione, contrazioni lievi o assenti Fase 2 comparsa di potenziali d’azione e di contrazioni irregolari (40-50 min) Fase 3 potenziali d’azione e contrazioni intense e regolari (crampi da fame) 10 secondi Fase 4 breve fase intermedia tra la fase 3 e la fase 1, regolata dal nervo vago e ormone motilina 2)Peristalsi: serve per la progressione cibo, è innescata sia da riflessi lunghi coinvolge anche il sistema nervoso autonomo, che locali usa neuroni del SNC mienterico; presenza di cibo dentro apparato digerente stimola fibre; a monte stimola fibre della muscolatura liscia a valle le inibisce) Regolazione della funzione gastrointestinale: Sistema Nervoso Enterico (piccolo cervello): dispone di dispositivi capaci di una perfetta autonomia e numerosi collegamenti con il sistema nervoso centrale, per questo l’apparato digerente è chiamato piccolo cervello, dispone di vari dispositivi: 1. Neuroni intrinseci: completamente contenuti all’interno della parete digerente ed estrinseci (neuroni che hanno collegamenti con SNC) 2. Neurotrasmettitori (ACh, NA, serotonina) e neuromodulatori (VIP, NO, ATP): molto simili a quelli del SNC 3. Cellule gliali (specifiche per il SN mienterico): sono cellule di sostegno dei neuroni del sistma nervoso enterico SNE 4. Barriera di diXusione “emato-encefalica”: i capillari che circondano i gangli nel Commentato : piu giusto chiamarta emato-enterica sistema nervoso enterico non sono molto permeabili e creano una barriera alla difusione simile alla barriera emato-encefalica dei vasi del SNC. 5. Centro integrativo: come abbiamo già ̀ detto, i riflessi che originano dal tratto gastrointestinale possono essere integrati e attivati senza che i segnali neurali escano dal sistema nervoso enterico. Di conseguenza, la rete neurale del SNE è di per sé un centro di integrazione, come l'encefalo e il midollo spinale. Integrazione dei segnali nervosi: ci sono 2 tipi di riflessi: -riflessi corti: hanno origine nel SNE e vengono elaborati ed integrati al livello dei neuroni locali dell’apparato digerenti, questi riflessi possono essere innescati dalla presenza di cibo, variazione di osmolarità e di pH -riflessi lunghi: possono avere origine sia nel SNE sia al di fuori di esso, lo stimolo viene però integrato ed elaborato dal SNC, questi riflessi si attivano durante la fase cefalica della digestione, sono dei segnali anticipatori che preparano il copro all’assunzione di cibo ORMONI GASTROINTESTINALI: Gli ormoni gastrointestinali, come tutti gli ormoni, vengono immessi nel circolo sanguigno e trasportati attraverso l'organismo; essi agiscono sul tratto GI o su organi accessori come il pancreas, oppure su bersagli distanti, come il sistema nervoso. I principali ormoni sono: cellule ECL= cellule cromafini simili? colecistochinina prodotta a livello dell’intestino CCK prodotta anche a livello del cervello secretina agisce sul pancreas per la formazione di ioni bicarbonato da riversare nello stomaco VIP compreso nella classe della secretina Cellula endocrina dell’epitelio gastro-intestinale: Ci sono due tipi di secrezione: endocrina: la secrezione arriva all’organo bersaglio attraverso il sangue paracrina: la secrezione agisce sulle cellule da cui è stata prodotta FUNZIONE DIGESTIVA INTEGRATA: I processi digestivi nel nostro organismo iniziano prima an- cora che il cibo sia ̀ introdotto nella cavità orale. Il semplice odore, la vista o persino il pensiero del cibo può farci venire l'acquolina in bocca e farci "brontolare" lo stomaco. L’attivazione di questi riflessi lunghi nell’encefalo prende il nome di fase cefalica 1)FASE CEFALICA: Preparazione a ricevere il cibo nella cavità orale e inizio della secrezione di saliva: -Ammorbidire e inumidire il cibo, in modo da favorire la deglutizione -Digerire amido (amilasi salivare), iniziando il processo di digestione -Avvertire i sapori -Protezione agenti patogeni, ci sono il lisozima e immunoglobuline che difendono da batteri e virus -Lavare lingua e denti La secrezione salivare: Ghiandole parotidi: 25%, soluzione acquosa ed enzimi Ghiandole sottolinguali 5%, mucosa Ghiandole sottomandibolari 70%, mucosa e acquosa Viene prodotta circa 1.5L di saliva al giorno, si tratta di un liquido iposmotico a pH 6.4 – 7.8 Formazione della saliva: prodotto in due fasi: 1. Secrezione acinaria di soluzione salina isotonica, chiamato succo primario 2. Riassorbimento tubulare di Na+ e Cl- e secrezione di K+ e HCO3- nel dotto Costituenti organici della saliva: La ptialina (-amilasi) (optimum pH 6,9), digestione dei carboidrti Mucina Lipasi aspecifica (ghiandole di Ebner) Anticorpi IgA Proteine plasmatiche Lisozima Lattoperossidasi  Fattori di crescita (NGF, EGF) RNAasi, DNAasi Callicreina (enzima proteolitico) Riflesso della deglutizione: -La lingua spinge il bolo contro il palato molle nella parte posteriore della bocca e innesca il riflesso della deglutizione -Mentre il bolo passa, l’epiglottide si ripiega all’indietro chiudendo le vie aree e interrompendo brevemente la respirazione per evitare l’entrata di cibo e liquido nelle vie aeree -Il cibo scende giù verso lo stomaco attraverso l’esofago grazie alle contrazioni peristaltiche e alla forza di gravità 2)FASE GASTRICA: Funzioni dello stomaco: Deposito, accumula sostanze e regola il passaggio verso l’intestino tenue Digestione, scinde chimicamente e meccanicamente il cibo trasformandolo in chimo Protezione, elimina numerose sostanze nocive grazie all’acidità delle sue secrezioni Anche in questo caso ci sono due stimoli che regolano l’attività gastrica: -riflesso vagale lungo: questo riflesso è determinato dal nervo vago che prepara lo stomaco ancor prima di assumere il cibo -riflessi corti: iniziano quando il cibo entra nello stomaco innescando i riflessi per la digestione, sono di due tipi: rilassamento recettivo, che permette un aumento di volume dello stomaco per contenere più cibo, e secrezione, che permette di produrre sostanze acide. Struttura dello stomaco: Diviso in 4 zone: -cardias -fondo -corpo -antro pilorico Sono presenti numerose fossette gastriche che conducono alle ghiandole gastriche: -cellule muscose superficiali e del colletto: producono muco per tamponare l’acidità dei succhi gastrici ed impedire lesioni dell’epitelio gastrico -cellule parietali o ossintiche: producono HCl, che uccide i batteri e attiva la pepsina per digerire le proteine, e il fattore intrinseco, fondamentale per l’assorbimento della vitamina B12 -cellule principali: producono pepsinogeno e lipasi gastrica -cellule D: producono somatostatina -cellule G: producono gastrina che stimolano l’attività gastrica -cellule simil-enterocromaXini: producono istamina Secrezione acida: Produzione di 1-3L HC al giorno con un pH=1-2 Gli ioni H+ vengono pompati nel lume dalla pompa H+/K+-ATPasi; quindi, nel lume entrano H+ ed escono K+ Lo strato di muco funge da barriera fisica mentre il bicarbonato costituisce una barriera chimica che neutralizza gli acidi ed evita lesioni Assorbimento di HCO3- nel sangue = marea alcalina durante digestione A livello basale potassio scambiato grazie allo scambiatore del cloro A livello apicale → rilascio H+ e Cl- a livello luminare L’acido gastrico: Causa rilascio e attivazione della pepsina (e corilascio della lipasi gastrica) delle cellule principali Innesca rilascio di somatostatina da parte delle cellule D Denatura le proteine Uccide i batteri Inattiva l’amilasi salivare nella bocca Regolazione della secrezione acido gastrico: Il processo ha inizio quando l'H+ che deriva dall'acqua nella cellula parietale viene pompato verso il lume gastrico dalla pompa H+-K+-ATPasi in scambio con uno ione K+ che entra nella cellula. Lo ione Cl- segue il gradiente elettrico creato da H+ passando attraverso un canale aperto per il cloro, ne risulta così la secrezione netta di HCI da parte della cellula. Mentre l'acido viene secreto nel lume, il bicarbonato formato dalla CO2 e l'OH- derivato dall'acqua viene assorbito nel sangue. L'azione tamponante dell'HCO3- rende meno acido il sangue che lascia lo stomaco, creando la cosiddetta “marea alcalina”, che può essere misurata durante la digestione di un pasto 1)Il pensiero del cibo attiva i riflessi cefalici stimolando la produzione di gastrina, istamina e acido 2)La gastrina stimola le cellule parietali per la produzione di acido direttamente oppure indirettamente attraverso l’istamina 3)Gli ioni H+ provocano il rilascio di somatostatina come riposta a retroazione negativa per modulare la produzione di acido e pepsina ORMONI PRODOTTI DALLO STOMACO: Trigger e recettori: Gastrina = stimola la produzione di acido gastrico Istamina = accoppiata con la gastrina stimola la produzione di acido gastrico Inibitori: Somatostatina= modula la produzione di acido con un meccanismo a retroazione negativa Prostaglandina E2 ENZIMI PRODOTTI DALLO STOMACO: Pepsina: è fondamentale per la digestione iniziale delle proteine nello stomaco, il suo pH ottimale è compreso tra 3-3,2 Viene rilasciata sottoforma di enzima inattivo chiamato pepsinogeno che viene attivato dall’azione dell’H+ dell’acido cloridrico Lipasi gastrica (solo nel neonato): solo il 10% della digestione dei grassi avviene nello stomaco, principalmente dei trigliceridi Rennina o caglio promuove la coagulazione del latte 3)FASE INTESTINALE: Ingresso regolato del chimo nel duodeno Contrazioni segmentali (mescolamento) e peristaltiche (progressione) Secrezione di sostanze da pancreas, fegato e intestino Assorbimento di 7L al giorno Caratteristiche dell’intestino: La superficie dell'epitelio intestinale è chiamata “orletto a spazzola” per l'aspetto simile a setole dei microvilli. I villi e le cripte aumentano I ‘area eficace della superficie dell'intestino tenue. L'assorbimento avviene prevalentemente lungo i vili che contengono cellule chiamate enterociti, mentre la secrezione dei liquidi avviene prevalentemente nelle cripte La maggior parte dei nutrienti assorbiti passa al fegato attraverso ila vena portale epatica, che funziona come un filtro per rimuovere sostanze estranee potenzialmente pericolose prima che queste entrino neì circolo sistemico. Secrezioni intestinali:  Enzimi digestivi (epitelio intestinale e pancreas esocrino) Bile (fegato e cistifellea) Bicarbonato (pancreas) muco e soluzione di NaCl (cellule caliciformi intestino) Pancreas: Endocrino: isole di Langerhans = insulina e glucagone Esocrino: acini e dotti = enzimi digestivi (zimogeni attivati dalla tripsina) per completare il processo di digestione e bicarbonato di sodio prodotto dall’enzima anidrasi carbonica e secreto da uno scambiatore Cl-/HCO3- e serve per contrastare l’acidità dello stomaco. DA SLIDE 37 il fegato è l'organo più importante, in questo contesto lo studiamo perché produce la bile ma svolge anche altre funzioni. è il più grande tra gli organi interni, pesa circa 1,5 kg in un soggetto adulto ed è situato subito sotto il diaframma nel lato destro del corpo. !"#$%&'("#)*!"+)!(,$(*-*.(+)*(#*!"+)/"!"*-*,0(#$)%)*1//(*-(#$),$(#(*$)#2) Il fegato ha cellule chiamate epatociti organizzate in lobuli (strutture esagonali). I vasi sanguigni, ovvero il ramo dell’arteria epatica e ramo della vena portale, si immettono nel lobulo e si ha il mescolamento del sangue arterioso e da quello venoso (che viene dall’intestino). A livello del lobulo epatico c’è un contatto, quasi diretto, tra epatociti e sangue misto; perché i capillari del fegato sono sinusoidali (quindi hanno ampie fenestrature), tra endotelio dei capillari ed epatociti c’è uno spazio: spazio del Disse, dove troviamo cellule sistema immunitario (cellule KupNer pattugliano questa zona) Nella parte apicali microciti hanno microvilli per assorbire, nella parte basale , zona come invaginazioni che va ad unirsi ad epatocita adiacente e così si formano i capillari biliari (capillari privi di endotelio), qui viene riversata la bile. Tra capillari biliari e quelli sinusoidi vi sono dei desmosomi (giunzioni strette), che garantiscono separazione netta tra sangue e bile; impediscono passaggio paracellulare delle sostanze. Bile entra in canalicoli biliari e poi esce dal dotto biliare. Sangue scorre dall’esterno al centro (va nella vena centrale) bile percorso opposto: va dal centro all’esterno. FUNZIONI DEL FEGATO - Partecipa al metabolismo dei nutrienti (carboidrati, proteine, vitamine, alcol, farmaci e ormoni) - Sintetizza fattori della coagulazione, proteine plasmatiche, IGF1 e 2 - Deposito di Fe (apoferritina+Fe=ferritina, vit. B12 e acido folico (emopoiesi): ferro in eccesso viene immagazzinato nel fegato sottoforma di ferritina - Produce enzimi - Funzioni immunitarie: contiene cellule di KupNer - Secerne bile (digestione dei grassi) LA BILE Secreta in quantità compresa tra 250 a 1200 ml/die, ha un pH 8 – 8,5. è una secrezione acquosa che contiene: - Acqua - Sali minerali (HCO3-, Cl-, Na+) - Sali biliari (prodotti dagli epatociti a partire dal colesterolo) - Colesterolo - Fosfolipidi - Trigliceridi - Pigmenti biliari: prodotti di degradazione dell’emoglobina, come la bilirubina, che viene immessa nella bile e poi viene ulteriormente degradata e trasformata - Metaboliti dei farmaci - Ormoni steroidei coniugati SALI BILIARI: Sali biliari primari: acido colico e chenico che poi vengono trasformati in acido taurocolico, taurochenico, glicocolico, glicochenico, sono secreti e poi trasformati in sali biliari secondari a livello dell’intestino (Sali biliari secondari: Acido desossicolico e litocolico) Questa secrezione viene immessa nel duodeno dove serve per la digestione dei lipidi, una volta usata non viene eliminata con le feci, ma riciclata: nell’ileo i sali biliari vengono riassorbiti e riportati al fegato (riciclo); questo sistema di recupero è chiamato circolazione enteroepatica (durante la digestione viene persa solo una piccola parte dei sali biliari) DIGESTIONE E ASSORBIMENTO LIPIDI: sali biliari = sostanze anfipatiche che vanno a ricoprire le gocciole dei lipidi; i lipidi arrivano nell’intestino sotto forma di gocciolo diNicilmente attaccabili dalle lipasi; quindi i sali biliari si occupano dell'associazione a queste gocciole di lipidi e le riducono di dimensione (--> emulsione dei lipidi); così lipasi e colipasi possono aggredire queste gocciole lipidiche (romai microgocce) e iniziare a digerirle. Grazie a sali biliari si formano delle microgocce, ciascuna microgoccia viene circondata da sali biliari, lipasi e colipasi che iniziano a digerirne le componenti. Lipasi e colipasi pancreatiche degradano il trigliceride in monogliceride e 2 catene di acidi grassi liberi. Nelle gocce troviamo fosfolipidi, trigliceridi, colesterolo; molecole complesse che devono essere ridotte a monogliceridi, acidi grassi liberi e molecole di colesterolo: monogliceridi, acidi grassi e molecole di colesterolo vengono raccolti nelle micelle. Una volta che ho le microgocciole, gli acidi grassi liberi possono diNondere nelle cellule dell’intestino (vanno verso REL), mentre le molecole di colesterolo vengono trasportate attivamente all’interno di enterociti attraverso trasportatori attivi specifici (come NPC1L). All’interno dell’enterocita c’è la formazione di chilomicroni; lipoproteine formato da: - complesso proteico - 1 molecola di colesterolo - dei trigliceridi ( si riformano all’interno dell’enterocita, nel REL i monogliceridi vengono riassemblati in trigliceridi) I chilomicrono sono immagazzinati nelle vescicole del golgi e rilasciati, per esocitosi, nella parte basolaterale della cellula, qui vengono poi captati dai vasi chiliferi del sistema linfatico e infine vengono rimmessi nella circolazione a livello delle vene. Lipidi più piccoli diNondono da soli, ma la maggior parte dei lipidi sono trasportati dal sistema linfatico. DIGESTIONE CARBOIDRATI I carboidrati devono essere digeriti fino a diventare monosaccaridi: i grandi polimeri di glucosio come glicogeno ed amido, devono essere attaccati da amilasi che li digeriscono a disaccaridi, e oooi i disaccaridi devono essere ulteriormente digeriti fino a formare i monosaccaridi. -* 3+2!",("4* 5&+&$$",("* )* 0%2$$",("* ,"#"* (* 6"#",&!!&%(/(* !7)* 8"(* 9)#5"#"* &,,"%.($(* #)++:(#$),$(#"*$)#2); Amilasi trasformano polimeri in disaccaridi come maltosio saccarosio e lattosio poi: +&$$&,(*/(5)%(,!)*+&$$",("*-*5+2!",("*)*5&+&$$",(" ,&!!&%&,(*/(5)%(,!)*,&!!&%",("*-*5+2!",("*)*0%2$$",(" 6&+$&,(*/(5)%(,!)*6&+$",("*-*/2)*6"+)!"+)*5+2!",(" I monosaccaridi poi entrano all’interno dell’enterocita, poi nella circolazione sanguigna: tutto grazie a trasporto attivo secondario sodio dipendente. Uscita a livello basale, grazie alla diNusione facilitata da carrier; carrier GLUT2 (trasporto passivo). Il fruttosio usa carriers sia a livello basale che apicale. DIGESTIONE PROTEINE; vi sono enzimi che rompono legami peptidici, )#/"8)8$(/&,(*-*!&$)#)8)8$(/(!7)*8(