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fisiologia dell'apparato digerente - Coggle Diagram
fisiologia dell'apparato digerente
ingestione, digestione, motilità della parete GI, secrezione degli enzimi digestivi nel lume del tratto GI, assorbimento, eliminazione
secrezione: 6-10 l/die
movimenti della muscolatura liscia della parete del tratto GI
peristalsi
onda di contrazione dello strato muscolare di un organo cavo
il bolo distende la parete GI, innescando una contrazione riflessa della muscolatura circolare, che spinge in avanti il bolo
contrazione riflessa anche in questo punto che continua a mandare avanti il bolo
motilità progressiva
segmentazione
rimescolamento
i riflessi digestivi provocano un movimento avanti e indietro di un solo segmento del tratto
spezzetta il cibo in particelle meccanicamente, mescola il cibo con i succhi digestivi (dal pancreas, dal fegato, dalla mucosa intestinale) porta il cibo digerito a contatto con la mucosa intestinale per facilitarne l'assorbimento
peristalsi e segmentazione possono avvenire a sequenze alternate
il cibo viene agitato e rimescolato mentre procede lentamente lungo il tratto GI
contrazione tonica
: alla base della funzione di serbatoio e dell'isolamento fisico-funzionale dei segmenti di GI
regolazione della motilità
motilià gastrica
nello stomaco il cibo viene agitato con i succhi gastrici per formare una sostanze densa e lattiginosa:
chimo
, che viene riversata a piccole dosi nel duodeno a intervalli di 20 secondi
propulsione
: il chimo viene spinto verso lo sfintere pilorico da onde di contrazioni peristalstiche
retropulsione
: quando lo sfintere pilorico è chiuso il chimo deve muoversi a ritroso
il volume dello stomaco è grande mentre quello del duodeno è piccolo, quindi lo svuotamento gastrico deve essere regolato
controllo ormonale:
peptide inibitore gastrico (GIP)
, riduce la motilità peristaltica rallentando il passaggio del chimo al duodeno
controllo nervoso: nella mucosa duodenale ci sono dei recettori sensibili alla presenza di acido e alla distensione della parete intestinale; le fibre motrici e sensitive del
nervo vago
provocano l'inibizione riflessa della parete gastrica (
riflesso enterogastrico
)
motilità intestinale
segmentazione
nel duodeno e nella parte superiore del digiuno; il chimo si avvicina al termine del digiuno e la peristalsi continua, spostando il cibo nel resto dell'intestino tenue e nell'intestino crasso; dopo aver lasciato lo stomaco il chimo impiega 5 ore per attraversare l'intestino tenue
peristalsi
riflesso intrinseco da stiramento, è stimolata dall'
ormone colecistochina (CCK)
secreto dalle cellule endocrine della mucosa intestinale quando è presente il chimo
digestione chimica
i cibi sono sottoposto a cambiamenti chimici
idrolisi
: un composto si unisce all'acqua e viene poi scisso in composti più semplici
molti enzimi dei succhi digestivi catalizzano l'idrolisi degli alimenti
molti enzimi digestivi sono classificati come extracellulari perchè operano nel lume del tratto digerente, fuori da qualsiasi cellula del corpo
sono classificati come idrolasi
digestione dei carboidrati
polisaccaridi: amidi e glicogeno, contengono molti gruppi saccaridici
vengono idrolizzati a disaccaridi da enzimi noti come
amilasi
(nella saliva e nel succo pancreatico)
disaccaridi: saccarosio, lattosio e maltosio, contengono solo due gruppi
monosaccaridi: solo un gruppo
saccarasi, maltasi, lattasi
catalizzano le fasi finali della digestione dei carboidrati
nella membrana delle cellule epiteliali che ricoprono i villi e che rivestono il lume intestinale
i substrati (disaccaridi) si legano agli enzimi sulla superficie dell'orletto a spazzola (
digestione per contatto
)
glucosio
: uno dei principali prodotti della digestione, è posizionato opportunamente nel sito di assorbimento
digestione delle proteine
enzimi
proteasi
idrolisi delle proteine in proteosi e peptidi (catene più corte di amminoacidi)
le proteasi rompono queste molecole più corte riducendole in singoli amminoacidi
i principali sono:
pepsina
(succo gastrico),
peptidasi
(orletto a spazzola intestinale),
tripsina
e
chimotripsina
(succo pancreatico)
le peptidasi si trovano all'interno di ogni enterocita dove scindono i peptidi e i tripeptidi assorbiti in queste cellule
ogni suo tipo catalizza la rottura di un tipo specifico di legame peptidico
necessità di un intero arsenale di proteasi diverse per digerire in modo efficiente le proteine
digestione dei grassi
i grassi essendo insolubili in acqua devono essere
emulsionati
(dispersi in goccioline molto piccole) prima di essere digeriti
due sostanze della bile (
lectina
e
sali biliari
) emulsionano oli e grassi alimentari nel lume dell'intestino tenue
la lectina è un fosfolipide che si mescola con i lipidi e l'acqua per formare delle
micelle
(le sue molecole si allineano formando un involucro che circonda i lipidi)
l'emulsione aumenta la superficie di contatto tra le molecole dei grassi e la
lipasi
pancreatica (principale enzima che digerisce i grassi)
i trigliceridi sono scissi in acidi grassi, monogliceridi, glicerolo
una molecola di fosfolipide può essere scissa chimicamente da una lipasi chiamata
fosfolipasi
formando un acido grasso libero e un lisofosfatide (testa di fosfolipide con un'unica coda di acido grasso)
colipasi
: molecola di coenzima, componente del succo pancreatico, che si ancora alla lipasi alla superficie interna di una micella e ne potenzia l'azione
la posizione della lipasi è ottimale per l'idrolisi delle molecole di lipidi all'interno della micella
secrezione
rilascio di sostanze da parte delle ghiandole esocrine associate all'apparato digerente
saliva
ghiandole salivari
composta prevalentemente da acqua
fluidifica il cibo e ne agevola la digestione meccanica
chimo
forma sminuzzata di alimento e consente ad altre sostanza di mescolarsi liberamente ai frammenti di cibo
muco
miscela di glicoproteine e sostanze affini
protegge la mucosa digestiva e la lubrificare il cibo che attraversa il canale alimentare
contiene
amilasi
: enzima che digerisce i carboidrati
ha a disposizione un breve tempo prima di essere distrutta da acidi e dagli enzimi gastrici, ciò rende poco rilevante da sua funzione
lipasi
: digerisce i lipidi
nella saliva è superflue perchè la maggior parte dei lipidi ingeriti deve essere emulsionata prima che la lipasi possa digerirli
glicoproteine: mucina
lisozima: enzima proteolitico
ioni potassio, bicarbonato, sodio e cloro
isotiocianato
giornalmente 1-2 litri
succo gastrico
ghiandole gastriche esocrine con dotti che giungono al lume gastrico attraverso le fossette gastriche
cellule principali
(o zimogene)
secernono enzimi del succo gastrico
enzima gastrico principale è la
pepsina
secreto come proenzima inattivo (
pepsinogeno
)
acido cloridrico
converte il pepsinogeno in pepsina , viene prodotto dalle
cellule parietali
delle ghiandole gastriche
anidride carbonica e acqua formano l'acido carbonico che si dissocia per formare ioni idrogeno necessari per secernere attivamente l'acido cloridrico
scambiandosi con gli ioni bicarbonato (prodotti dalla dissociazione dell'acido carbonico), gli ioni cloro entrano nella cellula parietale dove diffondono nel dotto della ghiandola gastrica insieme agli ioni idrogeno
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acido clorico dissolve il collagene e uccide i batteri
le
cellule parietali
hanno una pompa protonica (una pompa ionica, pompa H-K) che immette ioni H+ (azione disinfettante) nel succo gastrico
bersaglio dei farmaci che inibiscono la secrezione del succo gastrico, come l'omeprazolo (diminuzione dell'acidità complessiva del succo gastrico)
quando non secerne attivamente ha una superficie relativamente piccola e con molte vescicole interne che contengono pompe H-K, canali ionici, trasportatori (
carrier
) inseriti nelle loro membrane
quando si attiva le vescicole si spostano verso la superficie apicale, dove si uniscono alla membrana plasmatica, formando un numero maggiore di microvilli e centuplicando la superficie totale; pompe, carrier e canali ionici iniziano allora il processo di secrezione
produzione del
fattore intrinseco
(vitamina B12 è essenziale per la produzione di nuovi globuli rossi)
dalla mucosa gastrica, 2-3 litri al giorno
lipasi e renina
muco
succo pancreatico
cellule acinose
esocrine del pancreas
acqua
enzimi digestivi che vengono secreti come zimogeni, ossia proenzimi inattivi
es. tripsina digerisce la proteine e viene rilasciata come tripsinogeno, poi convertito a tripsina attiva dall'
entrochinasi
(si trova nelle membrane plasmatiche degli enterociti)
dopo la tripsina può attivare altri enzimi come la
chimotripsina
e altri enzimi proteolitici, le
lipasi
(enzimi lipolitici),
nucleasi
(enzimi che digeriscono il DNA e RNA),
amilasi
effetto allosterico: elimina una sequenza specifica di amminoacidi dal proenzima
gli enzimi non digeriscono le cellule che li producono
cellule disposte lungo i dotti del pancreas
producono bicarbonato di sodio
la base viene secreta nel lume GI e l'acido nel sangue (nello stomaco avviene il contrario)
meccanismo per neutralizzare la diminuzione del pH del chimo e l'incremento del pH nel sangue (equilibrio del pH e stabilità omeostatica)
1/2 L al giorno
bile
prodotta nel fegato (
epatociti
), immagazzinata nella cistifellea
volume giornaliero: 0,5/0,8 L
lectina e sali biliari
bicarbonato di sodio
contribuisce alla neutralizzazione del chimo
sostanze che vengono poi espulse attraverso le feci (
prodotti di escrezione
e non escrezione)
colesterolo
eccesso di grasso che viene raccolto dalle lipoproteine e trasferito al fegato per essere immesso nella bile
prodotti di detossificazione che si formano nel fegato
pigmenti biliari tra cui la
bilirubina
prodotti attraverso l'emolisi (distruzione di vecchi globuli rossi) operata dal fegato
danno alle feci il loro colore (feci grigiastre= scarsa secrezione biliare in maniera estrema)
favorisce digestione e assorbimento intestinale di lipidi e sostanze liposolubili
bile cistica: riduzione di acqua e aumento della concentrazione degli altri componenti e la comparsa della mucina
legame con taurina o glicina avviene in presenza di ATP, CoA, Mg++, enzima lisosomiale
controllo della secrezione delle ghiandole digestive
secrezione gastrica
tre fasi controllate da meccanismi riflessi e chimici
fase cefalica
fase psichica, attivazione da parte di fattori psichici (mentali)
stimolazione del
bulbo
(centro di controllo del midollo allungato)
le fibre parasimpatiche del
nervo vago
trasmettono impulsi efferenti alle ghiandole gastriche, questi impulsi stimolano anche la produzione di
gastrina
(ormone secreto dalle cellule G endocrine della mucosa gastrica)
la gastrina stimola la secrezione gastrica prolungando e rafforzando la risposta allo stimolo
fase gastrica
controllo chimico
i prodotti della digestione di proteine che hanno raggiunto il piloro stimolano la mucosa gastrica a rilasciare
gastrina
che scorre nei capillari dello stomaco
quando il sangue giunge alle ghiandole gastriche la gastrina accelera la secrezione del succo gastrico, che ha un elevato contenuto di pepsinogeno e di acido cloridrico
assicura che quando il cibo è nello stomaco vi siano enzimi a sufficienza
il rilascio di gastrina viene stimolato dalla distensione dello stomaco (indotta dalla presenza di cibo) che attiva i riflessi locali e parasimpatici nel piloro
fase intestinale
riflessi endocrini che coinvolgono gli ormoni:
peptide inibitore gastrico (GIP)
,
secretina
,
colecistochinina
secreti da cellule endocrine presenti nella mucosa del duodeno
le secrezioni gastriche sono inibite quando nel duodeno vi è un chimo contenente grassi, carboidrati, acido (a basso pH)
la secrezione gastrica può essere inibita dal
riflesso parasimpatico enterogastrico
: inibisce la motilità gastrica quando il chimo inizia a riempire il duodeno
la secrezione gastrica può essere regolata da riflessi nervosi ed endocrini
durante la deglutizione aumenta la secrezione di enzimi e acido nello stomaco
il cibo entra nello stomaco già parzialmente riempito di succo gastrico
le proteine sono l'unico alimento che può essere digerito dal succo gastrico
la velocità della secrezione può essere regolata in base alla quantità di cibo presente e al contenuto eventuale di proteine (è rallentata quando il duodeno è pieno così lo stomaco non completi la digestione prima che l'intestino tenue riceva il cibo)
secrezione pancreatica
ormoni rilasciati dalla mucosa intestinale stimolano la sua secrezione
secretina
secrezione di succo pancreatico a basso contenuto di enzimi ma ricco di bicarbonato (HCO3-)
liquido alcalino che neutralizza l'acido (chimo) che entra nel duodeno
la presenza di acido nel duodeno stimola la sua produzione
CCK
stimola nel pancreas la produzione di secrezioni esocrine ricche di enzimi
contrastare l'influenza della gastrina sulle cellule parietali, inibendo così la secrezione di acido cloridrico da parte dello stomaco
stimolare la contrazione della cistifellea perchè la bile possa entrare nel duodeno
bile
ormoni
secretina
e
CCK
stimolano la sua espulsione
assorbimento
passaggio nel sangue o nella linfa attraverso la mucosa intestinale (prodotti della digestione del cibo, acqua, sali e vitamine)
intestino tenue
gran parte avviene nell'intestino tenue
acqua viene assorbita per osmosi (diffusione)
sodio
le cellule epiteliali che formano la parete esterna del villo pompano sodio dal lume GI all'ambiente mediante
trasporto attivo secondario
mantenimento di una bassa concentrazione di Na+ all'interno della cellula
entrata di N+ negli enterociti avviene per diffusione facilita mediante i carrier sulla superficie luminale delle cellule, la sua fuoriuscita avviene tramite pompe di trasporto attivo inserite nella membrana basale delle cellule
glucosio
è grande e non può passare liberamente attraverso la membrana dell'orletto a spazzola delle cellule della membrana intestinale
la natura lipidica della membrana cellulare si oppone al suo assorbimento
deve essere solubile nei lipidi (idrofobo), invece è idrosolubile (idrofilica)
cotrasporto del sodio
trasporto accoppiato: carrier che legano sia ioni sodio che glucosio e li trasportano insieme fuori dal lume GI
è un altro tipo di trasporto attivo secondario perchè non si verifica senza il gradiente di concentrazione Na+ mantenuto attraverso il trasporto attivo di Na+ fuori dalla membrana basale della cellule
si crede che anche gli amminoacidi e altri composti vengano assorbiti mediante un simile meccanismo di trasporto attivo secondario
altre ipotesi per il trasporto di glucosio e degli amminoacidi
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acidi grassi e monogliceridi e il colesterolo
sono trasportati con il supporto della lectina e dei sali biliari dalle goccioline di grasso nel lume intestinale alle cellule assorbenti sui villi
le micelle idrosolubili (lume dell'intestino) si avvicinano all'orletto delle cellule assorbenti dove vengono rilasciati i lipidi semplici che attraversano la membrana plasmatica per diffusione semplice
gli acidi grassi si riuniscono ai monogliceridi per formare trigliceridi (grassi neutri)
formazione di
chilomicroni
(un altro tipo di micelle) che si formano nell'apparato del Golgi delle cellule assorbenti
sono idrosolubili e permettono ai grassi di essere trasportati attraverso il circolo linfatico e poi nel torrente circolatorio
vitamine A, D, E e K
liposolubili
dipendono dai sali biliari per l'assorbimento
quelle del gruppo B sono piccole e vengono assorbite per diffusione semplice
anche molti farmaci (sedativi, analgesici, antibiotici) essendo liposolubili sono assorbiti per diffusione semplice
la maggior parte: trasporto mediato da carrier
dopo l'assorbimento la maggior parte dei nutrienti non passa nel circolo generale
i vasi chiliferi conducono grassi attraverso i vasi linfatici e attraverso linfonodi prima di immetterli nel sangue venoso che scorre nella vena suclavia sx
i nutrienti che vengono assorbiti nel sangue come gli amminoacidi e i monosaccaridi passano prima nel fegato tramite il circolo portale
dopo l'assorbimento il sangue che entra nel fegato attraverso la vena porta contiene maggiori concentrazioni di glucosio e di altri nutrienti rispetto a quello che lascia il fegato attraverso la vena epatica verso la circolazione sistemica
l'eccesso di queste sostanze rimane nel fegato
assorbimento transcellulare
: le particelle devono entrare prima nella cellula assorbente (enterocita) per poi uscirne e passare nel sangue o nella linfa
assorbimento paracellulare
: piccole quantità di glucosio. minerali, piccoli peptidi si spostano tra le cellule assorbenti piuttosto che attraverso di esse; non richiedono di dispendio energetico da parte delle cellule