Regolazione dell'Apparato Digerente PDF

REGOLAZIONE DELL'APPARATO DIGERENTE: UN'INTERAZIONE COMPLESSA TRA SISTEMI NERVOSO E ORMONALE L'apparato digerente è regolato da un'interazione complessa tra sistemi nervoso e ormonale. Questa regolazione permette di coordinare le diverse fasi della digestione e dell'assorbimento dei nutrienti. Il S...

REGOLAZIONE DELL'APPARATO DIGERENTE: UN'INTERAZIONE COMPLESSA TRA SISTEMI NERVOSO E ORMONALE L'apparato digerente è regolato da un'interazione complessa tra sistemi nervoso e ormonale. Questa regolazione permette di coordinare le diverse fasi della digestione e dell'assorbimento dei nutrienti. Il Sistema Nervoso Enterico: Il "Cervello" dell'Intestino Il sistema nervoso enterico (SNE) è una parte specializzata del sistema nervoso autonomo, localizzata all'interno delle pareti del tratto digerente. È composto da due reti di neuroni, i plessi mioenterico e sottomucoso. Questi plessi contengono un elevato numero di neuroni (200-600 milioni), superando quelli presenti nel midollo spinale. Il plesso mioenterico è continuo dal tratto terminale dell'esofago fino all'ano, mentre il sottomucoso è meno sviluppato nelle prime porzioni dell'esofago e dello stomaco. Questo "cervello" intestinale comunica con il cervello vero e proprio, formando il cosiddetto asse cervello-intestino. Le connessioni nervose sono principalmente rappresentate dal nervo vago, ma anche attraverso segnali chimici, come la serotonina, prodotti dal digerente e in grado di influenzare il cervello, e viceversa. Il Ruolo del Microbiota Il microbiota, ovvero i batteri presenti nel colon, svolge un ruolo importante nella regolazione dell'attività cerebrale. Questi batteri producono sostanze come acidi grassi a catena corta e metaboliti che possono influenzare gli acidi biliari e quindi l'attività cerebrale, inclusi aspetti come l'umore e l'attività motoria. Recettori e Risposte nella Mucosa Nella mucosa intestinale si trovano diversi tipi di recettori: Meccanocettori: Rilevano la distensione del tratto digerente. Chemocettori: Rilevano variazioni nella composizione chimica del contenuto intestinale. Termocettori: Rilevano variazioni di temperatura. Sono presenti anche cellule endocrine e esocrine che, insieme alle cellule muscolari lisce, sono i bersagli dell'attività nervosa. Integrazione dei Segnali nei Plessi Nervosi I recettori sensoriali della mucosa inviano segnali ai neuroni dei plessi. Questi segnali vengono integrati nei plessi, determinando risposte specifiche. I neuroni dei plessi sono collegati longitudinalmente, coordinando l'attività dei diversi segmenti intestinali. Le risposte possono essere dirette (locale) a cellule endocrine, esocrine o muscolari lisce, oppure possono essere inviate al sistema nervoso centrale (SNC) attraverso le vie afferenti. Vie Afferenti ed Efferenti Afferenze Intrinseche: I segnali rimangono confinati nei plessi. Afferenze Estrinseche: I segnali raggiungono il SNC attraverso il nervo vago o i nervi spinali. Risposte Riflesse 1. Riflessi Locali: Sono risposte dirette, causate da stimoli che interessano solo i neuroni del sistema nervoso enterico (SNE). Le cellule bersaglio sono cellule muscolari, endocrine e esocrine. 2. Riflessi Lunghi: I segnali sensoriali raggiungono il SNC, che invia comandi all'apparato digerente tramite il sistema nervoso autonomo (parasimpatico e ortosimpatico), modificando ulteriormente l'attività dell'intestino. L'attività cognitiva e le emozioni possono influenzare questo processo, modulando l'attività dei plessi. 3. Riflessi Brevi (Intestinofughi): Sono un tipo intermedio di riflesso in cui i neuroni sensoriali inviano i loro assoni a gangli parasimpatici, modificando così l'attività dei neuroni postgangliari simpatici. Vie Efferenti: Simpatico e Parasimpatico Plessi Enterici: I plessi (mioenterico e sottomucoso) fungono da gangli del sistema parasimpatico. I neuroni motori del plesso sono i neuroni postgangliari parasimpatici che innervano gli organi bersaglio (cellule muscolari lisce, endocrine ed esocrine). Neuroni Pregangliari Parasimpatici: Per le ghiandole salivari, si trovano nel nucleo del facciale (VII nervo cranico). Per il resto del tratto digerente, si trovano nel nucleo del vago (X nervo cranico). Il glossofaringeo (IX nervo cranico) innerva altre ghiandole salivari.  Per il colon distale e il retto, i neuroni pregangliari si trovano nel midollo sacrale. Neuroni Pregangliari Ortosimpatici: Si trovano nel midollo spinale, nei segmenti toracici (T1-T2 e da T5 a L2). I neuroni che innervano le ghiandole salivari devono risalire per raggiungere i gangli simpatici. Il ganglio del simpatico si trova vicino al midollo spinale, mentre il ganglio del parasimpatico è più vicino all'organo bersaglio. Schema Riassuntivo: Riflessi Locali: Stimolo → Recettori nei plessi → Risposta (locale). Riflessi Lunghi: Stimolo → Recettori → SNC → Sistema Nervoso Autonomo (parasimpatico e ortosimpatico) → Risposta. Riflessi Brevi: Stimolo → Recettori → Gangli parasimpatici → Risposta. Spero che questa rielaborazione dettagliata sia utile per lo studio della regolazione dell'apparato digerente. NEUROTRASMETTITORI E ORMONI: I MESSAGGERI DELLA REGOLAZIONE DIGESTIVA La regolazione dell'apparato digerente è mediata da una vasta gamma di neurotrasmettitori e ormoni. Molte sostanze agiscono sia come neurotrasmettitori che come ormoni, mostrando la complessa interconnessione tra i sistemi nervoso ed endocrino. La secretina fu il primo ormone gastrointestinale ad essere scoperto, all'inizio del '900. Neurotrasmettitori Principali I neurotrasmettitori principali utilizzati nel sistema nervoso enterico sono elencati nella slide. Tra questi, la somatostatina è un esempio di sostanza che agisce sia come neurotrasmettitore (inibitorio) che come ormone. Ormoni Gastrointestinali: Sedi di Produzione e Classificazione Gli ormoni gastrointestinali sono secreti da diverse sedi nel tratto digerente e sono raggruppati in famiglie in base alla loro struttura: Gastrina: Prodotta principalmente nell'antro gastrico. Secretina, Colecistochinina (CCK), Peptide Inibitore Gastrico (GIP): Prodotte principalmente nel duodeno e nella parte iniziale del digiuno. Motilina: Prodotta in tutto l'apparato digerente. Somatostatina: Prodotta lungo tutto il tratto digerente. Grelina: Prodotta nello stomaco durante il digiuno. Le principali famiglie di ormoni gastrointestinali sono: Gastrina/CCK: Caratterizzate da strutture simili (gastrina e CCK) Secretina/Glucagone: A cui appartengono secretina, GIP e incretine. Motilina: A cui appartengono motilina e grelina. Ormoni Gastrointestinali: Funzioni Specifiche 1. Gastrina  Produzione: Secreta dalle cellule G della mucosa gastrica, principalmente nell'antro. Stimoli di Secrezione: Feedback Positivo: Peptidi e amminoacidi stimolano la secrezione di gastrina, che a sua volta stimola la produzione di peptidi. Distensione Gastrica: I meccanocettori nella parete dello stomaco attivano le cellule G. Stimolazione Vagale: Il nervo vago stimola i neuroni dei plessi a rilasciare acetilcolina, che a sua volta stimola le cellule G. Altri stimoli: calcio, caffeina, vino. Innalzamento del pH gastrico. Inibizione della Secrezione: Abbassamento del pH gastrico (inferiore a 3) interrompe il feedback positivo. Attività: Stimola la secrezione di acido cloridrico dalle cellule parietali. Stimola la produzione di pepsinogeno dalle cellule principali. Stimola il rilascio di istamina dalle cellule enterocromaffini (ECL), che a sua volta stimola la secrezione gastrica e ha un effetto trofico sullo stomaco. Meccanismi di Secrezione e Inibizione: Il parasimpatico stimola i neuroni dei plessi a rilasciare il peptide di rilascio della gastrina (GRP) L'acetilcolina inibisce le cellule delta (rilascio di somatostatina). La somatostatina inibisce la secrezione di gastrina e la secrezione di istamina dalle cellule enterocromaffini. L’aumento di concentrazione di H+ eccita le cellule delta, che inibiscono le cellule G. La mancanza di eccitazione delle cellule delta inibisce la secrezione di somatostatina, viene meno l’inibizione e le cellule G producono gastrina. 2. Colecistochinina (CCK) Produzione: Rilasciata dalle cellule del duodeno. Recettori: CCK-A e CCK-B (non è necessario saperli). Azioni:  Contrazione della cistifellea e rilascio dello sfintere di Oddi, permettendo il deflusso della bile. Stimola la secrezione di enzimi pancreatici. Potenzia l'effetto della secretina. Inibisce la secrezione e la motilità gastrica. Promuove la sensazione di sazietà (effetto anoressante) agendo a livello ipotalamico. Stimoli di Secrezione: Acidi grassi, peptidi e amminoacidi nel duodeno. Acidità duodenale (in minor misura). 3. Secretina Produzione: Rilasciata dalle cellule S (endocrine) del duodeno. Stimoli di Secrezione: Acidità duodenale (abbassamento del pH). Azioni: Stimola la secrezione pancreatica (soprattutto la componente acquosa e alcalina, ricca di bicarbonato, per tamponare l'acidità). Azione trofica sul pancreas esocrino. Insieme alla CCK, inibisce la motilità gastrica. 4. Incretine (GIP e GLP-1) Produzione: Rilasciate nel duodeno in risposta all'arrivo di carboidrati. Stimoli di Secrezione: Arrivo di glucosio o carboidrati nel duodeno. Azioni: Inibiscono la motilità gastrica. Aumentano la secrezione di insulina dalle cellule β del pancreas. Inibiscono la secrezione di glucagone dalle cellule alfa del pancreas. Aumentano la sensibilità all'insulina delle cellule insulino-dipendenti. Effetto trofico sul pancreas endocrino. Effetti sistemici (usate nel trattamento del diabete di tipo 2). A livello del SNC (ipotalamo) inibiscono la sensazione di fame e quindi la sazietà.  Inibiscono il rilascio di glicogeno da parte del fegato. Effetto Incremento di Insulina: L'aumento della secrezione di insulina è maggiore quando il glucosio è assunto per via orale (effetto incretinico) rispetto a quando è somministrato per via endovenosa. Importanza Fisiologica: L'effetto incrementale delle incretine sulla secrezione di insulina è cruciale per mantenere un corretto equilibrio glicemico, anticipando l'arrivo del glucosio nel sangue. Altre Sostanze Regolatrici Somatostatina: Inibisce tutte le attività digestive e viene inibita dall'innalzamento del pH luminale. Istamina: Agisce per via paracrina, stimolando la secrezione gastrica. VIP (Peptide Intestinale Vasoattivo): È un neurotrasmettitore che rilassa la muscolatura liscia e aumenta la secrezione pancreatica. Peptide di Rilascio della Gastrina (GRP o Bombesina): Rilasciato da cellule del plesso, stimola il rilascio di gastrina dalle cellule G. Encefaline: Oppioidi endogeni che inibiscono la secrezione e la motilità gastrointestinale e aumentano il tono degli sfinteri. Spero che questa rielaborazione dettagliata sia utile per lo studio dei neurotrasmettitori e degli ormoni coinvolti nella regolazione dell'apparato digerente. FASI DELLA DIGESTIONE E ASSORBIMENTO La digestione e l'assorbimento dei nutrienti avvengono in tre fasi principali: 1. Fase Luminale: La digestione inizia nel lume dei vari segmenti dell'apparato digerente. Questa fase comprende la frammentazione meccanica degli alimenti (masticazione e peristalsi) e la digestione chimica da parte degli enzimi. 2. Fase Mucosale: La digestione finale e l'assorbimento avvengono a livello delle cellule epiteliali della mucosa intestinale. In questa fase, gli enzimi di membrana completano la digestione e i nutrienti vengono trasportati e assorbiti negli enterociti. 3. Fase Post-Assorbimento: I nutrienti assorbiti vengono immessi in circolo e trasportati in tutto l'organismo per essere utilizzati in base alle necessità. Fasi della Regolazione dell'Apparato Digerente Oltre alle fasi di digestione e assorbimento, l'attività dell'apparato digerente è regolata attraverso tre fasi sequenziali: 1. Fase Cefalica: Il cibo si trova nel cavo orale e attiva recettori gustativi, olfattivi e chemocettori. Questa fase causa un aumento dell'attività parasimpatica (nervo vago, VII e IX nervi cranici), che stimola la secrezione dei succhi digestivi. La fase cefalica comprende anche la risposta riflessa derivante dalla vista, dall'olfatto o dal pensiero del cibo, basata sull'esperienza precedente. 2. Fase Gastrica: Il cibo si trova nello stomaco e provoca una stimolazione meccanica e chimica della parete gastrica. Questa stimolazione porta ad un aumento della secrezione di gastrina, oltre ai riflessi vagali. 3. Fase Intestinale: Il materiale digerito raggiunge il duodeno, dove vengono attivati gli ormoni duodenali. Questi ormoni inibiscono la secrezione e la motilità gastrica e stimolano l'attività intestinale. Funzione e Regolazione dei Segmenti dell'Apparato Digerente 1. Cavo Orale Funzioni: Masticazione: Riduzione delle dimensioni del cibo, aumento della superficie di esposizione agli enzimi e rottura di involucri non digeribili. Salivazione: Iniziale digestione di carboidrati e lipidi (amilasi salivare e lipasi), lubrificazione del cibo e blanda azione difensiva (IgA). Regolazione: Masticazione: Controllata da un centro trigeminale nel tronco encefalico che genera un pattern automatico. Il riflesso miotatico (da stiramento) attiva i muscoli elevatori della mandibola. Salivazione: Controllata da centri salivatori superiori ed inferiori, innervati da neuroni pregangliari ortosimpatici e parasimpatici (VII e IX nervi cranici e nervo vago). Sia il parasimpatico (acetilcolina) che il simpatico (noradrenalina) aumentano la produzione e la secrezione di saliva. La noradrenalina provoca anche vasodilatazione. Deglutizione: Un atto riflesso con attivazione volontaria, in cui i meccanocettori dell'orofaringe inibiscono la muscolatura necessaria alla deglutizione. 2. Stomaco Funzioni: Serbatoio: Accumula il cibo prima del suo ingresso nell'intestino. Assorbimento: Assorbe la vitamina B12 (grazie al fattore intrinseco), glucosio, alcol, caffeina e alcuni farmaci. Frammentazione: Iniziale frammentazione del chimo. Digestione Proteica: Inizio della digestione delle proteine (pepsina). Difesa: pH acido (azione battericida). Endocrina: Secrezione di gastrina, somatostatina e grelina. Regolazione della Secrezione Gastrica: Fase Cefalica: Attivazione del vago, che stimola le cellule G e inibisce le cellule delta. Fase Gastrica: Distensione dello stomaco e stimolazione chimica, che aumentano la secrezione di gastrina.  Inibizione: L'abbassamento del pH gastrico inibisce la secrezione di gastrina (feedback negativo). Cellule Parietali: Si attivano cambiando conformazione, aumentando la superficie di esposizione e l'espressione di proteine. I recettori basali rispondono a gastrina, istamina e acetilcolina. L'attivazione porta alla secrezione di acido cloridrico (HCl) attraverso una pompa protonica. L'H+ secreto deriva dalla dissociazione di CO2 e H2O. Il Cl- arriva dallo scambiatore Cl-/HCO3- basolaterale. La terapia contro l'iperacidità prevede l'uso di tamponi, anticolinergici, antistaminici H2 o inibitori della pompa protonica. Funzioni dell'Acido Cloridrico (HCl): Conversione di pepsinogeno in pepsina. Denaturazione delle proteine. Stimolazione della secrezione di secretina. Blanda azione battericida. Mantiene il ferro allo stato 2+ per l'assorbimento. Assorbimento della Vitamina B12: Legata a una proteina salivare in bocca, poi scissa nello stomaco e legata al fattore intrinseco. Assorbita nel fondo dell'ileo. Autoprotezione dello Stomaco: Secrezione di una barriera mucosa che protegge la parete da danni meccanici e chimici. La barriera è alterata da FANS, cortisone, aspirina ed adrenalina. L'ulcera gastrica è favorita dall'azione dell'Helicobacter pylori. Motilità Gastrica: Il fondo dello stomaco non ha motilità.  La motilità aumenta verso l'antro e il piloro. Il rimescolamento avviene tramite onde peristaltiche. La dilatazione del piloro ne provoca l'apertura e lo svuotamento del materiale. L'attività gastrica è inibita dagli "enterogastroni" (ormoni secreti durante la fase intestinale). Svuotamento Gastrico: Pasti liquidi si svuotano più rapidamente dei pasti ipertonici. Pasti proteici e lipidici si svuotano più lentamente a causa della CCK. Il glucosio si svuota più rapidamente rispetto ai pasti proteici e lipidici. 3. Intestino Fase Intestinale: Inizia con la secrezione di ormoni duodenali e l'inibizione della fase gastrica. Spero che questa rielaborazione dettagliata sia utile per lo studio delle fasi della digestione e della funzione dei diversi segmenti dell'apparato digerente.