Fisiologia del Sistema DigerenTe PDF

FISIOLOGIA DEL SISTEMA DIGERENTE: UN'INTRODUZIONE Questa lezione introduce la fisiologia del sistema digerente, concentrandosi principalmente sulla sua regolazione. Verranno tralasciati, o trattati brevemente, gli aspetti biochimici di digestione e assorbimento, già affrontati in precedenza. Aspett...

FISIOLOGIA DEL SISTEMA DIGERENTE: UN'INTRODUZIONE Questa lezione introduce la fisiologia del sistema digerente, concentrandosi principalmente sulla sua regolazione. Verranno tralasciati, o trattati brevemente, gli aspetti biochimici di digestione e assorbimento, già affrontati in precedenza. Aspetti Generali del Sistema Digerente Funzione Principale: Permettere l'ingresso dei nutrienti dall'ambiente esterno, inclusa l'acqua. Quattro Attività Principali: 1. Attività Motoria: Contrazione di muscoli scheletrici (masticazione) e lisci (peristalsi). 2. Attività Secernente (Esocrina): Produzione e rilascio di succhi digestivi. 3. Attività Digestiva: Scomposizione dei nutrienti in molecole più piccole. 4. Attività Assorbente: Assorbimento dei nutrienti nel circolo sanguigno e linfatico. Cenni di Anatomia Funzionale La parete del canale alimentare è composta da quattro strati principali: 1. Mucosa: Strato interno, coinvolto in assorbimento e secrezione. Sottile nell'esofago (solo trasporto).  Spessa nello stomaco e nell'intestino, con pliche per aumentare la superficie. Nell'intestino tenue, presenta villi intestinali per massimizzare la superficie assorbente. Alla base dei villi ci sono le cripte di Lieberkuhn, ghiandole tubulari che producono muco e altre sostanze. 2. Sottomucosa: Tessuto connettivo con vasi sanguigni, linfatici e il plesso sottomucoso di Meissner. 3. Muscolare: Due strati di muscolatura liscia (longitudinale esterno e circolare interno), con il plesso mioenterico di Auerbach tra di essi. 4. Sierosa: Strato esterno di tessuto connettivo. Struttura del Villo Intestinale Funzione: Massimizzare l'assorbimento dei nutrienti. Componenti: Arteriola e venula: formano un sistema capillare per lo scambio di nutrienti. Vaso chilifero: per l'assorbimento dei lipidi (sistema linfatico). Enterociti: cellule epiteliali che nascono alla base delle cripte e maturano mentre si muovono verso la cima del villo. Gli enterociti appena nati esprimono solo il canale CFTR, mentre man mano che maturano, esprimono anche tutti gli altri enzimi necessari all'assorbimento. Turnover Cellulare: Gli enterociti, una volta maturi, muoiono a causa della bassa ossigenazione nella parte apicale del villo. Circolazione Epato-Splancnica Flusso Sanguigno: Circa il 25% della gittata cardiaca (1,25-1,3 L) è diretta all'apparato digerente.  Fegato: Riceve tutto il sangue venoso dall'apparato digerente attraverso la vena porta. Le arterie celiaca, mesenterica superiore e inferiore forniscono sangue arterioso. L'arteria celiaca fornisce il maggior contributo alla perfusione. Regolazione del Flusso nel Circolo Splancnico Autoregolazione: Mantiene un flusso costante tra 80 e 160 mmHg, preservando l'integrità della mucosa anche in condizioni di ipoperfusione. Vasocostrizione: In caso di vasocostrizione intensa (ad esempio, per aumentare la perfusione cerebrale o coronarica), le arteriole che irrorano la mucosa sono risparmiate, per proteggere il circolo più delicato. Scambio Controcorrente: I vasi nel villo scambiano ossigeno e soluti durante la risalita, per cui arriva poco ossigeno in cima. Regolazione Intrinseca ed Estrinseca Regolazione Intrinseca: Controllo metabolico locale. Regolazione riflessa (sistema nervoso enterico e plessi nervosi). Sostanze paracrine (agiscono localmente). Regolazione Estrinseca: Sistema nervoso autonomo (recettori alfa e beta adrenergici). Ormoni circolanti (angiotensina, vasopressina). Ischemia Intestinale Ischemia Non-Occlusiva: La più frequente, causata da ipoperfusione (shock ipovolemico, etc.). Interruzione dell'autoregolazione. Danno cellulare alla mucosa. Rilascio di fattori (bradichinina, prostaglandine). Attivazione di fibre afferenti. Risposta riflessa ortosimpatica. Conseguenze del Danno Mucosale: Interruzione della barriera epiteliale. Aumentata permeabilità. Malassorbimento. Traslocazione batterica: passaggio di batteri intestinali e/o loro prodotti nel circolo sanguigno. Shock settico: grave condizione infiammatoria sistemica causata dalla risposta immunitaria al passaggio di batteri nel circolo. Insufficienza multiorgano. Danno da Riperfusione: Quando la zona viene riperfusa dopo un periodo di ischemia, vengono immessi nel circolo radicali liberi dell'ossigeno e altre sostanze, provocando un danno che può essere ancora peggiore. Spero che questa riorganizzazione dei concetti ti sia d'aiuto per lo studio! IPEREMIA POSTPRANDIALE E CIRCOLAZIONE EPATICA: UN APPROFONDIMENTO Questa lezione approfondisce la risposta del sistema circolatorio all'assunzione di cibo (iperemia postprandiale) e le specificità della circolazione epatica, con un focus sull'ipertensione portale. Iperemia Postprandiale Definizione: Aumento del flusso sanguigno nell'apparato digerente dopo un pasto. Cause: Fattori metabolici locali che inducono vasodilatazione. Aumento dell'attività parasimpatica. Contributo dell'attività simpatica (che causa aumento della pressione arteriosa). Considerazioni: Nonostante l'attivazione parasimpatica, l'aumento di pressione arteriosa suggerisce un ruolo anche del sistema simpatico. Esercizio Muscolare dopo un Pasto Competizione per il Flusso Sanguigno: Durante l'esercizio intenso, i muscoli e l'apparato digerente competono per il flusso sanguigno. Riduzione del Flusso Digerente: Generalmente, l'apparato digerente viene "sacrificato" a favore dei muscoli durante l'esercizio, con conseguente riduzione del flusso sanguigno. Circolazione Epatica Funzione di Serbatoio: Il fegato funge da grande serbatoio di sangue, che può essere mobilizzato verso il cuore attraverso la venocostrizione delle vene di deposito. Importanza delle Vene Epatiche: Le vene epatiche sono fondamentali per il ritorno venoso, soprattutto quelle del distretto epato-splancnico, perché la venocostrizione sposta il sangue dai serbatoi verso il cuore. Afflusso di Sangue al Fegato: Il sangue entra nel fegato per 2/3 dall'arteria epatica e 1/3 dalla vena porta. Apporto di Ossigeno: L'apporto di ossigeno al fegato è bilanciato, per metà dal sangue arterioso proveniente dall'arteria epatica e per metà dal sangue venoso proveniente dalla vena porta. Nonostante quest'ultima porti sangue venoso, questo è ricco di ossigeno. Distribuzione dei Recettori Vascolari Vene Splancniche: Presentano recettori alfa1, che causano vasocostrizione quando attivati dal sistema simpatico. Vene Epatiche e Arterie del Circolo Ematico-Splancnico: Presentano recettori beta2, che causano vasodilatazione quando attivati dal sistema simpatico. Risposta Simpatica Combinata Aumento dell'Attività Simpatica: Stimola simultaneamente: Recettori alfa1 delle vene splancniche, causando venocostrizione e quindi spostamento di sangue verso il fegato. Recettori beta2 delle vene epatiche, diminuendo la resistenza al flusso di sangue verso il cuore.  Effetto Complessivo: La combinazione di questi effetti aumenta il ritorno venoso e l'apporto di sangue al cuore. Ipertensione Portale Pressione Normale: La pressione nella vena porta è di circa 10 mmHg, mentre nelle vene epatiche è di 3-5 mmHg. Gradiente Pressorio: Questo gradiente pressorio consente il flusso di sangue attraverso il fegato. Cause dell'Ipertensione Portale: 1. Aumento della Resistenza nel Fegato: Come nella cirrosi epatica, l'ostruzione della vena porta riduce la perfusione epatica. Di conseguenza, si ha una vasodilatazione dei vasi splancnici indotta dai fattori metabolici locali, con conseguente maggiore afflusso di sangue alla vena porta, ulteriormente ostacolata. 2. Aumento dell'Afflusso di Sangue: Se non ci sono alterazioni strutturali, l'ipertensione portale può essere dovuta semplicemente a un eccessivo afflusso di sangue. Conseguenze dell'Ipertensione Portale: Deviazione del Flusso: Il sangue, non riuscendo a fluire attraverso il fegato, viene deviato nelle vene tributarie (esofagee, emorroidarie). Ingombro Venoso: Il sangue si accumula nelle vene, causando: Varici esofagee: Dilatazione delle vene esofagee, che possono rompersi causando pericolose emorragie. Caput medusae: Dilatazione delle vene addominali superficiali. Emorroidi: Dilatazione delle vene rettali. Ascite: Accumulo di liquido nella cavità addominale. Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia d'aiuto per lo studio! ATTIVITÀ DEL SISTEMA DIGERENTE: SECREZIONE, MOTILITÀ E REGOLAZIONE Questa lezione introduce le principali attività del sistema digerente, concentrandosi su: Attività Secretoria Attività Motoria Regolazione Inizieremo con un'analisi generale, per poi passare ai dettagli dei singoli segmenti. Ruolo del Bilancio Idrico Flussi di Acqua: L'apparato digerente è caratterizzato da notevoli flussi bidirezionali di acqua. Ingresso: Dieta: circa 2 L/die. Secrezione dei succhi digestivi: circa 7 L/die. Uscita: Feci: circa 100 mL/die. Riasorbimento: La maggior parte dell'acqua (circa 8,9 L) viene riassorbita, principalmente nell'intestino tenue e in parte nel colon. Importanza del Bilancio Idrico: Le funzioni secretorie e assorbenti sono cruciali per la digestione, ma anche per il mantenimento del bilancio idrosalino. Regolazione del Riassorbimento: Il riassorbimento di sodio e acqua, soprattutto nel colon, è regolato dall'aldosterone, in modo analogo a quanto avviene nel rene (tubulo distale). Assorbimento di Acqua Processo Iso-osmotico: L'assorbimento di acqua avviene in modo iso-osmotico, seguendo i gradienti osmotici. Permeabilità della Membrana: L'intestino è altamente permeabile all'acqua grazie alle acquaporine e alle giunzioni cellulari. Trasporto di Soluti: Il trasporto attivo di soluti dall'enterocita (dal lume all'interstizio) crea un gradiente osmotico che trascina l'acqua. Flusso di Acqua: L'acqua entra nell'interstizio, aumentando la pressione idraulica e spingendo acqua e soluti nei capillari. Influenza del Contenuto del Pasto sull'Assorbimento Pasto Ipotonico: L'acqua viene assorbita rapidamente. Pasto Ipertonico: Inizialmente, l'acqua rimane nel lume, aumentando il volume, ma viene poi riassorbita. Riassorbimento nel Colon: Il colon è molto efficiente nel riassorbire l'acqua, anche da materiale semisolido e contro il gradiente osmotico. Il riassorbimento di sodio, controllato dall'aldosterone, è fondamentale nel colon. Secrezione di Acqua Meccanismo di Secrezione: L'acqua viene secreta dalle cellule esocrine (mucosa e ghiandole) per trascinamento osmotico. Trasporto Attivo di Soluti: Vengono secrete sostanze come HCO3-, K+, H+, Cl-, attraverso proteine di trasporto (i canali CFTR per il cloro) o esocitosi per gli enzimi.  Flusso di Acqua: L'acqua segue i soluti (elettroliti, acidi biliari, ecc.) nel lume. Filtrazione: Una parte dell'acqua passa nel lume per filtrazione. Rielaborazione: Il succo finale risulta dalla secrezione primaria e dalle modifiche lungo i dotti delle ghiandole. Secrezione Salivare Ghiandole Salivari: Usate come esempio di meccanismo di secrezione, comune a molte ghiandole annesse al tratto digerente. Secreto Primario: Formazione negli acini delle ghiandole. Esocitosi dell'amilasi, stimolata da recettori muscarinici per acetilcolina, noradrenalina, VIP, sostanza P, attraverso l'ingresso di calcio. Acqua segue l'amilasi per osmosi. Composizione: Soluzione isotonica (simile al plasma) + amilasi. Modifica nei Dotti: Riasorbimento di sodio e cloro, che quindi diminuiscono nella saliva finale. Secrezione di bicarbonato e potassio, che quindi aumentano nella saliva finale. Scambiatore cloro-bicarbonato e trasportatori ionici. Composizione della Saliva Finale: Flusso Salivare Lento: Basso sodio e cloro, alto potassio e bicarbonato (per via del tempo che hanno a disposizione i trasportatori). Flusso Salivare Rapido: Composizione più simile al plasma (gli scambi hanno meno tempo per avvenire), quindi concentrazioni di sodio e cloro più alte, potassio e bicarbonato relativamente alti. Importanza del Flusso: Le modifiche della saliva avvengono solo se il flusso è lento, se è rapido la  composizione della saliva è simile al plasma. Applicazione: Questo meccanismo di secrezione con modificazione lungo il dotto, si ritrova anche nel pancreas e nella composizione della bile. Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile per lo studio! ATTIVITÀ MOTORIA DEL SISTEMA DIGERENTE: SFINTERI, PERISTALSI E SEGMENTAZIONE Questa lezione si concentra sull'attività motoria del sistema digerente, analizzando i tre tipi principali di movimento: sfinteri, peristalsi e segmentazione. Tipi di Movimento 1. Sfinteri: Funzione: Separare segmenti diversi del tratto digerente, mantenendo una contrazione tonica. Meccanismo: Contrazione di un anello muscolare liscio, che si rilascia solo in presenza di segnali specifici. 2. Segmentazione: Funzione: Rimescolamento del contenuto luminale.  Meccanismo: Contrazione e rilascio simultaneo di anelli muscolari lisci circolari, con formazione di sacche che si alternano. Scopo: Mescolare il materiale luminale con enzimi e sali, segmentare in porzioni più piccole e favorire il contatto con la parete intestinale. 3. Peristalsi: Funzione: Propulsione del contenuto lungo il tratto digerente. Meccanismo: Contrazione di un anello circolare a monte e rilassamento del segmento a valle. Direzione: Generalmente ab orale (orale-anale), ma nel colon può essere retrograda. Circuito Neurale: La peristalsi avviene grazie ad un circuito riflesso locale del sistema nervoso enterico. Riflesso Locale della Peristalsi Questo riflesso avviene interamente a livello locale e non richiede l'intervento del sistema nervoso centrale: 1. Stimolo: Il contenuto luminale stimola meccanocettori e chemocettori. 2. Rilascio di Serotonina: Le cellule enterocromaffini rilasciano serotonina. 3. Attivazione di Neuroni Afferenti: La serotonina attiva neuroni afferenti nel plesso mioenterico. 4. Rilascio di CGRP: I neuroni afferenti rilasciano CGRP (Peptide Correlato al Gene della Calcitonina). 5. Eccitazione di Neuroni Efferenti: Il CGRP eccita: Neuroni colinergici a monte che rilasciano acetilcolina, causando contrazione muscolare. Neuroni a valle (o catena di neuroni) che rilasciano somatostatina (SST). 6. Effetti Inibitori e Eccitatori a Valle: La somatostatina può eccitare un neurone di uscita che inibisce il muscolo liscio con VIP/PACAP o NO (rilassamento). La somatostatina inibisce un neurone secernente encefalina, il quale normalmente inibisce il neurone di uscita (VIP). Quando il neurone di uscita non è inibito, rilascia VIP che induce  rilassamento del muscolo liscio. 7. In Sintesi: Lo stesso stimolo provoca contrazione a monte e rilassamento a valle, facilitando la propulsione. Attività Motoria nei Diversi Segmenti Esofago: Transito rapido (pochi secondi), aiutato dalla gravità in posizione eretta e da onde peristaltiche. Stomaco: Transito medio (1-3 ore), intensa attività peristaltica ma con rallentamento mirato per favorire il rimescolamento. Intestino Tenue: Transito medio (7-9 ore), intensa attività di segmentazione e peristalsi. Il parasimpatico aumenta la peristalsi e la velocità di transito. L'aumento del volume del contenuto luminale stimola i meccanocettori e aumenta la peristalsi. Colon: Transito lento (fino a 30 ore), prevale il rimescolamento e peristalsi retrograda. I movimenti di massa (contrazioni di interi segmenti) promuovono la propulsione. Retto: Tempo di permanenza variabile, dipendente da diversi fattori. Attività Elettrica del Muscolo Liscio Gastrointestinale Muscolo Unitario: Agisce in modo sinciziale grazie a giunzioni che permettono il passaggio di corrente (accoppiamento elettro-meccanico). Accoppiamento Farmaco-Meccanico: Alcuni fattori possono attivare la contrazione anche senza attivazione elettrica. Onde Lente (Ritmo Elettrico di Base, REB): Depolarizzazioni ritmiche della membrana che non sempre raggiungono la soglia per generare potenziali d'azione e contrazioni.  Fattori che Influenzano la Contrazione: Aumentano il livello di base del potenziale di riposo o l'ampiezza delle onde lente: Acetilcolina, ormoni gastrointestinali, fattori irritativi/chimici. Iperpolarizzano la cellula e rendono improbabile il raggiungimento della soglia: Noradrenalina e altri ormoni gastrointestinali. Zone Pacemaker: Inizi nelle quali vengono generate onde elettriche spontanee. Stomaco (sede osservabile nell’immagine): il fondo è immobile e funge da serbatoio, la peristalsi parte dalla zona pacemaker e si dirige verso la piccola curvatura e il piloro. Cellule Interstiziali di Cajal (ICC) Funzione: Generano le onde lente, non le cellule muscolari lisce. Localizzazione: Rete interstiziale nel tratto gastrointestinale. Trasmissione dell'Eccitazione: Trasmettono il segnale elettrico alle cellule muscolari lisce adiacenti. Frequenza delle Onde Lente Stomaco: Circa 3 onde al minuto. Intestino Tenue: Frequenza delle onde peristaltiche diminuisce progressivamente dal duodeno al cieco (le parti prossimali hanno maggiore frequenza di onde e maggiore pressione). Colon: Circa 6 onde al minuto, ma solo 2-3 onde sono contrazioni efficaci (movimenti di massa). Spero che questa rielaborazione sia utile per lo studio dell'attività motoria del sistema digerente! RILASCIAMENTO RICETTIVO DELLO STOMACO Questa lezione si concentra sul rilasciamento ricettivo dello stomaco, un meccanismo che permette a questo organo di accogliere il cibo in arrivo. Funzione: Il rilascio ricettivo è un'attività motoria specifica dello stomaco che gli consente di agire come serbatoio. Meccanismo: 1. Stimolazione dei Recettori: L'arrivo del cibo stimola meccanocettori e chemocettori nella parete gastrica. 2. Afferenza Vagale: L'informazione viene trasmessa attraverso una via afferente del nervo vago al nucleo del tratto solitario. 3. Nuclei del Vago: Dal nucleo del tratto solitario, il segnale passa ai nuclei di origine del vago. 4. Efferrenza Vagale: Da questi nuclei parte un'efferenza vagale. 5. Rilascio di NO: I motoneuroni inibitori rilasciano ossido nitrico (NO) sulle cellule muscolari lisce del fondo dello stomaco. 6. Rilasciamento: Le cellule muscolari lisce del fondo gastrico si rilassano. Acetilcolina: L'acetilcolina, rilasciata localmente, stimola l'attività muscolare liscia nelle altre parti dello stomaco (esclusa quella del fondo). Conseguenze: Il fondo gastrico si dilata facilmente, permettendo l'accumulo del cibo. L'amilasi salivare continua ad agire in questa zona dove è minimo il rimescolamento e il pH resta simile a quello della bocca. Le parti più basse dello stomaco sono sede di rimescolamento e secrezione di acido cloridrico, che inattiva l'amilasi. Onde Pressorie nell'Esofago e nello Stomaco Esofago: Le onde pressorie spingono il cibo verso lo stomaco. Cardias: Lo sfintere esofageo inferiore (cardias) si rilascia quando il cibo lo raggiunge, insieme al  diaframma e al fondo dello stomaco. Stomaco: L'attività peristaltica favorisce il rimescolamento. Svuotamento Gastrico: Il piloro si apre e si richiude ritmicamente, rilasciando piccole quantità di materiale nel duodeno. Il materiale nello stomaco, quando il piloro si richiude, torna indietro, favorendo il rimescolamento. Attività Motoria a Digiuno: Complesso Mioelettrico Migrante (CMM) Definizione: Cicli di contrazioni che si verificano a digiuno (fasi interdigestive). Frequenza: Si ripetono ogni 1-1.5 ore, partendo dallo stomaco. Meccanismo: Contrazioni di intensità progressivamente crescente durante il singolo ciclo (si sente "brontolare" lo stomaco). Origine: Antro gastrico. Funzione: Svuotamento dello stomaco da materiale indigerito e corpi estranei. Intensità: Onde più potenti rispetto a quelle peristaltiche postprandiali. Propagazione: Il CMM si propaga dall'antro gastrico al duodeno, poi all'intestino tenue e infine al cieco. Fasi: Il CMM è caratterizzato da tre fasi (non descritte nel dettaglio in questa lezione) che vengono interrotte dall'assunzione di cibo. Svuotamento Gastrico: Il CMM permette lo svuotamento gastrico di materiale indigerito (per esempio, corpi estranei) con una frequenza di circa uno ogni ora. Regolazione Ormonale del Complesso Mioelettrico Migrante  Motilina: Produzione: Prodotta nell'intestino. Stimolo alla Secrezione: Aumento del pH duodenale (si verifica a digiuno). Funzione: Promuove il complesso mioelettrico migrante (ha anche un ruolo minore nella stimolazione del rilascio di insulina). Grelina: Produzione: Prodotta nello stomaco. Funzione: Ormone della fame (effetto oressizzante), stimola anche la secrezione dell'ormone della crescita. Interazione Motilina-Grelina: Inizio del CMM: L'aumento della concentrazione plasmatica di motilina fa partire il CMM. Interruzione del CMM: L'aumento della concentrazione plasmatica di grelina blocca e termina il CMM. Inibizione di Motilina: L'aumento della grelina inibisce il rilascio di motilina. Picchi Sfasati: I picchi di motilina e grelina sono sfasati nel tempo. Spero che questa rielaborazione dettagliata sia utile per lo studio!