Apparato gastrointestinale

June 23, 2011

Contents

1 Motilità 3

2 Secrezione 5

2.1 La saliva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 La secrezione gastrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.3 Il succo pancreatico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.4 La bile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 Il succo intestinale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

3 Digestione ed assorbimento 11

3.1 I carboidrati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.2 Le proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3 I lipidi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

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L'apparato gastrointestinale è deputato a far si che nutrienti, acqua ed elettroliti possano passare dall'ambienteesterno, cioè il lume del sistema, a quello interno; questo compito è assolto per tramite di quattro diversi processi:

• Digestione, cioè l'insieme delle procedure �siche e chimiche che riducono gli alimenti in molecole assorbibili

• Motilità, cioè l'insieme di movimenti che garantiscono la progressione del cibo lungo il sistema

• Secrezione, cioè la fornitura di sostanze in grado di operare la digestione chimica

• Assorbimento, cioè il passaggio �sico di sostanze tra i due ambienti

I quattro processi fondamentali sono regolati da meccanismi so�sticati di tipo nervoso ed endocrino.La struttura dell'apparato GI è specializzata nei vari punti a seconda della funzione locale, ma è possibile

riconoscere uno schema di base abbastanza costante:

Lo strato più interno è rappresentato dalla mucosa, dove è evidente una super�cie irregolare con villi che ha loscopo di massimizzare la super�cie di scambio; l'epitelio che costituisce questa super�cie ha funzioni di trasportoin entrambe le direzioni, quindi sia assorbimento che secrezione. La mucosa è circondata in direzione esternadalla sottomucosa la quale contiene il sistema linfatico e i grandi vasi oltre alle ghiandole endocrine ed esocrinelocali. La muscolatura liscia del tubo è organizzata secondo due piani funzionali; esistono una muscolatura lisciainterna circolare ed una esterna longitudinale. La sierosa è l'ultima tonaca evidente e si fonde al peritoneoper delimitare la parete esterna del canale. Questo schema anatomico è veri�cato solo se si escludono le estremitàdel sistema: la bocca (�no al primo terzo dell'esofago) e l'ano hanno una muscolatura di tipo striato e quindi ancheil controllo nervoso sarà diverso.

La regolazione di questo sistema è organizzata in maniera gerarchica con al vertice i centri encefalici superioriche agiscono in periferia per tramite delle divisioni autonome del SNC. La grande particolarità è che il SNA nonagisce direttamente, ma va a regolare l'attività del sistema nervoso enterico, una divisione separata che controllala motilità e la secrezione del tratto GI in modo pressochè autonomo.

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Il parasimpatico agisce sul SNE per tramite del nervo vago (�no alla �essura splenica) o per tramite dei nervipelvici, mentre il simpatico agisce grazie alle �bre in uscita dalle colonne intermediolaterali dei segmenti spinalida T1 a L3 circa. Il SNE enterico è organizzato in vari plessi tra i quali i principali sono il plesso sottomucoso e ilplesso mienterico, che sono gli unici a contenere anche i corpi cellulari dei neuroni e non le sole �bre di passaggio.In termini quantitativi i neuroni del SNE sono tanti quanti quelli del midollo spinale ma sono distribuiti in unaregione molto più ampia e quindi si ha un aspetto simile ad una rete; questo sistema è in grado di funzionare in quasitotale autonomia e di fatto il ruolo dei centri encefalici superiori può essere paragonato a quello del cervelletto inambito motorio: sicuramente ra�nano i vari processi, ma non ne sono la causa scatenante e non sono fondamentali.

Nella parete del tratto GI sono presenti meccanocettori e chemocettori che monitorano costantemente le condizioni;le informazioni raccolte vengono inviate per tramite di a�erenze locali al SNE che le rielabora e mobilita gli e�ettori,che possono essere cellule muscolari lisce, cellule endocrine, esocrine o i vasi ematici. Questo tipo di schema è quellodi un ri�esso e infatti si parla di ri�essi corti o ri�essi intrinseci di regolazione. Le informazioni dai recettorivengono in realtà inviate anche al SNC tramite a�erenze splancniche o vagali dove vengono valutate e in base ad essevengono inviati ordini soprattutto ai plessi mienterico e sottomucoso ma anche a vie dirette: si parla in questo casodi ri�essi lunghi o ri�essi estrinseci di regolazione. I recettori sono sensibili sia a stimolazioni meccaniche chea stimolazioni chimiche, ad esempio alla serotonina. I risultati delle elaborazioni possono portare a diverse risposte;esistono motoneuroni eccitatori che liberano acetilcolina e sostanza P e fanno contrarre le cellule muscolaricircostanti, ma esistono anche motoneuroni inibitori che inibiscono le contrazioni per tramite di ossido nitricoe peptide intestinale vasoattivo. In generale, a seconda del tipo di risposta attuata, si riconosconomeccanismiendocrini (mediati da ormoni), meccanismi neurocrini (mediati dall'attività neuronale diretta) e meccanismiparacrini (mediati da sostanze con azioni a medio raggio). Una particolarità del controllo neurocrino è la suacapacità unica di poter essere anticipatorio e non esclusivamente a feedback: il pensiero del cibo ad esempio puòessere su�ciente ad iniziare a mobilitare il tratto GI.

1 Motilità

La maggior parte della muscolatura GI è di tipo liscio. La registrazione dei potenziali di queste cellule muscolarilisce evidenzia un potenziale di riposo interrotto da onde lente di depolarizzazione la cui frequenza dipende dallasede anatomica analizzata. Queste onde lente sono molto più durature dei potenziali d'azione e non ne condividononeanche la natura: si tratta infatti di semplici depolarizzazioni che vengono generate da cellule pacemaker e di�useper accoppiamento di giunzioni elettriche. La contrazione insorge quando la depolarizzazione raggiunge e supera lasoglia di contrazione; esiste anche una seconda soglia, detta soglia elettrica, superata la quale si ha l'insorgenzadi un potenziale d'azione e la contrazione diventa più vigorosa. I movimenti che si possono ritrovare nell'apparatoGI sono essenzialmente quattro:

• Propulsione, cioè i movimenti che fanno progredire i contenuti intestinali

• Triturazione, cioè i movimenti che riducono i contenuti in pezzi più piccoli

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• Rimescolamento, cioè i movimenti che incorporano le varie secrezioni ai contenuti

• Contrazioni toniche, cioè i movimenti che realizzano vari compartimenti a partire da un tubo omogeneo

Il più classico movimento propulsivo è la peristalsi, nel quale si distinguono un segmento recettivo ed unsegmento propulsivo. Il segmento recettivo vede la sua muscolatura longitudinale contrarsi e quella circolarerilassarsi: il risultato è un aumento del diametro per poter accogliere il cibo. Il segmento propulsivo inverte loschema contrattile e di fatto spreme i suoi contenuti in avanti. Questo tipo di schema motorio può essere invertitoin caso di necessità, generando il vomito. Un discorso separato è da farsi per gli s�nteri, i quali presentano unacontrazione tonica in assenza di stimoli in quanto devono separare due compartimenti; molto importante è los�ntere esofageo inferiore, il cui ruolo è prevenire l'arrivo di succhi gastrici acidi nell'esofago. La patologia delre�usso esofageo (GERD) nasce proprio da un mancato funzionamneto di questo s�ntere. Un caso particolare èquello dell'ano, che presenta due s�nteri con controlli diversi; lo s�ntere anale interno è costituito da muscolaturaliscia ed è sotto controllo essenzialmente ri�esso, lo s�ntere anale esterno è striato e sotto controllo volontario.

La motilità inizia a livello della bocca dove si ritrova come primo movimento quello della masticazione, i cuiruoli sono di triturazione e rimescolamento del cibo con la secrezione salivare. La masticazione è un movimentoritmico e viene divisa in tre fasi: apertura e chiusura della mandibola e fase occlusale. Il generatore centrale dischemi motori per questo movimento ritmico si trova a livello bulbo-pontino e, come per gli altri generatori, nonha bisogno di a�erenze per funzionare, ma in presenza di queste l'adattamento del movimento è molto migliore. Ilcentro della masticazione deve coordinare questa attività motoria con quella di guancia e lingua, ma anche con ilrespiro ed il linguaggio, in modo da non interferire con gli atti in corso.

La masticazione frantuma il cibo e lo mescola con la saliva, rendendolo così pronto per la deglutizione, cioèil passaggio in direzione dello stomaco. La delgutizione è un movimento propulsivo di origine volontaria ma cheprosegue in modo involontario; si tratta di un'attività motoria ritmica con un generatore centrale situato a livellodel bulbo. Il movimento viene diviso in una fase orofaringea e in una fase esofagea. La fase orofaringea iniziaquando il bolo di cibo viene spinto nel terzo posteriore della lingua, sede dalla quale ha solo due vie possibili: ilrigetto in avanti, come nei bambini che non vogliono mangiare, o la discesa in esofago; la salita in direzione delle vieaeree è impedita dalle modi�che cui vanno incontro la faringe e il palato molle. La fase orofaringea ha una durata dicirca un secondo o poco più, al termine del quale il cibo si trova ad essere all'imbocco dell'esofago. Il generatore deimovimenti di deglutizione, come quello della masticazione, coordina questa attività a quella della respirazione e dellafonazione (entrambe risultano inibite). L'intera deglutizione può essere analizzata secondo gradienti pressori, chein ultima analisi sono ciò che guida il cibo nel suo percorso.

La pressione al di sopra dello s�ntere esofageo superiore è uguale a quella atmosferica per via della comunicazionediretta. A livello dello s�ntere esofageo superiore la pressione è molto più alta per via della contrazione tonica dellamuscolatura. La porzione esofagea all'interno del mediastino vede al suo interno una pressione subatmosferica grazieagli e�etti della pressione mediastinica generata dall'apparato respiratorio mentre a livello sottodiaframmatico siha una pressione superatmosferica per via della muscolatura addominale. Quando inizia la fase esofagea lo s�nteresuperiore si rilascia e il cibo inizia a seguire il gradiente pressorio e attraversa dunque l'esofago: si parla di peristalsiprimaria. L'esofago deve risultare svuotato a seguito della deglutizione, quindi se la peristalsi primaria non riescea farlo interviene una peristalsi secondaria di natura ri�essa; l'attivazione dei meccanocettori esofagei produce

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questo secondo tipo di peristalsi (che non ha dunque un centro generatore come la primaria) che assicura l'assenzadi residui nell'esofago. La fase esofagea dura circa otto secondi per un cibo di natura solida, ma si riduce a un solosecondo per i liquidi; un atto di deglutizione oscilla in durata dunque tra i due e i nove secondi.

Lo stomaco è suddiviso in termini anatomici in fondo, corpo, antro e zona pilorica; secondo un punto di vistafunzionale è invece diviso in due sole regioni: una regione serbatoio che presenta contrazioni toniche e unapompa antrale che presenta condizioni fasiche. La regione serbatoio ha il compito di dilatarsi quanto piùpossibile per accogliere il cibo in arrivo senza o�rire vistosi aumenti di pressione; una prima dilatazione prende ilnome di rilasciamento recettivo: si tratta di un meccanismo ri�esso attivato da recettori a livello di bocca efaringe. Grazie al rilasciamento recettivo lo stomaco si fa trovare già dilatato quando il cibo vi fa ingresso. Unsecondo meccanismo contiene gli aumenti pressori: si tratta del rilasciamento adattativo; questo rilasciamentoviene generato dall'attivazione di recettori da stiramento interni allo stomaco stesso, con il risultato che l'organopiù si riempie e più si rilascia. Terzo e ultimo contributo al rilasciamento gastrico arriva dal duodeno, il quale sipresenta dotato di chemocettori che monitorano i contenuti in arrivo e regola per via paracrina l'attività gastrica.Il contenuto gastrico è ricco in HCl e questa acidità è monitorata dal duodeno: un meccanismo a feedback centratosulla molecola di secretina, inibisce lo svuotamento e riduce il pH duodenale. La regione della pompa antrale haun ruolo sia nella progressione del cibo che nella progressione. Le contrazioni fasiche di questa regione spingonoi contenuti verso lo s�ntere pilorico, tuttavia appena una quantità di essi lo supera va ad attivare i chemocettoriduodenali che promuovono la contrazione del piloro stesso; le contrazioni della pompa intanto continuano ma questavolta lo s�ntere è chiuso quindi il cibo torna indietro: questo rimescola e tritura il cibo in modo molto e�cace.

I primi novanta minuti a seguito dell'assunzione di cibo vedono una totale assenza di movimenti nel tratto GI:si parla di ileo �siologico o fase I. L'ileo �siologico si contrappone all'ileo paralitico, che è invece il risultato dimanovre di tipo chirurgico a livello addominale. La fase I viene interrotta dalle successive fasi II e III in cui si haprima un'attività motoria irregolare (II) e poi più intensa e regolare (III): queste attività originano nello stomaco esi dirigono poi in senso anale �no alla valvola ileocecale. L'attività motoria prende il nome di complesso motoriomigrante ed è generata da cellule pacemaker (cellule del Kajal?) le quali trasmettono l'impulso per tramite di gapjunctions e accoppiamenti elettrici. La caratteristica fondamentale del complesso motorio migrante è che questoavviene solo a patto che non venga interrotto da segnali inibitori, cioè è presente solo lontano dai pasti. In rapportoai pasti i movimenti tipici sono quelli di segmentazione e di peristalsi; i movimenti di segmentazione tendono arimescolare il contenuto dell'intestino ma non hanno la funzione di indirizzarlo verso una particolare regione. Imovimenti peristaltici corti sono invece relativi a piccoli tratti dell'intestino e vengono generati dalle cellule delKajal: questi sono limitati nella di�usione in quanto le sinapsi elettriche vengono disaccoppiate tra loro, e il lororuolo è quello di spingere in avanti il cibo.

Nel colon la muscolatura si presenta in maniera totalmente diversa: si perdono due strati circolari distinti afavore di tre bande muscolari, le tenie. Il risultato funzionale è la presenza di una motilità segmentaria chenon ha una funzione di propulsione, ma piuttosto di compattamento del materiale fecale. La progressione delcontenuto del colon è in realtà garantita daimovimenti di massa, che coinvolgono l'intero organo. La permanenzadel materiale nel colon è molto lunga, �no a 48 ore, in modo tale da garantire il tempo di assorbire tutto quel cheè possibile.

A livello anale si trovano due s�nteri funzionalmente diversi tra loro; lo s�ntere anale interno è formato damuscolatura liscia mentre lo s�ntere anale esterno da muscolatura striata sotto controllo volontario. Il riempi-mento del retto fa aumentare la pressione sullo s�ntere interno che risponde per via ri�essa con un rilassamento:a trattenere le feci rimane solo lo s�ntere esterno. Se la defecazione non è possibile la contrazione dello s�ntereanale esterno viene mantenuta e dopo un certo periodo anche lo s�ntere interno riprende tono e spinge le feci indi-etro; quando la defecazione è invece possibile basta rilasciare volontariamente anche lo s�ntere esterno e procurarsiqualcosa da leggere.

2 Secrezione

Nel sistema GI arrivano ogni giorno liquidi di natura esogena nella quantità di due litri, e liquidi di natura endogenanella quantità di sette litri; in particolare la suddivisione è la seguente:

• 2L tra cibi e bevande

• 1,5L di saliva

• 0,5L di bile

• 2L di succo gastrico

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• 1,5L di succo pancreatico

• 1,5L di succo intestinale

La quantità totale di liquidi in circolo è dunque pari a circa nove litri, dei quali:

• 7,5L sono assorbiti dall'intestino tenue

• 1,4L sono assorbiti dall'intestino crasso

• 0,1L sono espulsi con le feci

2.1 La saliva

La saliva è prodotta dalle ghiandole parotide, sottomandibolare e sottolinguale, ma anche da ghiandole minoridi guance, lingua e labbra. L'unità funzionale di tutte queste ghiandole prende il nome di salivone e tutte sonosotto esclusivo controllo nervoso. L'innervazione parasimpatica proviene dai nuclei salivatori che invianole loro �bre tramite il nervo faciale (CNVII) per la sottomandibolare e la sottolinguale o tramite il nervoglossofaringeo (CNIX); l'innervazione simpatica è legata invece ai primi segmenti toracici. Le funzioni principalidella saliva sono:

• La solubilizzazione dei cibi e la mitigazione delle pressioni osmotiche

• La lubri�cazione

• La fonazione

• L'abbattimento della carica batterica dei cibi

Dal punto di vista chimico la saliva è una soluzione acquosa (90%) di elettroliti e sostanze proteiche, in particolare:

• Ptialina,o alfa amilasi, con ruolo di scissione degli amidi

• Lipasi

• Mucoproteine

• Lisozima e anticorpi

La saliva è sempre ipotonica per poter abbassare le pressioni osmotiche dei cibi secchi o molto salati; l'osmolalità èmolto bassa quando la velocità di secrezione è minore, cioè lontano dai pasti, mentre nei momenti di grande richiestasi abbassa pur non raggiungendo quella del plasma. Le concentrazioni delle quattro specie ioniche fondamentalinella secrezione (sodio, cloro, potassio e bicarbonato) dipendono dalla velocità di secrezione; questo è legato alfatto che tutte le secrezioni avvengono a due stadi. Il primo stadio di secrezione, a livello degli acini, produce unsecreto isotonico con il plasma; La secrezione primaria viene rimaneggiata lungo i dotti e si hanno due processi:riassorbimento di sodio e cloro e secrezione di potassio e bicarbonato. Quando la velocità di secrezione aumentasi ha meno tempo per riassorbire sodio e cloro e per secernere il potassio: il risultato è che l'osmolalità si alza.Il bicarbonato è invece secreto attivamente e la sua concentrazione infatti aumenta all'aumentare della velocità disecrezione: il pH passa da 6,4 a riposo a 8 al momento di picco.

Il sistema nervoso simpatico e parasimpatico hanno sulle ghiandole salivari essenzialmente lo stesso e�etto:entrambi inducono una secrezione, ma in modo diverso. Le principali di�erenze sono:

Quantità Grande per via parasimpatica, scarsa se via simpatica

Durata Lo stimolo parasimpatico dura di più

Composizione La stimolazione parasimpatica produce una saliva con poche proteine e molto potassio e bicarbon-ato, l'opposto con una stimolazione simpatica

Denervazione La ghiandola denervata del parasimpatico diventa atro�ca, del simpatico riduce semplicemente lasecrezione

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2.2 La secrezione gastrica

Il succo gastrico è una secrezione, per la maggior parte acquosa, contenente:

• Cationi: magnesio, potassio, sodio e soprattutto idrogeno

• Anioni: cloro, fosfato e solfato

• Pepsinee

• Lipasi gastrica

• Muco

• Fattore intrinseco

Il fattore intrinseco è l'unico componente indispensabile alla vita per quanto riguarda la secrezione gastrica:individui privi di stomaco dipendono da iniezioni di vitamina B12. L'unità fondamentale per la secrezione di questasoluzione è la ghiandola gastrica, la quale presenta almeno tre diverse tipologie cellulari; le cellule parietalisecernono HCl e fattore intrinseco, le cellule principali tutti gli enzimi in forma di zimogeni e le cellule mucoseglicoproteine con ruolo protettivo. Il succo gastrico è leggermente ipotonico e diventa isotonico con l'aumento dellavelocità di secrezione; il pH è sempre molto basso e oscilla tra uno e tre: un ambiente simile è in grado di ucciderequasi tutti i microorganismi in arrivo con il cibo. Gli ioni importanti sono il cloro e il sodio, con concentrazioneinferiore a quella plasmatica, e potassio e idrogeno, con concentrazione superiore a quella plasmatica. L'aumentodella velocità di secrezione segna una riduzione della presenza del sodio e un aumento delle altre tre specie, inparticolare del cloro: il succo gastrico diventa di fatto una soluzione di HCl.

L'HCl viene prodotto dalle ghiandole gastriche a partire da idrogenioni e ioni cloro. L'idrogenione provienedall'anidride carbonica derivante dal metabolismo cellulare: questa entra nella cellula dove viene idratata a dareacido carbonico il quale viene scisso generando bicarbonato e idrogenione. L'idrogenione viene espulso nel lumegastrico tramite una pompa H-K ATPasica mentre il bicarbonato viene espulso nel versate ematico scambiandolocon uno ione cloro. Il cloro così ottenuto viene riversato nello stomaco per tramite di un canale dedicato. Alla �nedel processo sul versante gastrico si ha produzione di HCl mentre su quello ematico espulsione di bicarbonato: ilsangue re�uo dallo stomaco secernente è infatti basico. Il pH acido così ottenuto contribuisce da un lato all'attivitàmicrobicida e dall'altro all'attivazione del pepsinogeno in pepsina.

Il muco prodotto dalle cellule mucose ha un ruolo protettivo nei confronti della mucosa gastrica, altrimentisensibile al pH acido e alle pepsine attivate. Il �lm mucoso che si viene a creare è fondamentale per la salute dellostomaco; il suo continuo ricambio viene inibito dai farmaci anti in�ammatori non steroidei aspeci�ci (FANS inibitorisia a COX1 che a COX2) che a lungo andare producono infatti gastriti ed ulcere.

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Le cellule parietali sono sotto controllo stretto lungo almeno tre vie: un meccanismo neurocrino, uno paracrino eduno endocrino. La via neurocrina vede terminazioni nervose colinergiche scaricare acetilcolina sui recettorimuscarinici delle cellule parietali. Il meccanismo paracrino si realizza grazie alle cellule enterocroma�ni

simili che liberano istamina la quale raggiunge le cellule parietali e in particolare ai recettori H2. Il meccanismoendocrino è legato invece alla secrezione duodenale di gastrina la quale è in grado di stimolare le cellule ECLa secernere istamina o in alternativa di stimolare direttamente le cellule parietali. Questi tre diversi meccanismiforniscono contributi diversi a seconda delle fasi: si individuano una fase cefalica, una gastrica ed una intestinale.Nella fase cefalica gli stimoli sono la masticazione, la deglutizione, il gusto e l'odore dei cibi e in�ne i ri�essicondizionati; questa fase, legata a meccanismi neurocrini, conta per il 35% del totale di succo gastrico prodotto.Nella fase gastrica viene prodotto il 60-65% del succo totale e gli stimoli sono la distensione dello stomaco e lapresenza di prodotti di digestione delle proteine; i meccanismi sono ri�essi locali o vagovagali che stimolano lecellule parietali grazie a istamina o gastrina. La fase intestinale è guidata da meccanismi endocrini e paracrini;il sistema ruota intorno al pH del duodeno. Quando il pH del duodeno è superiore a tre prevalgono gli stimolieccitatori che inducono lo stomaco a secernere di più, mentre per valori inferiori la secrezione viene inibita.

2.3 Il succo pancreatico

L'unità funzionale del pancreas è il lobulo pancreatico con i suoi dotti convergenti che arrivano a formare il dottoprincipale. Il pH del succo pancreatico è alcalino in quanto il componente più importante è il bicarbonato. Glienzimi contenuti sono in grado di digerire ogni principio alimentare e pertanto il succo viene de�nito completo.Questi enzimi sono raggruppati a seconda del principio alimentare che attaccano: si hanno enzimi proteolitici,amilolitici, lipolitici e anche nucleolitici. Il succo pancreatico è isoosmotico con il plasma a qualsiasi velocità disecrezione, quello che cambia è il pH che tende a diventare marcatamente basico ad alte velocità di secrezione: ilbicarbonato viene secreto infatti in modo attivo. La secretina secreta dal duodeno in risposta ad un basso pH da unlato inibisce lo svuotamento gastrico ma dall'altro stimola la secrezione pancreatica in modo da sfruttare il poteretamponante di questa soluzione. Lo ione bicarbonato, principale componente e tampone della secrezione, vieneprodotto grazie al processo inverso a quello che portava alla formazione di HCl nello stomaco; poichè il processo èesattamente inverso il sangue in uscita dal pancreas in secrezione è acido.

I meccanismi di secrezione pancreatica sono nuovamente divisi nelle tre fasi canoniche. La fase cefalica haun'importanza modesta (5-10%), risponde agli stessi stimoli validi per lo stomaco e agisce in modo analogo, cioècon liberazione di ACh vagale. La fase gastrica è legata a stimoli di distensione gastrica e presenza di prodotti didigestione: qui il meccanismo privilegiato è quello paracrino, con importante ruolo della gastrina. La fase intestinaleè quella più importante ed è legata all'acidità dell'ambiente intestinale soprattutto, ma anche alla presenza dimolecole quali gli acidi grassi che scatenano la secrezione di colecistochinina.

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2.4 La bile

La bile è un secreto GI particolare in quanto non contiene enzimi e quindi ha un ruolo indiretto nei processi digestivi;alcuni dei composti della bile sono comunque necessari per la digestione e l'assorbimento ottimale dei lipidi. Lasecrezione di bile è anche la via di escrezione di sostanze esogene, quali metalli pesanti e farmaci, ed endogene,quali i pigmenti biliari, il colesterolo ed i fosfolipidi; questa soluzione ha anche un ruolo di assorbimento neiconfronti delle vitamine liposolubili.

In termini chimici la bile è una secrezione acquosa contenente vari ioni (Na+, Ca++,K+, Cl−, HCO−3 ) e composti

organici tra i quali i più importanti sono gli acidi biliari, i pigmenti biliari, il colesterolo ed i fosfolipidi. La bile vienesuddivisa in due tipologie: una bile epatica prodotta direttamente dal fegato e una bile cistica prodotta dallacolecisti a partire da quella epatica. La bile cistica è fondamentalmente il risultato di un processo di concentrazionee di riassorbimento di ioni e acqua. Il pH è nell'ambito della neutralità per quanto riguarda la bile cistica ed èleggermente basico per la bile epatica (per via del bicarbonato, che invece nella cistica viene riassorbito); entrambele tipologie di bile sono isotoniche al plasma.

Gli acidi biliari derivano dal colesterolo e hanno un ruolo importante per la digestione e l'assorbimento deilipidi in quanto hanno la capacità di emulsionare queste molecole: i lipidi vengono così frammentati per o�rireuna vasta super�cie di attacco per le lipasi. Questi acidi sono molecole an�patiche, cioè presentano una porzioneidrofobica e una idro�lica, e quando presenti in concentrazioni adeguate tendono a formaremicelle attorno ai lipidi.Le micelle così formate arrivano a contatto con l'orletto a spazzola di duodeno e digiuno e vengono svuotate deicontenuti; gli acidi biliari non vengono invece assorbiti a questo livello, ma verranno recuperati nell'ileo terminale.

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A livello del lume intestinale i batteri presenti possono modi�care gli acidi biliari, trasformandoli da primari asecondari per aggiunta di gruppi ossidrilici. Il fegato è in grado di riconvertire gli acidi biliari secondari in primari,e inoltre ha il ruolo di coniugare queste molecole con taurine e glicine che li rendono più stabili e ne prolungano lavita in circolo. Il pool di acidi biliari presente in un dato momento ammonta a circa tre grammi ma è in grado dicircolare dalle quattro alle dodici volte e quindi il pool reale è compreso tra 12 e 36 grammi circa. Il fegato ricevegran parte degli acidi biliari per ricircolo e li rimette in viaggio, per poi sostituire la piccola frazione che ogni giornoviene persa tra feci ed urine.

I globuli rossi hanno una vita di poco più di cento giorni e vengono continuamente eliminati negli organi dieritrocateresi. Il gruppo EME viene trasformato a livello del reticolo endoplasmatico in bilirubina, la qualepassa nel sangue associata ad un'albumina plasmatica. La bilirubina giunge così al fegato dove viene coniugata adue molecole di acido glucuronico formando così il bilirubin-diglucuronide che viene secreto nella bile. La bilenel suo passaggio a livello intestinale può essere rimaneggiata dai batteri che tendono a staccare l'acido glucuronicoe produrre bilirubina libera; altre popolazioni batteriche agiscono sulla bilirubina libera prodotta trasfromandolain urobilinogeno, del quale una parte viene ulteriormente rimaneggiato a dare stercobilina. La stercobilina eparte dell'urobilinogeno vengono escreti insieme al bilirubin diglucuronide nelle feci, mentre un'altra porzione diurobilinogeno viene captato dal rene dove viene trasormato in urobilina ed escreto nelle urine.

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La struttura secernente del fegato è simile a quella pancreatica e anche qui si ritrovano una secrezione primariaed una secondaria. La secrezione primaria viene rimaneggiata nei dotti dove vengono riassorbiti sodio e cloro equindi anche acqua per osmosi. Se lo s�ntere di Oddi è chiuso, quindi lontano dai pasti, la bile prodotta non arrivaall'intestino ma viene ad acccumularsi nella colecisti. La colecisti ha una capacità di 30 − 60mL mentre il fegatosecerne oltre un litro di bile al giorno: esistono dunque dei meccanismi di concentrazione legati all'assorbimento disodio, cloro e bicarbonato e quindi di acqua. La concentrazione della bile avviene secondo un meccanismo detto digradiente osmotico stazionario.

La contrazione della colecisti e quindi il rilascio di bile è un fenomeno legato a tre diverse fasi: cefalica, gastricaed intestinale. Nelle prime due fasi il meccanismo è di natura nervosa e legato a ri�essi vagovagali. Nella faseintestinale è la presenza di lipidi ad indurre la liberazione di colecistochinina la quale potenzia la secrezionebiliare, quella pancreatica e inibisce lo svuotamento dello stomaco.

2.5 Il succo intestinale

L'intestino contribuisce alle secrezioni GI con un volume di circa un litro e mezzo. Il succo intestinale è una soluzioneisotonica di acqua ed elettroliti, la quantità di enzimi è molto modesta mentre quella di muco è rilevante. Gli stimolialla secrezione sono gli stessi delle regioni precedenti del tratto GI.

3 Digestione ed assorbimento

La maggior parte del lavoro di digestione ed assorbimento è svolta dalla prima porzione dell'intestino tenue, dunqueduodeno e digiuno prossimale. La super�cie assorbente raggiunge circa 200m2 grazie alla presenza dei villi e deimicrovilli: questo accorgimento permette di ottenere un assorbimento di quasi il 90% di quanto ingerito. Le sostanzeingerite possono essere divise in tre gruppi fondamentali: carboidrati, proteine e lipidi. I processi di digestione sonoda dividersi in una digestione meccanica, operata a livello della bocca e dello stomaco, e una digestione chimica,operata dai vari enzimi lungo più o meno tutto il tratto GI. La digestione chimica è un fenomeno che avviene perstadi: si distinguono una digestione luminale, una digestione di membrana ed eventualmente una digestioneintracellulare.

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3.1 I carboidrati

I carboidrati introdotti con la dieta possono avere origine animale, quindi polimeri di glicogeno, o origine vegetale,quindi polimeri di amilopectine (amido). I legami di queste molecole rientrano in tre categorie:

• Alfa 1-4 glicosidici

• Beta 1-4 glicosidici

• Alfa 1-6 glicosidici (unico legame rami�cato)

La digestione luminale avviene ad opera delle alfa amilasi derami�canti della saliva o del succo pancreatico; questienzimi scindono selettivamente il solo legame 1-4 glicosidico e lasciano interi gli altri due. L'azione delle amilasiproduce una miscela di maltosio, maltotriosio e di polimeri contenenti il legame 1-6 detti destrine alfa-limite.La digestione di membrana chiama in causa enzimi quali l'alfa destrinasi (o isomaltasi) che scindono i legami ditipo 1-6, e altri enzimi (glucoamilasi, saccarasi) che digeriscono i vari prodotti �no ad arrivare a monosaccaridiassorbibili. I monosaccaridi così prodotti vengono assorbiti dagli epatociti per tramite di trasportatori, alcunidei quali sono sodio dipendenti (SGLT1) e altri indipendenti (GLUT5). Tutti questi meccanismi avvengono nelduodeno e nella prima parte del digiuno: in condizioni �siologiche la digestione e l'assorbimento dei carboidratisono completi.

3.2 Le proteine

Le proteine vengono degradate dagli enzimi proteolitici che nell'uomo iniziano ad essere presenti solo a livellodello stomaco. Questi enzimi vengono secreti sotto forma di pepsinogeni, quindi zimogeni inattivi, e attivati dalbasso pH gastrico. Le varie pepsine sono in grado di scindere esclusivamente i legami peptidici interni alle catenepolipeptidiche, quelli terminali vengono lasciati intatti: il risultato è la produzione di peptidi più o meno lunghi.La digestione proteica è dunque sempre incompleta. I prodotti di digestione delle pepsine vengono rimaneggiatia livello dell'orletto a spazzola da proteine integrali di membrana le quali producono aminoacidi singoli o piccolipeptidi; a livello della membrana degli eritrociti esistono dei trasportatori speci�ci per aminoacidi singoli o peptididi due, tre o quattro elementi. Il citosol degli enterociti è la sede per la terza fase di digestione, cioè la riduzione asingoli aminoacidi di quanto assunto con i trasportatori: alla �ne i singoli elementi vengono espulsi dalla cellula eimmessi nel liquido interstiziale.

3.3 I lipidi

I lipidi sono un gruppo eterogeneo di sostanze idrofobiche bersaglio degli enzimi lipolitici (lipasi). Questi enzimiscindono il legame estere dei trigliceridi e quello dei fosfolipidi. Le lipasi si dividono in preduodenali, cioè gastrichee salivari, e pancreatiche. La bile ha un ruolo emulsionante nei confronti dei lipidi, aumenta cioè la super�ciedi attacco per le lipasi grazie alla formazione delle micelle. I monogliceridi, i lipofosfatidi ed il colesterolo ottenutivengono assorbiti a livello dell'orletto a spazzola e convogliati al reticolo endoplasmatico liscio dove viene operatauna risintesi dei legami esteri. Questi trigliceridi di sintesi endogena vengono poi impacchettati dal Golgi in strutturedette chilomicroni e legati alle apolipoproteine. I chilomicroni hanno dimensioni troppo importanti per entrare neicapillari sanguigni e infatti passano nei vasi linfatici i quali hanno giunzioni molto più lasse.

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