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APPARATO DIGERENTE
ORGANIZZAZIONE DELL’APPARATO DIGERENTE
1.Dal cibo ai nutrienti L’essere umano è eterotrofo e si nutre di organismi da cui ricava energia. L’apparato digerente (gastrointestinale) dà all’organismo i nutrienti necessari ricavandoli dagli alimenti in un processo che di divide in: Masticazione: cibo introdotto nella bocca con movimenti attivi e volontari Secrezione : cellule dell’app. dig. secernono 7 L di acqua, acido cloridrico, enzimi e soluzioni acquose Mescolamento e propulsione: contrazione e rilasciamento della muscolatura delle pareti gastrointestinali rimescolano cibo e secrezione spingendoli alla fine del canale Digestione: alimenti ridotti in molecole semplici necessarie per il metabolismo; digestione meccanica avviene in bocca con i denti (tritano cibo), poi alimenti vengono mescolati con enzimi digestivi; digestione chimica, svolta dagli enzimi, demolisce le macromolecole (carboidrati, proteine…) in molecole più piccole, Assorbimento: molecole semplici, ioni e liquidi sono trasferiti alle cellule epiteliali e da lì al liquido interstiziale e al sangue o alla linfa. Eliminazione: residue, batteri, materiali non digeriti e cellule che si sfaldano formano le feci, eliminate all’esterno. Gli enzimi digestivi, che demoliscono le grandi biomolecole, sono enzimi idrolitici secreti in punti del tratto gastrointestinale che rompono i legami chimici per idrolisi. Questi sono classificati in base alle sostanze che idrolizzano. 2.Le funzioni della digestione -Funzioni della digestione meccanica:masticazione e mescolamento con la saliva agevolano il transito del cibo nel canale -Funzioni della digestione chimica: 1.Macromolecole non possono essere assorbite dalle cellule dell’intestino per le loro dimensioni 2.Biomolecole estranee verrebbero riconosciute come invasori e attaccate dal sistema immunitario se entrassero attraverso l’intestino. 3.Molecole complesse (proteine) sono spesso specifiche per ogni animale→conviene demolire le proteine e riutilizzare gli amminoacidi (uguali per tutti gli organismi) per costruire le proprie. 3.Una grande varietà di nutrienti -Il corpo umano può ricavare dall’alimentazione monomeri e molecole organiche semplici per i processi di biosintesi, molecole come fonte di energia ed elementi minerali e vitamine. -Tra le molecole organiche ce ne sono alcune che le nostre cellule non sono in grado di fabbricare, ma che sono necessarie per la sintetizzazione di molecole complesse (ex: amminoacidi). -Cellule possono sintetizzare sono una parte degli amminoacidi; quelli che non possiamo sintetizzare sono gli amminoacidi essenziali (isoleucina, leucina, metionina, fenilalanina, treonina, lisina, triptofano e valina) che devono essere ottenuti dall’alimentazione -Tra i nutrienti indispensabili ci sono anche alcuni acidi grassi, ,ma alcuni non possono essere sintetizzati→acidi grassi essenziali, da ottenere tramite la dieta.
4.I macroelementi: necessari in grandi quantità -Corpo ha bisogno di elementi minerali indispensabili per varie funzioni→macroelementi (calcio, cloro, magnesio, fosforo, potassio, sodio e zolfo) -Ex: Il calcio è il quinto elemento per abbondanza nell’organismo, essenziale per ossa, denti, contrazione muscolare e funzionamento dei neuroni; è rapidamente ricambiato attraverso le ossa ed eliminato tramite urina, sudore e feci→richiede un costante reintegro dietetico, con un fabbisogno giornaliero di circa 800-1000 mg. 5.I microelementi: necessari in piccole quantità -Elementi minerali necessari al nostro corpo in piccole quantità→microelementi (ferro, fluoro, iodio, selenio, zinco) -Ex: Il ferro si trova ovunque nell'organismo, lega ossigeno ed emoglobina; presente in piccolissima quantità, viene riciclato efficacemente dal corpo→ha un fabbisogno giornaliero di 15 mg; nonostante ciò, la sua carenza è il più comune deficit di sostanze nutritive minerali (anemia). 6.Nutrienti particolari: le vitamine -Vitamine sono un gruppo di sostanze nutritive essenziali; sono composti organici necessari per la crescita dell’organismo e il metabolismo. -La maggior parte funziona come enzimi ed è richiesta in piccole quantità. -Abbiamo bisogno di 13 vitamine, divise in idrosolubili e liposolubili→se ingerite in quantità superiori al fabbisogno, quelle idrosolubili vengono eliminate con l’urina, quelle liposolubili si accumulano ad arrivare a livelli tossici. -Caso particolare è la vitamina D→può essere prodotta dall’organismo→alcuni lipidi possono essere convertiti in vitamina D dall’azione dei raggi UV sotto la cute. Fabbisogno di vitamina D può essere stato un importante fattore nell’evoluzione del colore della cute→popolazioni sviluppate a basse latitudini hanno una pigmentazione scura della pelle, quelle che si sono sviluppate ad alte latitudini hanno perso tale pigmentazione. 7.Organizzazione dell’apparato digerente -Apparato digerente è formato da un canale alimentare che si estende dalla bocca all’ano e da numerosi organi annessi. -Canale alimentare è costituito da bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino (tenue e crasso) e ano. Quando è rilassato è lungo circa 9 metri, ma la sua lunghezza può variare per i movimenti del rivestimento muscolare. -Cibo viene spinto dalla bocca verso l’ano e il movimento a ritroso è impedito dalla chiusura di alcuni sfinteri: 1.sfintere esofageo→nel punto in cui esofago si immette nello stomaco 2.sfintere pilorico→controlla il transito del contenuto dello stomaco nell’intestino 3.sfintere anale→circonda l’ano -La digestione procede per gradi con enzimi e sostanze prodotte dalle ghiandole annesse; il processo ha inizio nella cavità orale e nello stomaco fino all’intestino. -La scomposizione delle molecole avviene nella cavità interna (lume) del tubo digerente -Le molecole prodotte dalla digestione vengono assorbite da cellule epiteliali che rivestono il canale per poi essere trasferite in sangue e linfa. -L’assorbimento avviene gradualmente ed interessa principalmente l’intestino. -Gli scarti solidi della digestione vengono eliminati tramite l’ano.
La deglutizione →processo che comprende una serie di riflessi→la laringe si chiude e l’epiglottide ne ricopre l’ingresso; dopo il passaggio del bolo le vie respiratorie si riaprono e riprende la respirazione. -Nell’esofago il bolo è spostato verso lo stomaco da movimenti di peristalsi. -Muscolatura del canale alimentare si contrae in risposta allo stiramento che avviene quando il bolo raggiunge l’esofago, spingendo il cibo verso lo stomaco. -La rete di neuroni tra i due foglietti muscolari coordina i muscoli in modo che la contrazione sia preceduta da un’onda anticipatoria di rilassamento, in modo da spingere il bolo verso il basso. -La peristalsi si propaga dalla bocca all’ano, spingendo il bolo verso lo stomaco 10.Nello stomaco procedono digestione meccanica e chimica -Stomaco si trova sotto il diaframma; il cardias circonda lo sfintere esofageo, il fondo è la porzione superiore, la parte più grande ripiegata è il corpo, mentre la regione inferiore è il piloro. -Principale funzione dello stomaco è quella di immagazzinare cibo e mescolarlo→è espandibile per contenere fino a 1,5 L di alimenti. Ha funzioni anche secretorie, presenta infatti fossette gastriche che contengono tre tipi di cellule secretrici: cellule principali (secernono il pepsinogeno), cellule parietali (producono acido cloridrico, che uccide microrganismi e converte pepsinogeno in pepsina) e cellule mucose (secernono muco). -Il succo gastrico è costituito da una miscela di acido cloridrico e pepsina→l’acido potrebbe danneggiare la mucosa, ma le cellule mucose proteggono le pareti dello stomaco con uno strato di muco che mantiene anche il pH della mucosa vicino alla neutralità 11.Dallo stomaco all’intestino tenue -Quando il bolo raggiunge lo stomaco, le pareti si distendono e il pH tende ad aumentare→variazioni producono impulsi nervosi che stimolano la secrezione di succo gastrico e attivano le onde di mescolamento. -Il cibo si mescola al succo gastrico e diventa un liquido denso chiamato chimo. -Ha inizio la digestione chimica delle proteine, idrolizzate e trasformate in peptidi. -Ogni onda spinge pochi spruzzi di chimo nell’intestino attraverso lo sfintere pilorico, mentre la maggior parte viene spinta indietro allo stomaco→lo stomaco si svuota gradualmente senza sovraccaricare l’intestino. SINERGIA TRA INTESTINO, FEGATO E PANCREAS 12.La digestione chimica nell’intestino tenute -Nell’intestino tenue→prosegue la digestione di carboidrati e proteine e hanno inizio la digestione dei lipidi e l’assorbimento di sostanze nutritive. -L’intestino tenue è un organo molto esteso, con diametro di 2,5 cm e lunghezza di 6 m; la sua parete è pieghettata e su ogni piega si trovano estroflessioni digitiformi, chiamate villi. -I villi sono rivestiti da una membrana e a loro volta hanno minuscole proiezioni chiamate microvilli. -Cellule che rivestono l’intestino tenue hanno due funzioni: secernono muco e piccole quantità di enzimi che costituiscono il succo enterico assorbono sostanze prodotte nella digestione -L’intestino può essere diviso in tre sezioni: duodeno (porzione più corta e collegata al piloro), digiuno e ileo (dove avviene il 90% dell’assorbimento delle sostanze nutritive e si collegano all’intestino crasso). -La digestione nell’intestino tenue ha bisogno di enzimi prodotti da fegato e pancreas.
13.Il fegato svolge più funzioni -E’ il secondo organo del corpo umano per grandezza; è avvolto in tessuto connettivo circondato dal peritoneo; sul bordo anteriore, verso il basso, si trova la cistifellea. -Il fegato svolge diverse funzioni legate al metabolismo:
per quanto riguarda la digestione, sintetizza la bile, miscela di sali e pigmenti biliari, colesterolo e lipidi; la bile entra nei canalicoli biliari, che si rivestono nei dotti biliari, che si fondono formando il dotto epatico, che si unisce al dotto cistico, che si unisce alla cistifellea per formare il dotto biliare comune o coledoco, che sbocca nel duodeno insieme al dotto pancreatico. La bile non contiene enzimi, ma ha il compito di emulsionare le gocce di lipidi che giungono nell’intestino. Quando l’intestino è vuoto la bile viene immagazzinata nella cistifellea; quando arrivano alimenti ricchi di lipidi un segnale ormonale fa contrarre le pareti della colecisti, facendo scorrere la bile attraverso il coledoco per raggiungere il duodeno. La bile contiene i sali binari che, emulsionando i lipidi, aumentano l’area dei lipidi esposti alle lipasi (enzimi che li digeriscono). Ogni molecola di sale biliare è idofobica e lipofila, mentre l’altra è idrofilica→molecole di bile inseriscono estremità lipofile nelle gocce di lipidi, lasciando le estremità idrofiliche sporgenti all’esterno→i sali biliari impediscono alle goccioline di unirsi→piccole gocce di grasso sono chiamate micelle. -Il fegato è suddiviso in lobi, costituiti da lobuli→ogni lobulo è composto da lamine di cellule epiteliali chiamate epatociti. -Sono presenti anche minuscoli elementi (cellule di Kupffer) che hanno il compito di distruggere i globuli rossi senescenti, batteri e materiali estranei. 14 - Il fegato e il metabolismo -L'alimentazione non è un processo continuo, l'organismo immagazzina le sostanze prodotte dalla digestione per immetterle nella circolazione a seconda delle necessità. In tale processo il ruolo del fegato è fondamentale. -Il sangue che lascia il tratto digerente scorre al fegato mediante la vena porta epatica → Di grandi dimensioni, trasporta il sangue fino ai sinusoidi (spazi tra gli epatociti). -Le cellule del fegato assorbono le sostanze nutritive provenienti dall'intestino, le immagazzinano o convertono in molecole. Glucosio, saccarosio, fruttosio → usati per sintetizzare il glicogeno ; gli aminoacidi → per produrre proteine; i lipidi → immagazzinati come trigliceridi. -In presenza di elevati livelli sanguigni di molecole nutrienti il fegato le immagazzina sotto forma di glicogeno e trigliceridi; con livelli bassi, ne rilascia di nuove. -Sintetizza le proteine del sangue (a partire da amminoacidi in circolo). Grandi capacità di convertire molecole ad alto contenuto energetico → le sue cellule possono trasformare i monosaccaridi in glicogeno. Mediante il processo di gluconeogenesi può convertire in glucosio aminoacidi e molecole (es: piruvato, lattosio). -Principale contro latore del metabolismo di lipidi, mediante produzione di lipoproteine = Particelle composte da un nucleo idrofobico di lipidi e colesterolo, ricoperto da strati di proteine idrofiliche (permettono sospensioni in acqua). Sono sintetizzate dal fegato e classificate in base alla densità. I lipidi hanno bassa densità, le proteine hanno alta densità; maggiore è il rapporto tra lipidi e proteine in una lipoproteina, tanto minore sarà la densità della stessa.
17 - Intestino crasso assorbe acqua e ioni inorganici -Motilità dell'intestino tenue spinge i contenuti nell'intestino crasso.esso è largo 6,5 cm E largo 1,5 m , traccia un percorso a U rovesciata attraverso la cavità addominale. -Parete dell'intestino crasso composto dai quattro strati tipici del tubo digerente,Rivestita da epitelio semplice, privo di microvilli. -Questo tratto si divide in tre regioni:
- il cieco: collegato all'ileo tramite lo sfintere ileo-cecale e alla cui estremità si trova appendice.
- il colon: Porzione più lunga e che sale sul lato destro, gira sinistra in corrispondenza del fegato, attraversa l'addome e curva verso il basso.
- Il retto: La cui parte finale termina con l'ano, circondato da sfintere esterno di muscolatura scheletrica (volontaria). Quando il chimo raggiunge il colon via la fase finale della digestione dovuta a batteri → Flora batterica o microbiota, che fermenta ogni residuo di carboidrati (rilasciando gas), Decompone proteine rimaste, sintetizza vitamine (has: vit. gruppo B e vit. K). -La maggior parte delle sostanze nutritive presenti nel chimo è stata rimossa, rimangono ancora ioni inorganici e molta acqua. -Il colon assorbe acqua e ioni, Produce feci se mi solide. Esse sono immagazzinate nel retto fino alla eliminazione. Assorbimento di troppa acqua da parte del colon→ costipazione (stipsi); Assorbimento di troppa poca acqua →diarrea (acqua nel colon viene espulsa con le feci). 4 IL CONTROLLO DELLA GESTIONE 18 - Duplice controllo -Il controllo di digestione, assorbimento, metabolismo cellulare avviene su due livelli: controllo e coordinazione di processi digestivi sono determinati da stimoli nervosi e ormonali. -Quando i prodotti della digestione vengono assorbiti, viene controllata la loro disponibilità per le cellule dell'organismo. -Molti riflessi autonomi coordinano le attività di parti del tratto digerente (Es: acquolina in bocca = riflesso involontario), (Es: introduzione di cibo nello stomaco stimola la peristalsi nel colon e favorisce la defecazione). -Il tratto digerente è fornito di sistema nervoso intrinseco, proprio indipendente: sistema enterico. I segnali nervosi possono viaggiare da una regione all'altra del canale digerente senza dover essere elaborati dal sistema nervoso centrale (SNC). Tra le funzioni: coordinazione della motilità, può comunicare con il SNC e ricevere infO, tuttavia ha ruolo principale di coordinare tutto il tratto digerente. -Attività dell'apparato d. e le ghiandole annesse → regolate da numerosi ormoni:
Es: scretina → Primo ormone individuato nel duodeno, provoca secrezione dei succhi digestivi da parte del pancreas. Alla presenza di lipidi e proteine nel chimo, la mucosa dell'intestino tenue secerne la colecistochinina → Ormone che stimola la colecisti a rilasciare i bile e il pancreas a rilasciare enzimi digestivi.
La colecistochinina e secretina rallentano movimenti dello stomaco e ingresso del chimo nell'intestino tenue. Le cellule più a valle della mucosa gastrica, quando stimolate da presenza di cibo, secernono nel sangue la gastrina → Ormone che in circolo raggiunge cellule nelle aree della parte superiore della parete gastrica, Sì ma la secrezione movimenti dello stomaco. Il suo rilascio è inibito quando il pH dello stomaco è inferiore a 3 (feedback negativo). 19 - Controllo della glicemia
- Glucosio: Uno dei nutrienti più importanti, zucchero necessario per respirazione cellulare, ma poche cellule ne posseggono riserve sufficienti nonostante lo consumano continuamente per sopravvivere. i E’ importante un sistema che controlli l'attività metabolica del fegato affinché sia costante il tasso di glucosio nel sangue glicemia. -Mi dicevi che nel sangue è controllato dal pancreas mediante produzione di due ormoni: insulina e glucagone → Prodotti da gruppi di cellule endocrine disperse nel pancreas: isole di Langerhans. Divise in: cellule alfa → Producono il glucagone, cellule beta → Producono insulina. Due riunioni con effetto antagonista: glucagone innalza la glicemia, insulina la bassa. -Livelli di glucosio post pasto aumentano nel sangue per digestione e assorbimento dei carboidrati; le cellule beta del pancreas rilasciano insulina → Ruolo fondamentale per digerire il glucosio Nei siti in cui Deve essere usato o accumulato.i suoi effetti variano in base a tessuti tuttavia: promuove assorbimento, utilizzo o accumulo di glucosio. -Glucosio entra cellule per diffusione facilitata da trasportatori di membrana: trasportatori che (in muscoli scheletrici a riposo e nel tessuto adiposo) sono contenuti in vescicole citoplasmatiche, poi l’insulina si combina con recettori della superficie della cellula e attiva inserimento dei trasportatori nella membrana plasmatica. -Nelle cellule adipose: Insulina inibisce la lipasi e promuove sintesi di lipidi a partire dal glucosio. -Nel fegato insulina attiva enzima che Fosforil a un glucosio in modo da non diffondere all'esterno aumentando efficienza dell'assorbimento cellulare. -Nelle cellule epatiche: Attiva enzimi che catalizzano sintesi del glicogeno. -Quando Glicemia diminuisce→ Cala rilascio di insulina, limitando così assorbimento del glucosio da parte di maggioranza delle cellule.
- Quando la glicemia scende sotto un certo livello agisce un ormone pancreatico, il glucagone → Ha effetti opposti a quelli dell'insulina. Stimola le cellule del fegato a degradare il glicogeno e attivare la Gluconeogenesi: di conseguenza il fegato produce glucosio e rilascia nel sangue. -Il sistema nervoso non cambia mai la propria fonte energetica; le sue cellule richiedono un rifornimento costante di glucosio e possono usare altri tipi di combustibili solo in modo limitato. 5 LE PRINCIPALI PATOLOGIE DELL’APPARATO DIGERENTE 20 - Le intossicazioni alimentari e le malattie infiammatorie -Apparato digerente comunica con l'ambiente, con regolarità entrano sostanze provenienti dall'esterno dunque possono essere introdotte sostanze tossiche o velenose, virus o batteri.
Altre cause: fumo / alcol / uso eccessivo di farmaci antinfiammatori non steroidei (FANS) → diminuiscono difese naturali della mucosa gastrica.r Patologie: Può portare tumori gastrici→ terapia antibiotica prevista nel caso di ulcere provocate da tale batterio ha contribuito alla diminuzione di casi di tumore gastrico prima molto diffuso. 22 - Cancro del colon-retto -Cancro del colon-retto: tra le forme tumorali più frequenti, nei paesi occidentali secondo tumore maligno per incidenza e mortalità. In Italia: colpisce 40.000 donne 70.000 uomini l'anno, la maggior parte diagnosticata in età senile. Deriva da l'epitelio che riveste il colon e retto si sviluppa con formazione di masse sporgenti di tessuto→ Polipi. Progressione della malattia molto lenta. Rimedi:Accurato screening, campagne di prevenzione riducono l'incidenza. 6 LE ABITUDINI ALIMENTARI E L’APPARATO DIGERENTE 23 - L’alimentazione e il bilanciamento energetico -In un animale i fabbisogni energetici devono essere due soddisfatti dall'ingestione, digestione e assimilazione del cibo. -In un umano il consumo energetico basale o metabolismo basale (cioè dell'organismo a riposo) e in media: donna→ 1300-1500 Cal/al giorno, uomo→ 1631 1800 Cal/ al giorno.
- Metabolismo basale → Influenzato da diversi fattori: età, sesso, peso corporeo, attività ormonali tiroidei. Ad esso si aggiunge l'energia richiesta per tutte le attività fisica: Individuo sedentario consuma il 30% delle calorie per attività di muscolatura scheletrica; individuo impiegato in lavoro fisico pesante consuma il 95% delle calorie per attività della muscolatura scheletrica. -Componenti del cibo fonti di energia: Grassi (9,5 Cal /grammo) carboidrati (4,2 Cal /grammo), proteine (4,1 Cal /grammo). -Bilancio energetico si ottiene confrontando le calorie ingerite con quelle consumate. Permette di capire se quantità e qualità di cibo ingerito è proporzionale a effettivo bisogno dell'organismo. 24- Denutrizione, ipernutrizione e obesità -Denutrizione → Se alimentazione non è sufficiente a soddisfare il fabbisogno energetico, l'organismo metabolizza le proprie biomolecole a cominciare da i composti di riserva energetica→ il glicogeno e lipidi; esaurite le riserve di lipidi→ proteine. Se protratta tale condizione porta a danneggiamento di apparati o morte per denutrizione -Ipernutrizione → Se assumiamo costantemente più cibo di quello necessario ai fabbisogni energetici. Immagazziniamo sostanze nutritive in eccesso → sotto forma di aumento della massa corporea. Aumentano riserve di glicogeno; poi i carboidrati, lipidi e proteine vengono convertiti in grasso da deposito. Patologie: aumenta il rischio di ipertensione arteriosa, infarto del miocardio, diabete ecc. -Obesità→ Deriva da stile di vita scorretto + ipernutrizione, sono determinanti fattori genetici e metabolici.
Nei paesi industrializzati → problema sanitario: 1 bambino su 10 è in eccesso di peso, circa 155 milioni di bambini in età scolare sono in sovrappeso, di questi 30-45000.000 obesi. Regola: assumi meno calorie di quante ne brucia il tuo organismo mantenendo una dieta bilanciata. 25 - Le carenze nutrizionali
- Dieta scorretta può alterare il normale funzionamento dell'apparato digerente come microrganismi o sostanze nocive provocano alterazioni e malattie nel tratto gastrointestinale. -Malnutrizione: mancanza di qualsiasi dei nutrienti essenziali, può divenire cronica e portare malattie da carenza. (Nei vegetali presenti solo alcuni degli aminoacidi essenziali, dieta vegetariana può esporre a rischio di malnutrizione→ necessario assumere alimenti complementari per contenuto di aminoacidi per ottenere aminoacidi essenziali in misura equilibrata senza alimenti di origine animale. Cereali (riso, mais, grano) devono essere integrati con legumi (fagioli, lenticchie, soia, piselli). - Prima della comprensione della base chimica di questa complementarietà→ società avevano accesso limitato a carne svilupparono diete bilanciate (in Italia associazione tra cereali e legumi e tipica). -Raccomandazione: non adottare mai regimi estremi in infanzia→ mancanza prolungata di sostanze nutritive essenziali producono malnutrizione cronica che porta malattie da carenza come scorbuto (carenza vit. C), pellagra (carenza vit. PP) rachitismo (carenza vit D). -Carenze nutrizionali provocano malattie causate da: sia assenza di nutrienti essenziali sia dall'incapacità di assorbire o modificare chimicamente tali sostanze. -Malattie da carenza sono provocate da mancanza di sostanze minerali → Patologie: Ipotiroidismo e gozzo (carenza di iodio). -Vitamine non sono alimenti calorici, ma alcune vitamine (es: liposolubili) se assunte in eccesso, si accumulano nel fegato fino a livelli tossici. Ipervitaminosi → assunzione eccessiva di vitamine che causa disturbi all'apparato digerente e ai reni.
