Fisiologia del sistema digerente: funzioni e struttura del tratto gastrointestinale

Fisiologia del Sistema Digerente

Fisiologia 20/11/2020 Lezione 15 - 20/11 FISIOLOGIA DEL SISTEMA DIGERENTE

Funzioni e Processi del Tratto Gastrointestinale

Funzioni/processi principali del tratto gastrointestinale (GI):

• Motilità: spostare il bolo;
• Secrezione: ci servono degli enzimi che vengono secreti per poter digerire;
• Digestione: digerire vuol dire tagliare delle molecole complesse in molecole più semplici, in modo da poterle poi assorbire se ci servono;
• Assorbimento

Visione d'Insieme del Tubo Digerente

Visione d'insieme del tubo digerente

• La digestione inizia nella bocca (masticazione ed enzimi salivari)
• Faringe ed esofago non contribuiscono direttamente alla digestione ma sono vie di passaggio
• Lo stomaco accumula, scioglie, denatura e digerisce parzialmente le proteine (pH acido): il bolo alimentare diventa chimo
• Intestino tenue (3 m di lunghezza): qui avviene la maggior parte dell'assorbimento

Lo stomaco ha una funzione di serbatoio da una parte e dall'altra una funzione di attacco grazie ad acido gastrico e ad enzimi che tagliano le proteine (Pepsina). Anche l'intestino crasso ha una funzione di serbatoio.

• Tenue e' diviso in duodeno, digiuno, ileo
• Due principali ghiandole esocrine secernono le loro sostanze nel duodeno: pancreas e fegato
• Crasso: accumula temporaneamente il materiale non assorbito e lo concentra assorbendone sali e acqua.
• È diviso in colon ascendente, trasverso, discendente, sigmoide, retto.
• Le feci così formate vengono espulse attraverso lo sfintere anale

1Fisiologia 20/11/2020 Colon (o intestino crasso) inizia con la valvola ileo-ciecale dove il passaggio è lo sfintere ileo-colico. Abbiamo il cieco, il tratto ascendente, la flessura epatica, tratto trasverso, la flessura splenica, tratto discendente, il sigma, il colon retto, il retto e lo sfintere anale.

Bilancio Idrico Giornaliero del Tratto Gastro-Intestinale

Bilancio idrico giornaliero del tratto gastro-intestinale Acqua introdotta per bocca (valore 2000 ml medio) Acqua prodotta dal tratto GI Secrezioni salivari 1500 ml Secrezioni gastriche 2000 ml Secrezioni epatiche (bile) 500 ml Secrezioni pancreatiche 1500 ml Secrezioni intestinali (tenue) 1500 ml Totale 7000 ml (+2000 ml)=9000 ml Acqua riassorbita dal tratto GI Tenue 7500 ml Crasso 1400 ml Totale 8900 ml Bilancio (acqua residua alla fine del tratto GI) 100 ml

Tratto GI contribuisce al bilancio idro-salino. Beviamo circa 2L di acqua, un po' di acqua la introduciamo con la dieta. Si ha una perdita di acqua con le feci di circa 100mL, e una grande quantità di liquidi secreti e riassorbiti, che arrivano a circa 7L. Quindi il riassorbimento deve essere circa di 9L.

Struttura della Parete del Tratto GI

Struttura della parete del tratto GI La parete è costituita da 4 strati. Partendo dalla superficie luminale essi sono:

• Mucosa
• Sottomucosa
• Tonaca muscolare
• Tonaca sierosa

2Fisiologia 20/11/2020 Il tratto GI è diviso in tonache/strati. La tonaca sierosa è il peritoneo. La tonaca muscolare ha delle fibre sia longitudinali, sia trasversali e a volte anche oblique.

Componenti della Parete del Tratto GI

Mucosa

• Cellule epiteliali
• Lamina propria
• Muscularis mucosae

Sottomucosa Tessuto connettivo contenente vasi sanguigni e linfatici e il plesso sottomucoso del sistema nervoso enterico (SNE) La sottomucosa fa da base alla mucosa. Il plesso sottomucoso è il primo dei due plessi del SNE nel tratto GI.

Tonaca muscolare Due strati di muscolo liscio (tranne che nello stomaco).

• Strato circolare - Plesso mioenterico (SNE)
• Strato longitudinale

Sierosa

• Sottile strato di tessuto connettivo che circonda il tratto GI

3Fisiologia 20/11/2020

Struttura della Parete del Tratto GI: Stomaco

Struttura della parete del tratto GI: stomaco Apertura di una ghiandola gastrica Epitelio Mucosa Vaso linfatico Lamina propria Arteria e vena Muscularis mucosae Sottomucosa Muscolo obliquo Tonaca muscolare Strato circolare della muscolatura Plesso sottomucoso Strato longitudinale della muscolatura Sierosa Plesso mioenterico

In questa sezione vediamo (dall'alto verso il basso):

• la mucosa con le cellule della mucosa
• la sottomucosa che porta ai vasi
• la muscularis mucosae
• lo strato/ tonaca muscolare (qui è lo stomaco: c'è anche uno strato obliquo)
• sierosa

Plesso sottomucoso: la sua attività è controllare le secrezioni Plesso mioenterico: la sua attività è controllare le contrazioni muscolari, quindi la motilità.

Innervazione del Tratto GI

Innervazione del tratto GI Sistema Nervoso Enterico Controlla le attività secretorie, motorie e vascolari dell'apparato gastrointestinale E' un sistema indipendente intrinseco al tratto digerente E' costituito da milioni di neuroni tanto che è stato definito "Second Brain". Il SNE, sebbene autonomo, è connesso al SNP e al SNC, che contribuiscono alla modulazione delle funzioni digestive

4Fisiologia 20/11/2020 Il SNE è strettamente collegato con il tronco dell'encefalo. Manda e riceve informazioni tramite il nervo vago e poi i nervi ortosimpatici.

Tipi di Muscolatura del Sistema GI

Tipi di muscolatura del sistema GI LISCIA STRIATA Presente nella maggior parte del Presente in: tratto con associate cellule Bocca muscolari specializzate (del Cajal) Faringe con funzione pace-maker Esofago superiore Pavimento pelvico

Funzione della Motilità del Sistema GI

Funzione della motilità del sistema GI Attività motoria Funzione Propulsione assicura la discesa di cibo in senso aborale Triturazione aumenta l'area di superficie del cibo per gli enzimi Rimescolamento miscelamento con i succhi digestivi Funzione di serbatoio tipica di stomaco e intestino crasso

Nel tratto GI la muscolatura è in gran parte liscia, involontaria. La forza di attivazione delle cellule di Cajal viene modulata dal sistema nervoso autonomico. La parte del sistema nervoso autonomico che stimola questa attività è la parte del sistema nervoso parasimpatico. Nelle zone di confine (bocca,faringe,esofago superiore, pavimento pelvico) si ha invece la muscolatura striata. La muscolatura striata è volontaria e costituisce degli sfinteri volontari.

Tipi di Attività Motoria: Peristalsi

Tipi di attività motoria: PERISTALSI Contrazioni progressive di sezioni successive di muscolatura liscia circolare con direzione aborale Contrazione Bolo Segmento ricevente Tempo zero Direzione del movimento Il bolo si muove in avanti Alcuni secondi più tardi

5Fisiologia 20/11/2020 Il bolo procede grazie alla peristalsi e non alla forza di gravità.

Tipi di Attività Motoria: Segmentazione

Tipi di attività motoria: SEGMENTAZIONE Contrazioni ravvicinate di sezioni contigue di muscolatura liscia circolare Nessun movimento netto in avanti

Contrazioni armonizzate in modo da avere una direzione di moto che va avanti e indietro. Ciò permette il rimescolamento. Esso è importante per digerire il bolo, perché in questo modo le secrezioni del tratto GI lo raggiungono in maniera uniforme, se no solo le parti esterne vengono digerite.

Tipi di Attività Motoria: Contrazione Tonica

Tipi di attività motoria: contrazione tonica

• I muscoli in contrazione tonica svolgono la funzione di valvole unidirezionali (SFINTERI)
• Esempi: giunzione gastroesofagea, giunzione gastroduodenale, sbocco nel duodeno del coledoco e del Wirsung, giunzione ileocecale, ano.
• Non tutti gli sfinteri sono costituiti da muscolatura liscia: lo sfintere esofageo superiore e lo sfintere anale esterno sono muscoli striati.

Da un punto di vista strutturale vi sono questi condotti con una muscolatura e delle porte/ dei passaggi dati dagli sfinteri. Gli sfinteri sono valvole in linea di massima unidirezionali, permettono il moto in una sola direzione, e regolano il passaggio del bolo. Ad esempio, quando il contenuto dello stomaco è pronto per andare nel duodeno lo sfintere tra lo stomaco e il duodeno si rilassa, si apre.

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Retroperistalsi e Vomito

Retroperistalsi e vomito

• La retroperistalsi è una peristalsi inversa (in direzione orale)
• S'innesca nel tratto del digiuno intermedio cosicché il contenuto torna nello stomaco; a questo punto il cardias si apre e lascia salire cibo.
• Il vomito è un riflesso innescato dalla stimolazione di recettori di varie parti del corpo (faringe, stomaco, duodeno, sistema urogenitale, apparato vestibolare) che inviano afferenze al centro del vomito localizzato nel bulbo.
• È soprattutto un meccanismo di difesa che permette di eliminare sostanze tossiche

Solo nel caso della risposta/riflesso del vomito il passaggio è in direzione inversa. Questo riflesso è molto importante per la sopravvivenza. Questo riflesso è innescato dalla presenza di sostanze tossiche nel sangue. Queste sostanze tossiche vengono sentite a livello della superficie del tronco dell'encefalo nell'area postrema, che attiva il riflesso del vomito. Il vomito può anche essere stimolato meccanicamente dalla stimolazione di dei recettori che stanno nel retrofaringe (si parla di gag reflex). Si ha un'attivazione dei muscoli dell'addome, un rilascio del pirolo, un aumento della pressione intra-addominale con una risposta di Valsalva, un rilasciamento dello sfintere esofageo inferiore e del cardias. Il contenuto passa dunque verso l'esofago, si ha il riflesso di deglutizione che ci permette di chiudere le vie aeree e quindi si ha l'apertura delle cavità orali e il cibo può essere emesso.

Fisiologia della Digestione

Fisiologia della digestione

• Fase cefalica
• Fase gastrica
• Fase intestinale

La fisiologia della digestione inizia con una fase cefalica, con la produzione della salivazione addirittura con la sola visione del cibo. C'è una preparazione legata all'inizio della digestione, la quale inizia con la masticazione, ovvero con la frantumazione meccanica del cibo. La produzione di saliva serve ad inumidire il cibo. Inoltre la saliva ha dei componenti importanti al suo interno:

• l'amilasi: enzima che taglia l'amido;
• lisozima: enzima antibatterico che scinde una componente della parete dei batteri.

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Bocca e Saliva

Bocca e saliva

• La masticazione è un insieme di movimenti per lo più volontari
• Il cibo viene a contatto con la saliva secreta dalle ghiandole salivari (parotidi, sottomandibolari, sottolinguali).
• Le ghiandole producono 1-1,5 l di saliva al giorno
• Serve a lubrificare il cavo orale, ad ammorbidire il cibo, a iniziare la digestione chimica (amilasi: demolizione dell'amido in maltosio), a proteggere dai batteri (lisozima)

Deglutizione

Deglutizione FASE FARINGEA FASE ORALE Spostamento del bolo in orofaringe grazie alla pressione della lingua contro il palato duro La respirazione è inibita mentre i muscoli laringei fanno muovere la glottide e innalzare la laringe. Il bolo oltrepassa la faringe grazie alla peristalsi che inizia nei muscoli della faringe stessa FASE ESOFAGEA Alla peristalsi della faringe si associa l'apertura dello sfintere esofageo superiore e le onde peristaltiche continuano finché il bolo non arriva nello stomaco: di qui non risale perché bloccato dal cardias e dal diaframma

Ciò che è importante della deglutizione è la sua coordinazione con altri processi: col parlare, col respirare, con movimenti facciali. Nella fase esofagea si apre lo sfintere esofageo ed inizia la peristalsi con il rilasciamento poi dello sfintere esofageo inferiore, del cardias e del diaframma. Risposta a domanda: Gli sfinteri sono degli inspessimenti della muscolatura circolare (intorno al condotto). Quando la muscolatura si contrae strozza il condotto. L'esofago ha uno sfintere esofageo superiore (è anatomicamente molto complesso: in parte è dovuto all'esofago di per sé, in parte al passaggio tra esofago e stomaco e si chiama cardias, e in parte è dovuto al passaggio dell'esofago attraverso il diaframma) e uno inferiore. Se diaframma è contratto ciò contribuisce a chiudere lo 8