Apparato Digerente
Apparato Digerente
A cosa serve (finalismo):
Provvedere al rifornimento o al
ripristino di acqua, nutrienti
(zuccheri, aminoacidi, grassi), sali,
vitamine consumati o perduti
Funzione strettamente omeostatica
Apparato Digerente
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Bocca
Faringe-Esofago
Stomaco
Fegato e Pancreas
Intestino tenue e crasso
Dieta
Vedi capitolo 12 del Klinke
Apparato Digerente
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Motilità
Secrezione
Digestione
Assorbimento
Dieta
Motilità nell’apparato digerente
1) Assunzione del cibo e Masticazione:
l’avvio del processo alimentare
• Muscoli masticatori
agiscono sulla mandibola,
articolata sulla ATM
• massetere
• temporale
• pterigoideo interno
• pterigoideo esterno
• muscoli del pavimento
della bocca
Muscoli della lingua, delle labbra e della faccia
Masticazione
• Meccanica della masticazione:
– ritmo: 70-80/minuto
– durata: 10-30 s
– cinematica: traiettorie: verticali, laterali,
anteroposteriori
– dinamica: forze masticatorie… fino a 10-15 Kg in
condizioni dinamiche, fino a 50 Kg in condizioni
statiche
Masticazione :
Controllo nervoso della masticazione
afferenze superiori
(corteccia cerebrale)
centro troncoencefalico della
masticazione
afferenze sensitive
(trigeminali:feed back)
efferenze trigeminali
(facciale, ipoglosso…)
Muscoli
masticatori
2) deglutizione
• Meccanica della deglutizione:
– fase orale,
– fase faringea,
– fase esofagea: sfintere superiore, corpo
dell’esofago, sfintere inferiore.
Deglutizione: dalla bocca allo stomaco
2 gradienti pressori:
Bocca-torace
Torace-addome
Deglutizione: fase oro-faringea
Deglutizione: fase esofagea
Deglutizione: fase esofagea
Sfintere esofageo inferiore
Controllo nervoso della deglutizione
Riflesso o automatismo primario ?
Controllo nervoso della deglutizione
– centro della deglutizione nel tronco encefalico,
– afferenze superiori (corteccia) e sensitive (orali),
– efferenze motorie: a muscoli striati e muscoli lisci
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•
trigemino, facciale e ipoglosso
glossofaringeo
vago (acetilcolina e NO e VIP)
Centri respiratori – blocco della respirazione
• Fisiopatologia della deglutizione:
– disfagia,
– acalasia,
– reflusso gastro-esofageo,
– eruttazione,
– singhiozzo,
– rigurgito
– vomito
Il vomito
• Meccanica del vomito:
– il conato (stomaco-esofago) - inspirazione
– l’espulsione (esofago-esterno) - espirazione
Il vomito
• Controllo nervoso:
– il centro del vomito nel tronco encefalico
– afferenze (chimiche, meccaniche dalla faringe,
esofago, stomaco, vie biliari, vie urinarie)
– efferenze (muscoli addominali, diaframma,
muscoli toracici + muscoli viscerali (stomacoesofago)
La zona trigger non è protetta dalla barriera ematoencefalica
I neuroni del centro del vomito hanno recettori per dopamina,
serotonina, istamina, acetilcolina e opioidi
3) Motilita’ gastrica
Motilità interprandiale e motilità postprandiale
Motilità postprandiale
• riempimento: rilasciamento ricettivo del fondo
• rimescolamento
• svuotamento
Attivita’ contrattile
ritmica del corpo e
antro pilorico
tre parti distinte
fondo
corpo
antro
.
Motilita’ gastrica
• Contrazioni ritmiche:
3/min
• direzione aborale
• terminano con la
sistole antrale
• Ogni sistole antrale
trasferisce 5--10 ml in
duodeno
Svuotamento gastrico
Motilità interprandiale: Il complesso
mioelettrico/motorio migrante CMM
Il complesso mioelettrico/motorio
migrante o CMM
• Periodicità : 30-120 minuti
• Quattro fasi:
1.
2.
3.
4.
riposo (50-60% del totale)
Contrazioni modeste
Contrazioni intense
Contrazioni modeste
• Possibile regolazione basata sul rilascio di
motilina, ormone peptidico duodenale
Controllo della motilita’ gastrica
• Tre fasi postprandiali: cefalica, gastrica,
intestinale
• Controllo nervoso:
– risposte locali basate sui plessi intrinseci
– azione attivante/inibente del vago
– azione inibente dell’ortosimpatico
• Controllo ormonale:
– gastrina
– enterogastrone: secretina, CCK
Organizzazione della parete
gastrointestinale
• Gli strati della parete:
–
–
–
–
–
–
–
mucosa,
sottomucosa,
plesso sottomucoso di Meissner,
muscolatura circolare,
plesso mioenterico di Auerbach,
muscolatura longitudinale,
sierosa
BER e potenziali d’azione
Attivita’ elettrica di base (BER)
• Oscillazioni subliminari del potenziale di
membrana (-65/-45 mV)
• Con sovrapposti potenziali a punta seguiti da
contrazione
• Frequenza variabile:
–
–
–
–
–
stomaco 3/min,
duodeno 12/min,
ileo 8/min,
colon 9/min,
sigma 16/min
4) Motilita’ dell’intestino tenue
• Motilita’ interprandiale: CMM
• Motilita’ post-prandiale:
– peristalsi,
– segmentazione
• Fisiopatologia:
– ileo paralitico,
– occlusione
Complesso mioelettrico migrante
• Attivita’ ritmica interprandiale con
propagazione aborale e frequenza di circa
1/90-120 min
Complesso mioelettrico migrante
Complesso mioelettrico migrante
La peristalsi: progressione del contenuto
intestinale basata su un anello di contrazione
a monte e un anello di dilatazione a valle
La segmentazione: attivita’ contrattile
ritmica e alternata tendente a rimescolare
il contenuto intestinale
Sfintere ileo-cecale
Sfintere ileo-cecale
Controllo locale:
pressione nell’ileo e
nel ceco
Controllo a
distanza: riflesso
gastro-ileale
5) Motilita’ dell’intestino crasso
•
•
•
•
haustrazione e contrazione tonica delle tenie
peristalsi e segmentazione
movimenti di massa
stipsi e diarrea
Tempi di transito lungo
il colon
• Il contenuto di un
pasto raggiunge il
cieco dopo 6-8 ore
Defecazione e Continenza
6)Defecazione e Continenza
• Meccanismi della continenza:
– Contrazione sfintere interno o liscio
– Contrazione sfintere esterno o striato
– Contrazione m.puborettale
• Meccanismi della defecazione:
– riempimento ampolla rettale (movimento
massa),
– rilasciamento m. puborettale e sfinteri,
– contrazione ampolla rettale
Fisiopatologia: stipsi e incontinenza
Risposte alla distensione del retto
Contributo al contenimento delle feci
da parte del muscolo pubo-rettale
A) Contenimento
B) Defecazione
C) Stipsi da mancato rilasciamento
Controllo nervoso sulla defecazione
• Innervazione parasimpatica: contrazione
dell’ampolla e rilasciamento sfintere liscio
• Innervazione ortosimpatica: rilasciamento
dell’ampolla e contrazione sfintere liscio
• Innervazione motoria volontaria: controllo sfintere
striato e pubo-rettale
• Innervazione sensitiva
• Riflesso di defecazione automatica
• Riflesso gastrocolico
stipsi
• Stipsi funzionale
– Scarso volume
– Pochi movimenti di massa
• Stipsi da defecazione ostruita
– Mancato rilasciamento dei meccanismi di
contenimento
Secrezione nell’apparato
digerente
Saliva
Succo gastrico
Succo pancreatico
Bile
Secrezione intestinale
1) Secrezione salivare
Secrezione salivare
• Secreto delle ghiandole salivari:
–
–
–
–
sottomandibolare,
parotide,
sottolinguale,
accessorie
• Flusso totale 1 l/giorno (range 0.5-1.5)
– flusso a riposo (minimo notturno: 0.05 ml/min)
– flusso post-prandiale (3-4 ml/min)
• Funzioni: digestiva, protettiva, antibatterica,
gustativa, diluente e lubrificante
Secrezione salivare
•
•
•
•
•
Composizione
Acqua
proteine (amilasi, mucina, lipasi, Ig, lisozima)
molecole organiche (glucosio…..ormoni)
ioni:
– a riposo: ipotonica, piu’ Na+ che K+,
– postprandiale, quasi isotonica, arricchita in Na+
– teoria dei due stadi: il salivone
Secrezione salivare
• Funzioni:
– Digestiva – enzimi (amilasi, lipasi)
– Protettiva per lo smalto e per la mucosa
– Antibatterica - lisozima, immunoglobuline
– Gustativa – dentro le gemme gustative
– Diluente - ipotonicità
– Lubrificante - mucine
La composizione della saliva cambia con
il flusso salivare
Formazione della saliva
• La teoria dei due stadi (acino e dotto striato)
• Saliva primaria isotonica
– transcellulare (Cl-, Na+)
– paracellulare (acqua)
• Saliva secondaria ipotonica
– Riassorbimento Na+, Cl-)
– Secrezione di HCO3-
Struttura tubulo-acinosa della
ghiandola salivare
• Acini:
– cellule mucose,
– cellule sierose,
– cellule mioepiteliali
• dotti intercalati
• dotti striati
• dotti escretore
Formazione della saliva in due stadi:
acinare e tubulare
Regolazione della secrezione salivare
• Controllo nervoso su cellule epiteliali, cellule
mioepiteliali e vasi
– parasimpatico:
• vasodilatazione (NO e VIP)
• stimolazione attivita’ cellule epiteliali e
mioepiteliali (Ach)
– ortosimpatico (noradrenalina):
• vasocostrizione e stimolazione delle cellule epiteliali a
produrre una saliva ricca di enzimi e povera di mucina
Controllo nervoso secrezione salivare
2) Il succo gastrico
• Secrezione complessiva giornaliera: 2.5 l
• funzioni:
– antibatterica (helicobacter)
– diluente (ipotonico)
– digestiva (proteasi)
– protettrice vit B12
Composizione del succo
gastrico
Enzimi: pepsinogeno-pepsina
lipasi, rennina
mucina
Le ghiandole gastriche
Secrezione gastrica
• Nelle ghiandole gastriche
• cellule mucose: muco e HCO3– barriera mucosa gastrica
• cellule principali: pepsinogeno
– digestione proteine
• cellule parietali: HCl (e fattore antipernicioso)
– digestione, azione antibatterica
• cellule G: gastrina
• cellule ECL: istamina
• cellule D: somatostatina
Secrezione acida nello stomaco
• Meccanismo:
– anidrasi carbonica,
– pompa del H+,
– scambiatore anionico
(marea alcalina)
Regolazione:
acetilcolina, istamina, gastrina
Le tre fasi della secrezione gastrica
• fase cefalica: efferenze vagali attivate da
stimoli orali (tattili e gustativi) e olfattivi
• fase gastrica: riflessi vago-vagali e riflessi
locali (plessi) alla distensione e alla presenza di
alimenti (proteici), gastrina
• fase intestinale: meccanismi nervosi e umorali
(enterogastrone) di tipo inibitorio attivati
dalla presenza di acido e di grassi nel duodeno
Quarta fase: interprandiale: modesta ma continua
secrezione acida, con minimo mattutino e massimo serale
L’acidità del succo gastrico è una minaccia per la
mucosa gastrica
La mucosa è coperta e protetta dalla
barriera mucosa gastrica (muco,
bicarbonato ecc)
Batteri (helicobacter),
farmaci (aspirina), alimenti
(alcool) possono
danneggiare la barriera
mucosa: gastriti e ulcere
Barriera mucosa gastrica:
rinnovo rapido cellule
secrezione bicarbonato e muco
formazione di uno strato di muco-bicarbonato
Neurotrasmettitori, Ormoni e Peptidi
Gastrointestinali
•
Nome
cellule di produzione
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•
•
Acetilcolina terminazioni nervose
Noradrenalina terminazioni nervose
NO
terminazioni nervose
sostanza P
terminazioni nervose
VIP
terminazioni nervose
Gastrina
G(stomaco),APUD, TG
CCK
I(duodeno)
GIP
K(duodeno,digiuno)
secretina
S(duodeno)
glucagone
A(stom., duod., pancreas)
glicentina
L(intestino)
guanilina
cell. Paneth duodeno
peptide YY
mucosa intestinale
effetti
stimola secrez e contraz
inibisce rilascio Ach
rilasciam. muscolo liscio
rilasciam. muscolo liscio
secr. H+, motil. stom.
secr. enzimi e bile
secr. insulina, inib.stom.
secr. bicarbonato
iperglicemia
secr. Intestinale Clinibizione stomaco
3)La bile
• Produzione : 1000 ml/giorno
• Escrezione in duodeno: 500-600 ml/giorno
• prodotta in modo continuo, in parte
accumulata nella colecisti, rilasciata in fase
post-prandiale
• secreto alcalino (tampona l’acidita’ del chimo)
• secreto indispensabile per la digestione dei
grassi
Funzioni del fegato
Il lobulo epatico
(porta)
L’acino epatico
Formazione della bile
• Bile primaria o canalicolare prodotta dagli
epatociti
• Bile secondaria o duttale modificata dai dotti
• Bile cistica modificata nella colecisti
Formazione della bile primaria
uptake basolaterale
metabolizzazione cellulare
rilascio apicale
Sali acidi biliari hanno un ruolo guida:
fattori coleretici
I sali biliari
• Primari (origine epatica), secondari (origine
intestinale)
• Coniugati con taurina o glicina formano i sali
biliari
Ricircolo sali biliari
Meccanismi della secrezione biliare
Coniugazione della bilirubina nel fegato
Bile secondaria: secrezione di bicarbonato
Bile cistica: riassorbimento
regolazione
• Fattori coleretici:
– Sali e acidi biliari (epatociti)
– Secretina (dotti)
• Fattori colagoghi
– Vago
– CCK
4)Il succo pancreatico
• Secrezione: 1.5-2 litri al giorno
• Principale secreto digestivo: tutti gli enzimi
necessari per la digestione
• Secreto alcalino: tampona l’acidità del chimo
Acini e dotti pancreatici
Composizione succo pancreatico
Secrezione acinare: enzimi e cloro (seguito da sodio)
Secrezione duttale: bicarbonato (scambiato con cloro)
La secrezione e’ regolata da Ach, gastrina,
secretina e CCK/pancreozimina
La secrezione e’ regolata da
secretina e CCK/pancreozimina
HCO3-
enzimi
5)Secrezione intestinale
• 4 componenti:
• Sfaldamento di cellule epiteliali: rilascia
enzimi nel lume
• Cellule mucose rilasciano muco
• Ghiandole di Brunner: enterokinasi –
attivatore della tripsina
• Cripte di Lieberkuhn: secrezione di cloro
e sodio seguito da acqua ( 1 litro/24 ore)
Nella cripta:
Cellule in mitosi
Cellule endocrine
Cellule di Paneth
Tipi cellulari nell’epitelio intestinale
Secrezione nelle cripte di
Lieberkuhn
Na+, Cl-, acqua
1-1,5 litri/24 ore
La tossina colerica attiva il meccanismo di trasporto
del cloro seguito da sodio e acqua anche nell’enterocita
adulto portando alla secrezione di acqua fino a 6
litri/giorno
Enzimi nei secreti digestivi
Enzimi nella membrana enterocitaria
CFTR functions as a cAMPactivated ATP-gated anion
channel, increasing the
conductance for certain anions
(e.g. Cl–) to flow down their
electrochemical gradient. ATPdriven conformational changes
in CFTR open and close a gate to
allow transmembrane flow of
anions down their
electrochemical gradient.[
• Ferro bivalente ridotto solubile a pH<7 e
assorbibile
• Ferro trivalente ossidato solubile a pH<3