APPARATO DIGERENTE

Richiami anatomici

L'apparato digerente è costituito da una serie di organi che hanno il compito di prendere il materiale alimentare dall'esterno, ridurlo in piccoli frammenti e trasformarlo, attraverso processi digestivi e di assorbimento, in materiali costitutivi dell'organismo.

L'apparato digerente origina dalla cavità buccale e continua con i due terzi inferiori della faringe. A questa segue l'esofago (distinto in: esofago cervicale, toracico, addominale). Mediante il cardias, all'esofago fa seguito lo stomaco. La sua forma è quella di un sacco allungato obliquamente dall'alto verso il basso e da sx a dx. La porzione superiore è detta fondo dello stomaco, al di sotto della quale si rinviene il corpo gastrico. L'ultima porzione è detta antro gastrico a cui fa seguito il piloro, struttura posta al confine con stomaco e duodeno (intestino tenue). L'intestino tenue è la porzione più lunga del canale alimentare (7m). Esso è formato dal duodeno (forma di C), che assume un'importanza fondamentale per i processi digestivi in quanto in esso vengono riversati i secreti delle due ghiandole principali annesse all'apparato digerente, il pancreas e il fegato; e dal digiuno legato alla parete addominale grazie al mesentere (un allungamento del peritoneo), nel quale si rinvengono vasi linfatici e sanguigni (arterie mesenteriche). All'intestino tenue fa seguito il crasso grazie alla valvola ileocecale. La prima porzione del crasso è detta intestino cieco, a cui fa seguito il colon (ascendente, trasverso, discendente e pelvico). L' ultima parte di intestino è detta retto ed origina in corrispondenza della terza vertebra sacrale.

Al canale alimentare sono annesse diverse formazioni ghiandolari:

ghiandole salivari (parotidi, sottolinguali, sottomandibolari), hanno il compito di lubrificare il materiale alimentare e dare avvio alla digestione degli zuccheri

pancreas, è formato da tre parti: testa, accolta nella cavità del duodeno, corpo e coda. Produce enzimi che consentono la digestione di grassi, zuccheri e proteine. Due sono i condotti pancreatici che riversano i loro secreti nella porzione verticale del duodeno: condotto di Wirsung (maggiore), condotto di Santorini (minore)

fegato, è la più grande ghiandola del nostro corpo. È caratterizato da un ilo (ilo epatico) da cui entrano ed escono: formazioni vascolari, linfatiche, nervose e condotti che trasportano la bile all'esterno

Bocca

La cavità buccale presenta tre importani strutture che riducono il cibo in bolo alimentare:

i denti, hanno la funzione di disgregare gli alimenti solidi

le ghiandole salivari, producono un liquido ricco d'acqua, sali, enzimi e muco: la saliva. Tale sostanza determina il pH a cui può agire il principale enzima in essa presente, la ptialina, che è un alfa-amilasi che dà inizio alla digestione dei glucidi. La saliva possiede un'attività batteriostatica grazie alla presenzza di lisozima

la lingua, organo muscolare striato rivestito in superficie da un epitelio pavimentoso che garantisce una buona resistenza ad agenti fisici, termici e chimici. Inoltre tale epitelio di rivestimento ospita le gemme gustative, gli organi del gusto. La lingua impasta il cibo triturato dai denti attraverso la sua motilità e lo straforma in bolo alimentare.

La deglutazione è un atto volontario, dove la lingua spinge il bolo contro il paato duro e spostandosi dietro trascina il bolo verso l'orofaringe. Il palato molle si solleva e l'epiglottide si chiude. Il bolo attraversa la faringe e grazie alla contrazione della muscolatura esofagea (onda peristaltica primaria), attraversa tutto l'esofago fino allo atomaco.

Esofago

È un canale muscolare che mette in comunicazione la bocca con lo stomaco. È composta da un epitelio identico a quello della bocca e da una muscolatura che riveste un ruolo fondamentale nel trasferimento del bolo alimentare verso lo stomaco. Prima si accennava all'onda peristaltica primaria la quale è sufficiente a spingere solo un bolo liquido. Per la spinta ad un bolo alimentare solido vi è la comparsa di onde peristaltiche secondarie(contrazione riflessa esofagea). Arrivati al cardias, tali onde determinano l'apertura dello sfintere e l'ingresso del bolo alimentare.

Stomaco

Lo stomaco rappresenta il serbatoio in cui il bolo alimentare viene a sostare per circa 3 ore. È formato da un epitelio, una robusta tonaca muscolare e una tonaca sierosa. Sull'epitalio si trovano le ghiandole gastriche formate da: cellule principali (producono pepsinogeno), cellule parietali (producono fattore intrinseco e acido cloridrico), cellule mucose (muco), cellule endocrine ed enterocromaffini (che producono peptidi con attività ormonale). Lo stomaco presenta una ricca rete neuronale intrinseca, a cui fanno parte cellule autoeccitabili che rappresentano il pacemaker gastrico, e da una rete nervosa esterinseca costituita dal nervo vago e dai nervi splancnici. L'attività motoria dello stomaco è regolata dai pacemaker gastrici ed è rappresentata da due tipi di contrazioni: toniche, lente e prolungate; fasiche, più rapide ed intense. Tali contrazioni servono per rimestare e triturare il cibo facendo si che tutto il materiale ingerito si possa mescolare con il succo gastrico.

L'epitalio gastrico produce ogni giorno 3-3,5 l di secreto. Tale secreto è costituito da varie componenti che sono prodotte da diversi elementi cellulari. L'acido cloridrico(HCl) è prodotto da cellule parietali, e riveste un ruolo fondaentale nella digestione proteica. Infatti, grazie all'azione dell'HCl è avviata l'idrolisi proteica con l'attivazione del pepsinogeno(a pH molto basso) in pepsina, che rappresenta il principale enzima digestivo prodotto dallo stomaco.

Il muco gastrico prodotto dalle cellule mucose, lubrifica la parete gastrica, la protegge dai microtraumi prodotti dal cibo e garantisce una protezione dall'aggressione chimica.

Intestino tenue

L'intestino tenuerappresenta la sede in cui si verifica la maggior parte dei processi di digestione e di assorbimento. Strutturalmente, nell'intestino tenue si individua una tonaca mucosa caratterizzata da un epitelio i cui elementi sono detti enterociti e che vanno a formare i microvilli e le ghinadole intestinali o cripte. L'epitelio intestinale è soggetto a un continuo rimaneggiamento. In seguito al passaggio del materiale alimentare e per azione dei succhi digestivi, si verifica una continua desquamazione degli enterociti, i quali liberano numerosi enzimi che vanno a formare il succo enterico. Gli enterociti dei villi duodenali producono la colecistichinina (CCK), un ormone che regola la secrezione pancreatica e lo svuotamento dello stomaco e dalla colecisti.

Il succo enterico (prodotto del metabolismo e dello sfaldamento di cellule mucosali intestinali) associato al secreto delle ghiandole duodenali è ricco di enizimi che completano la la digestione. Tali enzimi sono:

peptidasi, aminopeptidasi e dipeptidasi, scindono le proteine in amminoacidi

maltasi, scinde l'amido in 2 molecole di glucosio

lattasi, scinde il lattosio in una molecola di glucosio e una di galattosio

saccarasi, scinde il saccarosio in una molecola di glucosio e una di fruttosio

lipasi, completa la digestione dei grassi

oltre a funzioni digestive e di assorbimento, l'intestino tenue rappresenta una struttura immunitaria grazie alla presenza di formazioni linfoidi e di cellule in grado di produrre lisozima (agente batteriostatico).

Intestino crasso

L'intestino crasso rappresenta l'ultima porzione del canale alimentare. Esso è la principale sede di riassorbimento dell'acqua e degli elettroliti del materiale provveniente dall'intestino tenue, determinando così la formazione e la consistenza delle feci. I processi di assorbimento si realizzano secondo tre modalità:

per assorbimento passivo, possibile per piccole molecole non ingerite, le quali non attraversano la membrana plasmatica dell'enterocita, ma passano negli interstizi tra villo e villo

per trasporto attivo, per sostanze idrosolubili in genere (monosaccaridi, amminoacidi,ecc.),richiede energia

per pinocitosi, per molecole lipidiche, trigliceridi e frammenti proteici

L'ultimo tratto dell'intestino crasso, il retto, è responsabile della defecazione. Quando il materiale colico giunge nell'ampolla rettale provoca una distensione delle pareti e raggiunta una certa pressione soglia si ha lo stimolo della defecazione.

Pancreas

È una grossa ghiandola il cui parenchima è costituito in gran parte da una porzione esocrina(strutture acinari) e l'altra da una porzione endocrina (insule).

La componente esocrina produce continuamente, ma soprattutto in seguito a stimoli ormonali che raggiungono il loro picco subito dopo i pasti, un secreto acquoso ricco di bicarbonato ed enzimi detto succo pancreatico. Tali secreti sono riversati nel duodeno attraverso i condotti di Wirsung e Santorini. La presenza di carbonati ha la funzione di aumentare il pH nel duodeno e quindi attivare delle idrolasi prodotte dal pancreas stesso. Gli enzimi che si trovano nel succo pancreatico sono: proteasi che agiscono sui protidi; amilasi che agiscono sui carboidrati; lipasi che agiscono sui grassi. La secrezione del succo pancreatico è controllata da meccanismi di tipo nervoso e ormonale. Il controllo nervoso si attua quando il cibo attraversa l'esofago ed origina un impulso che arriva al pancreas attraverso il vago, e quando il duodeno si distende, determinando la produzione di succo pancreatico. Infine due ormoni gastrointestinali determinano la produzione di succo pancreatico: la secretina e la pancreozimina. Il primo ottiene un succo pancreatico ricco di bicarbonato e povero di enzimi; il secondo vicversa.

La componente endocrina produce ormoni quali insulina e glucagone che sono fondamentali per l'omeostasi glucidica.

Fegato e vie biliari

Il fegato è una grossa ghiandola che svolge numerose funzioni ed è costituito da cellule dette epatociti.  In ogni epatocita si distingue un polo vascolare che consente scambi metabolici con il torrente ematico, e un polo biliare caratterizzato dalla presenza di microvilli e che permette di immettere i prodotti del metabolismo epatico nella rete dei dotti biliari. Accanto agli epatociti sono presenti altre cellule come quelle di Kupffer che svolgono funzioni immunitarie e di disgregazioni di elementi figuranti nel sangue.

Le vie biliari originano dall'accostamento dei poli biliari degli epatociti fino a riunirsi in prossimità dell'ilo epatico in due dotti epatici, che vanno a formare a loro volta il dotto epatico comune. Questo, incontrandosi con il dotto cistico, forma il dotto coledoco che raggiunge il duodeno (vicino al dotto di Wirsung).

La colecisti contiene la bile prodotta dal fegato. Essa non è un semplice serbatoio in quanto presenta cellule che riassorbono parte dell'acqua dalla bile (altrimenti poco efficace) e ne aggiungono muco per renderla più densa. La colecisti rilascia la bile contraendosi attivamente grazie all'attività di stimolo della colecistochinina.

Importanti funzioni del fegato sono:

Metabolismo degli ormoni: molti ormoni(surrenali, streroidei, androgeni, estrogeni) sono metabolizzati dal fegato attraverso trasformazioni e immesi in circolo, in modo inattivo ed elimitati nelle urine, oppure eliminati anche attraverso la bile assorbiti dall'intestino.

Metabolismo delle vitamine: il fegato è un organo di depositi di numerose vitamine (A, B1, B2, B12) contenute nelle cellule di Kupffer.

Metabolismo lipidico: nel fegato avvengono biosintesi e scissioni dei grassi (colesterolo e fosfolipidi)

Emopoiesi: il fegato partecipa alla produzione degli elementi figuranti nel sangue nella vita fetale, ma anche nella vita post fetale essendo ricco di vitamina B12 e acido folico che contribuiscono alla formazione di eritrociti (carenza di vitamina B12 e acido folico, forte anemia "perniciosa", mortale). Inoltre interviene nella coagulazione del sangue producendo fibrogeno e protrombina.

Metabolismo proteico: interviene in questo metabolismo attraverso la deaminazione degli amminoacidi (distacco gruppo amminico). Gli amminoacidi giungono al fegato traminte la circolazione portale e l'ammoniaca da essi derivata è trasformata nel fegato in urea.

Pigmenti biliari: sono la bilirubina e la biliverdina. Sono i prodotti di degradazione dell'eritrocita degradata dal fegato, milza e midollo osseo. Tali pigmenti sono escreti dal fegato attraverso la bile.

Funzione disintossicante: il fegato protegge l'organismo attraverso meccanismi di coniugazione e chimici.

Funzioni digestive e di assorbimento

La digestione inizia nella bocca e continua nello stomaco e nell'intestino. Il materiale dopo la masticazione giunge attraverso l'esofago allo stomaco e qui ne avviene la scissione attraverso i movimenti dello stomaco e l'HCl(acido cloridrico). Gli enzimi, prodotti dal tubo gastroenterico e dalla ghiandole esocrine annesse (pancreas, salivari) semplificano il materiale ingerito. L'idrolisi dei componenti alimentari avviene attraverso enzimi che richiedono, per agire, un determintato pH. 

Nel tubo gastroenterico vi è un pH ottimale, ma a livello del duodeno (dove agiscono enzimi pancreatici e la bile)ciò non si verifica e il pH è modificato dai sali biliari.

L'assorbimento di sostanze nutrienti è scarso nello stomaco e notevole nel duodeno e nel digiuno, dove si trovano strutture adate che aumentano la superficie assorbente(villi, microvilli).

Il chimo(prodotto della digestione) dopo l'intestino tenue raggiunge il crasso, deputato al riassorbimento di acqua e sali minerali.

Digestione e assorbimento dei glucidi

Digestione

I disaccaridi maggiormente presenti nella nostra dieta sono l'amido e il saccarosio.

La digestione dell'amido inizia nella cavità orale, dove nella saliva è presente l'amilasi salivare. Tale sostanza ha una specifica azione su alcuni legami dell'amido (amido è formato da amilosio e amilopectina), in particolare sull'amilopectina, e scindendoli forma strutture di 8-10 molecole di glucosio dette destrine. I boli alimentari transitano lungo l'esofago e si portano nello stomaco. Qui il pH consente ancora l'azione dell'amilasi salivare che completa il suo lavoro. L'ulteriore digestione dell'amido si ha a livello duodenale, a opera dell'amilasi pancreatica, e infine più distalmente a livello del digiuno.

Alcuni disaccaridi semplici possono entrare negli enterociti per essere trasformati in monosaccaridi, oppure le cellule intestinali (enterociti) si lisano versando il loro contenuto enzimatico nella circolazione extracellulare, contribuendo alla formazione del succo enterico ricco di frammenti di enterociti e vari enzimi rappresentati da:

destrinasi, degradano le destrine in glucosio

saccarasi, scindono il saccarosio in glucosio

maltasi, scindono il maltosio in glucosio

lattasi (oligosaccaridasi), scindono il lattosio in glucosio e galattosio

Dalla digestione completa dei glucidi complessi e semplici si ottiene glucosio per 80%, fruttosio per il 10-15%, galattosio per il 5-10%.

Assorbimento

Nell'enterocita possono entrare:

monosaccaridi (glucosio, fruttosio, galattosio)

oligosaccaridi

aminoacidi

monogliceridi e acidi grassi

Nel torrente circolatorio sono immessi:

monosaccaridi

aminoacidi

trigliceridi

I nutrienti sono assorbiti attraverso due vie:

via sanguigna,inizia nei capillari del villo situati al di sotto dell'epitelio tra le arterie e le vene mesenteriche, le quali tramite la vena porta giungono al fegato e quindi, nella vena cava inferiore e di qui al cuore destro

via linfatica, attraverso il vaso chilifero del villo. Nella parete intestinale si raccolgono grossi vasi linfatici che decorrono nello spessore del mesentere scaricando nella cisterna di Pequet

I meccanismi di assorbimento sono diversi e comprendono:

diffusione passiva, non vi è dispendio di energia. Passano piccole molecole come acqua,, ossigeno, sostanze liposolubili

trasporto attivo, utilizzato da monosaccaridi, aminoacidi, sostanze ad alto peso molecolare. Richiede dispendio di energia (ATP)

pinocitosi, usata dai trigliceridi e aggregati proteici. Il materiale è inglobato in vescicole formate dalla membrana dell'enterocita che poi riversa il suo contenuto nella cellula

persorbimento, il materiale penetra attraverso gli intersizi posti tra un villo e l'atro. Si tratta di piccole molecole non digerite

Digestione ed assorbimento delle proteine

Digestione

Le proteine sono digerite da enzimi chiamati peptidasi che le scindono in aminoacidi. Le peptidasi si distinguono in: esopeptidasi, che si attaccano e scindono alla porzione terminale della catena; endopeptidasi, che si attaccano e scindono alla porzione centrale della catena.

La digestione delle proteine ha inizio nello stomaco con l'azione della pepsina (endopeptidasi). La pepsina è secreta dalle ghiandole del fondo dello stomaco sottoforma inattiva (pepsinogeno). L'attivazione del pepsinogeno in pepsina è operata dal HCl (acido cloridrico), in quanto la pepsina agisce ad un pH ottimale di -2 (acido). La pepsina attacca tutte le proteine (tranne le cheratine) e le scinde in polipeptidi e peptoni, i quali passano nel duodeno dove subiscono l'azione del succo pancreatico ricco di enzimi proteolitici:

tripsina (endopeptidasi)

chimotripsine (endopeptidasi)

carbossipeptidasi (esopeptidasi)

nucleasi (agiscono sulle nucleoproteine)

Le proteine, oltre all'azione del succo pancreatico, subiscono l'azione del succo enterico ricco di enzimi:

aminopeptidasi

dipeptidasi

Secrezione gastrica (3 fasi)

Fase cefalica: si manifesta in seguito a stimoli sensoriali (odore, vista) o al ricordo del cibo. Questi eccitamenti che provocano la secrezione di succo gastrico, hanno origine della corteccia cerebrale e arrivano alla parete gastrica attraverso il nervo vago.

Fase gastrica: inizia con l'ingresso di cibo nello stomaco e termina quando il cibo abbandona lo stomaco. La secrezione è regolata per via umorale dalla gastrina (ormone liberato dalla mucosa gastrica) che va a stimolare le pareti gastriche facendo aumentare la secrezione

Fase intestinale: è discretamente consistente e determinata dalla produzione da parte della mucosa duodenale di un ormone affine alla gastrina.

Assorbimento

Le proteine sono assorbite nel tratto superiore del digiuno. L'assorbimento può avvenire sottoforma di aminoacidi e quindi per trasporto attivo (dispendio di ATP) o sottoforma di piccoli peptidi e quindi per pinocitosi (inglobazione)

Digestione e assorbimento dei grassi

Digestione

La digestione dei grassi inizia nel duodeno, dove il pH da acido diviene basico (per la presenza di bile e succo pancreatico). Il succo pancreatico contiene le lipasi, cioè gli enzimi che scindono i grassi in acidi grassi. I prodotti della lipolisi vengono trasportati alla cellula dai sali biliari (carrier), formando insieme delle micelle. Qui i prodotti della lipolisi entrano nella cellula per pinocitosi e i sali biliari vengono rilasciati all'esterno della cellula, disponibili per ulteriori costruzioni di micelle.

Assorbimento

Nell'enterocita (cellula dell'intestino) si ha la resintesi dei trigliceridi (scissi in acidi grassi dalla lipasi pancreatica) a partire dall'acetil-CoA sintetasi, enzima ad alta specificità d'azione. Altri enzimi deputati alla sintesi di trigliceridi sono il monogliceride sintetasi e il digliceride sintetasi, localizzati nei mitocondri. Il glicerolo necessario per la resintesi dei trigliceridi proviene dal metabolismo glucidico (attraverso le tappe di trasformazione del glicerofosfato).

Dopo essere stati trasformati, i trigliceridi, entrano nel torrente linfatico (sottoforma di chilomicrone, cioè con un mantello fosfolipidico), mentre i grassi a catena corta passano nel torrente ematico.