Cenni di Fisiologia:
SISTEMA DIGERENTE
E ALIMENTAZIONE
PAS : Classe di insegnamento A60
Biologia e scienze
A.A . 2013/2014
04/04/2014
Docente: Francesca Di Leva
Introduzione
1. Masticazione e deglutizione del cibo
2. Lo stomaco e la demolizione del cibo
3. L’intestino e le ghiandole annesse
4. Assorbimento delle sostanze nutritive e metabolismo
5. Dieta bilanciata ed intolleranza al lattosio
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Introduzione
Il sistema digerente demolisce il cibo nelle molecole che lo
compongono, lo assorbe all’interno del corpo ed elimina i
rifiuti e le sostanze non digerite.
Allo scopo di:
1) rifornire di energia le cellule e
2) permettere l’assorbimento dei materiali di base necessari
per la sostituzione di cellule morte o di tessuti usurati.
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Curtis et al. Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2012
Introduzione
Il sistema digerente si compone di:
1) Canale alimentare principale o tratto gastrointestinale.
2) Un gruppo di organi accessori chiamati annessi.
Il canale alimentare inizia con la bocca e prosegue con
faringe, esofago, stomaco, intestino e ano. Per tutto il suo
percorso il canale è formato da un lume interno circondato
da quattro strati di tessuti concentrici.
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Introduzione
Negli esseri umani adulti il
canale alimentare è lungo
circa 9 metri, ma i
ripiegamenti fanno sì che si
possa alloggiare
nell’addome.
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Introduzione
Il tratto gastrointestinale è formato:
1.la mucosa, lo strato più interno
formato da tessuto epiteliale e
connettivo; L’epitelio contiene cellule
caliciformi e ghiandole che secernono
muco o enzimi digestivi.
2.la sottomucosa, tessuto connettivo
e fibre nervose, vasi sanguigni e vasi
linfatici;
3.la tonaca muscolare, strati di
muscolatura liscia;
4.la sierosa, o peritoneo,
rivestimento esterno di tessuto
connettivo.
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Introduzione
Gli annessi:
lingua;
denti;
ghiandole salivari;
fegato;
pancreas.
Il fegato ed il pancreas non vengono a contatto con il cibo ma
producono enzimi digestivi riversati in alcuni punti tramite
condotti specifici, questi demoliscono il cibo per idrolisi
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Introduzione
La peristalsi è l’insieme di movimenti
dovuti alle contrazioni coordinate dei
due strati di muscolatura liscia.
Questi movimenti mescolano il cibo e
lo fanno progredire fino all’ano.
Sfinteri: punti in cui la muscolatura diventa più spessa, si
contraggono e si rilasciano agendo come valvole.
Ad esempio il piloro contratto impedisce il passaggio da
stomaco a intestino tenue.
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1.Masticazione e deglutizione
I denti:
32 denti: 16 nell’arcata superiore e
16 in quella inferiore;
8 incisivi specializzati nel taglio;
4 canini per afferrare e lacerare;
8 premolari e 12 molari larghi e
piatti per triturare;
i bambini hanno solo 20 denti (da
latte) che cadono tra i 6 e i 12 anni
per essere sostituiti da quelli
definitivi.
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1.Masticazione e deglutizione
La lingua muove e mescola il cibo nella bocca, e favorisce la
meccanica della deglutizione. La lingua è dotata di papille, su
cui troviamo i bottoni gustativi: cellule che agiscono come
recettori sensoriali. Le proprietà chimiche degli alimenti
vengono trasmesse al cervello tramite i neuroni sensoriali.
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1.Masticazione e deglutizione
La saliva è una secrezione
acquosa prodotta dalle ghiandole
salivari.
Contiene un muco che lubrifica il
cibo facilitando la deglutizione,
l’amilasi (enzima che degrada
l’amido), lisozima (funzione
antibatterica).
La secrezione è controllata dal
sistema nervoso e la salivazione
ha inizio quando il cibo è in bocca.
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1.Masticazione e deglutizione
Deglutizione: attività a innesco
volontario che prosegue
involontariamente. Consiste nel
passaggio di cibo dalla bocca
all’esofago e da questo allo
stomaco.
La faringe si collega sia al canale
digerente sia a quello respiratorio:
il cibo segue il percorso corretto
grazie all’epiglottide: cartilagine
che si abbassa a ogni deglutizione.
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2.La demolizione del cibo
Lo stomaco è un organo
muscolare a forma di sacco, con
una capacità media di 1,2 litri, ma
può arrivare anche fino a 4 litri.
Fossette gastriche: minuscole
cavità che contengono l’epitelio
ghiandolare formato da diversi
tipi di cellule.
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2.La demolizione del cibo
Epitelio ghiandolare contiene:
cellule parietali producono acido cloridrico (HCl);
cellule secernono muco che protegge la mucosa interna
dello stomaco dal pH acido;
cellule principali producono il pepsinogeno, sostanza
proteica che viene attivata dall’HCl in pepsina.
Queste cellule danno secrezioni che unite all’acqua formano
i succhi gastrici.
L’acido cloridrico rende il pH compreso tra 1,5 e 2,5, uccide i
batteri, scioglie le parti coriacee e fibrose dei tessuti ingeriti.
La pepsina è attiva a pH acido e idrolizza le proteine in
peptidi.
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2.La demolizione del cibo
La presenza di proteine nello stomaco provoca la liberazione
della gastrina. Questo ormone stimola la secrezione di succo
gastrico e aumenta le contrazioni delle pareti muscolari dello
stomaco.
Lo svuotamento gastrico avviene gradualmente: il piloro lascia
passare 3 ml di chimo alla volta, la parte più fine entra nel
duodeno, il resto viene rimescolato nello stomaco.
La digestione dura circa 4 ore.
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3.L’intestino e gli annessi
Nell’intestino si completa la frammentazione del cibo avviata
nella bocca e nello stomaco e si svolge l’assorbimento delle
sostanze nutritive.
Intestino tenue:
duodeno (riceve gli enzimi da fegato e
pancreas)
digiuno (assorbimento dei nutrienti)
Ileo (assorbimento dei nutrienti)
Intestino crasso:
cieco
colon
retto
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Fonte:www.obesidadecontrolada.com.br/cancer-de-intestino/
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3.L’intestino e gli annessi
L’intestino tenue è lungo circa 6 metri e
ricopre una superficie di 300 metri
quadrati.
Aumenta la sua superficie grazie a diverse
soluzioni strutturali:
1) Le pieghe circolari della sottomucosa
aumentano la superficie di
assorbimento.
2) I villi sono numerose e microscopiche
estensioni della mucosa
3) I microvilli sono estroflessioni
citoplasmatiche sulla superficie delle
singole cellule epiteliali
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3. L’intestino e gli annessi
Il cibo che arriva nell’intestino tenue è detto chimo. Il chimo è
acido per questo il duodeno secerne l’ormone secretina che
stimola il fegato ed il pancreas a secernere liquidi alcalini.
Nell’intestino tenue gli enzimi agiscono «in sequenza»: I
polipeptidi vengono scissi prima in dipeptidi e poi in
monomeri, gli amminoacidi.
Questi amminoacidi sono piccoli e passano attraverso
l’intestino e i vasi sanguigni.
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3.L’intestino e gli annessi
L’intestino crasso è un condotto lungo 1,5 metri formato da
cieco, colon e retto.
Il cieco possiede una breve estroflessione chiamata
appendice
Nel colon si completa si completa l’assorbimento di alcune
sostanze (soprattutto acqua e sali minerali). Il colon ospita
numerose specie batteriche (microbiota intestinale)
I batteri simbionti dell’intestino si nutrono di sostanze non
digerite e le trasformano in amminoacidi e vitamine
rilasciando gas come idrogeno, metano e monossido di
carbonio (flatulenza).
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3.L’intestino e gli annessi
La massa di sostanze fecali che si forma nel tratto terminale
del colon è composta da batteri, cellulosa e sostanze non
digerite.
La massa fecale viene lubrificata dal muco e, dopo essersi
accumulata nel retto, viene eliminata attraverso l’ano sotto
forma di feci.
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3.L’intestino e gli annessi
Il pancreas è una ghiandola che
secerne ormoni, succhi digestivi
e un liquido alcalino che
neutralizza l’acidità del chimo.
I liquidi dal pancreas
raggiungono il duodeno
attraverso una serie di canali
che si uniscono in un dotto.
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3.L’intestino e gli annessi
Enzimi dal pancreas:
amilasi pancreatica produce disaccaridi proseguendo la
scissione dell’amido;
la lipasi idrolizza i grassi in glicerolo e acidi grassi;
tripsina e chimotripsina, scindono anche le proteine, sono
attivate nel duodeno;
nucleasi, spezza gli acidi nucleici in nucleotidi;
il pancreas produce anche insulina e glucagone per la
regolazione di glucosio nel sangue.
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3.L’intestino e gli annessi
Il fegato pesa circa 1,4 Kg nell’uomo adulto.
Il fegato ha numerose funzioni, tra le quali :
 Funzioni digestive (i Sali biliari prodotti dagli epatociti e
accumulati nella cistifellea emulsionano i grassi facilitando
l’azione della lipasi pancreatica)
 Deposito di grassi in eccesso (storage di energia)
 Deposito di vitamine (A, D, E, K) e sali minerali (ferro e
rame)
 Deposito di glucosio sotto forma di glicogeno
 Disintossicazione (da scorie di farmaci, alcol e droghe)
 Escrezione di bilirubina (causa della colorazione delle feci)
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4.Assorbimento e metabolismo
I polimeri sono spezzati in monomeri attraverso la reazione di
idrolisi.
H2O
H
OH
Idrolisi
H
OH
OH
H
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4.Assorbimento e metabolismo
Gli enzimi sono proteine che facilitano le reazioni chimiche.
L’enzima reagisce con il substrato tramite il suo sito attivo.
Avvenuta la reazione enzimatica, il prodotto viene allontanato
dall'enzima, che rimane disponibile per iniziarne una nuova.
L'enzima infatti non viene consumato durante la reazione.
Fonte: http://89.97.218.226/web1/comunicazione/parte01/05/quiz1_imm/final/exercise.html
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4.Assorbimento e metabolismo
1.
Specificità: ogni enzima catalizza (cioè orienta e accelera) una determinata
reazione che coinvolge specifici substrati e dà origine a specifici prodotti.
2.
Efficienza: in condizioni ottimali un enzima può accelerare una reazione
fino a miliardi di volte.
3.
Controllo: la velocità di sintesi e
la concentrazione degli enzimi
sono costantemente monitorate
dai geni della cellula.
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4.Assorbimento e metabolismo
Gli enzimi permettono una riduzione dell'energia di attivazione di
una reazione, accelerando in modo consistente la sua velocità. La
maggior parte delle reazioni biologiche catalizzate da enzimi
hanno una velocità superiore di milioni di volte alla velocità che
avrebbero senza alcun catalizzatore.
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4.Assorbimento e metabolismo
L’assorbimento dei monosaccaridi avviene per trasporto
attivo per glucosio e galattosio e per diffusione facilitata nel
caso del fruttosio.
L’assorbimento degli amminoacidi è attuato con un
meccanismo di trasporto attivo per gli amminoacidi dipeptidi
e tripeptidi che entrano negli enterociti dove subiscono una
ulteriore degradazione.
L’assorbimento dei lipidi è possibile solo in seguito
all’emulsione delle molecole lipidiche di maggiori dimensioni
in micelle, da cui i lipidi diffondono negli enterociti dei villi
dove vengono impacchettati in chilomicroni, che entrano nel
circolo linfatico
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4. Assorbimento e metabolismo
Acqua e sali minerali sono assorbiti nell’intestino sia tenue
sia crasso per osmosi.
Le vitamine: quelle liposolubili, come A, D, E, K, vengono
assorbite con i grassi, quelle idrosolubili per diffusione
semplice.
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4.Assorbimento e metabolismo
Metabolismo: reazioni chimiche e fisiche che permettono di
utilizzare le sostanze nutritive introdotte con la dieta per la
produzione di energia e la sintesi di molecole complesse.
Non tutte le sostanze nutritive possono essere sintetizzate dal
nostro organismo ed è necessario assumerle con la dieta (i.e.
acido linoleico –ω3- e acido linolenico – ω6- amminoacidi
essenziali, vitamine)
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5.Una dieta bilanciata
La dieta deve assicurare al nostro organismo proteine, grassi,
carboidrati, acqua, vitamine e sali minerali
Non esiste l’elemento perfetto che contiene tutte le sostanze
nella giusta quantità bisogna variare l’alimentazione
Gruppi di alimenti
 Cereali e tuberi (vitamine B e fibre)
 Frutta e ortaggi (vitamine A e C, Sali minerali)
 Latte e derivati (Vitamine B2, A e D, calcio e proteine)
 Carne, pesce e uova (proteine, zinco, rame, ferro, vitamine
B12 e vitamina D in alcuni pesci)
 Grassi da condimento (vitamine A,D, E, K, ω3- ω6)
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5.Una dieta bilanciata
 Elevato consumo di frutta e verdura  previene i tumori
(vitamina C e fibre)
 Carenza di vitamina D  malformazioni ossee nei bambini
 Calcio e fosforo  formazione delle ossa
 Ferro formazione dell’emoglobina
 Carenza di vitamina C scorbuto (emorragie a carico della
pelle, delle mucose, dei muscoli e degli organi interni;
dovute ad eccessiva fragilità della parete dei vasi
sanguigni)
 La vitamina K utile per la coagulazione del sangue
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5.Una dieta bilanciata
La dieta mediterranea:
consumo elevato di
verdure, frutta e pesce;
grassi polinsaturi come
condimento (olio
extravergine di oliva);
consumo di pasta;
scarso consumo di carne e
di grassi saturi come lardo e
burro.
Bere 2L di acqua al giorno
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5.Intolleranza al lattosio
L’allergia alimentare è dovuta alla risposta del sistema
immunitario in seguito all’introduzione di un allergene
(proteina) L’intolleranza al lattosio non è un allergia alimentare
L’intolleranza al lattosio (intolleranza metabolica) è l’incapacità
dell’organismo di metabolizzare lo zucchero del latte e non
coinvolge il sistema immunitario.
Mentre i soggetti allergici devono eliminare completamente il
cibo incriminato le persone che hanno un’intolleranza possono
assumere piccole quantità di cibo senza sviluppare i sintomi
(fanno eccezione gli individui sensibili al glutine)
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5.Intolleranza al lattosio
Dipende dalla carenza dell’enzima lattasi, che scinde il
lattosio in galattosio e glucosio. Il lattosio resta nel lume
intestinale dove i batteri lo usano per produrre gas e
metaboliti, si hanno diarrea e gonfiori da 30 minuti a due ore
dall’assunzione.
La diagnosi si fa col Breath test (quantità di idrogeno
prodotta dal microbiota dopo l’ingestione di lattosio) e col
test genetico.
I neonati producono molta lattasi, che diminuisce con l’età
poiché l’alimentazione non prevede più latte materno.
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5.Intolleranza al lattosio
Sintomi: crampi addominali, diarrea, gonfiore, stanchezza,
dimagrimento….
Terapia dietetica (riduzione/eliminazione)
 Latte, burro, yogurt, formaggi e biscotti
 Cioccolato al latte, crema pasticcera, gelati
 Prodotti che potenzialmente contengono lattosio
affettati, pane in cassetta, piatti pronti, succhi di frutta,
farmaci . LEGGERE L’ETICHETTA ALIMENTARE
 Alimenti alternativi: prodotti a base di soia di riso o di
mandorle o prodotti ad alta digeribilità
 Per evitare la carenza di calcio: cereali integrali, verdure
(broccoli, cavoli, lattughe, etc), frutta a guscio (mandorle),
legumi, pesce azzurro, crostacei, molluschi, uova
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Esperienze di laboratorio
 La digestione nella bocca digestione dell’amido
 La digestione nello stomaco ananas e colla di pesce
 Assorbimento delle sostanze nutritive  riconoscimento di
zuccheri negli alimenti. Attenzione: Il reagente di Benedict è
tossico
(H319/H411= irritazione oculare, tossico per
organismi acquatici)
 Dieta bilanciata ed intolleranza al lattosio  il latte: alimento
completo
 Dieta bilanciata ed intolleranza al lattosio gli enzimi
aiutano a digerire il cibo
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