Il sistema gastrointestinale1. Motilità
Carlo CapelliFisiologia Generale e dell’Esercizio
Facoltà di Scienze Motorie -Università degli Studi di Verona
Obiettivi• Funzioni del SGI: motilità, secrezione, digestione e
assorbimento• Attività elettromeccanica e muscolatura liscia (sincizio
funzionale)• Pacemaker muscolare• Regolazione estrinseca e sistema nervoso enterico• Riflessi intestinali (locali, brevi, lunghi)• Tip di attività motoria• Motilità esofagea, gastrica, dell’intesino tenue e
dell’intestino crasso
IntroduzioneIl sistema gastrointestinale ècomposto da: i) il tubodigerente; ii) gli organiaccessori (ghiandole esocrine,pancreas esocrino, sistemabiliare)
Funzioni del sistemagastrointestinalei) motilitàii) secrezioneiii) digestioneiv) assorbimento
Motilità gastrointestinale
Muscolatura lisciaAttività elettrica emeccanica spontaneeLe cellule sonoconnesse tramitegiunzioni comunicantiE’ un sinciziofunzionale
Attività elettrica e meccanica
Onde lente: ondespontanee di attivitàelettricaPacemaker delle onde lente:cellule interstiziali diCajalSe la depolarizzazione èsufficiente. Si hanno uno opiù potenziali di azioneLa frequenza delle ondelente determina il ritmoelettrico di base
Regolazione nervosa estrinseca
Innervazione estrinsecaefferentei) Parasimpatico
Craniale: n. motore dorsale del vago (esofago distale; stomaco, tenue, colontrasverso)Sacrale: nervi pelvici (colon distale, retto, canale anale)
ii) SimpaticoGangli prevertebrali celiaco, mesenterico superiore ed inferiore
Sistema nervoso entericoE’ costituito da neuroni i cui corpicellulari sono localizzati nei gangliposti nella parete del tubo digerenteDue plessi:
i) plesso mientericoii) plesso mucoso
I corpi cellulari sono connessi tramitetratti di fibre intergangliariIl sistema nervoso enterico è unsistema integrativo indipendentedotato di neuroni sensoriali,interneuroni, neuroni motori, vieriflesse e schemi motoriLa sua attività è modificata dallainnervazione estrinseca
Sistema nervoso entericoPrincipali neurotrasmettitori del sistema nervoso enterico eloro effetto sulla motilità del tubo gastrointestinaleNeurotrasmettitore Effetto sulla motilitàNon peptidiciAch EccitatorioSerotonina EccitatorioATP InibitorioDopamina InibitorioNO Inibitorio
PeptidiciColecistochinina EccitatorioEncefaline EccitatorioPeptide rilasciante la gastrina EccitatorioNeuropeptide Y EccitatorioSostanza P EccitatorioSomatostatina InibitorioVIP Inibitorio
Sistema nervoso enterico
Modello teorico del sistema enterico intestinale
Riflessi nervosi
I riflessi controllano le attivitàmotoria e secretoria
1. Riflessi intrinseci (locali): entrain gioco solo il SNE
Esempio: riflesso peristaltico
2. Riflessi estrinseci brevi e lunghiBrevi: i recettori del SNE
inviano impulsi ai gangli prevertebrali; riflessi inibitori noradrenergici
Lunghi: fibre sensoriali mandano impulsi al MS o al SNC;riflessi autonomici (para e/oortosimpatici)
Tipi di attività motoria
• Peristalsi: onda di contrazione nelsegmento propulsivo chenormalmente sposta in direzioneaborale il contenuto del tubodigerente nel segmento recettivo
• Movimenti di segmentazione (orimescolamento): contrazioniritmiche della m. circolare,rimescolano il cibo
• Contrazioni toniche: contrazioniprolungate presenti nella parteprossimale dello stomaco e neglisfinteri; bloccano il passaggio dimateriale, separano uncompartimento dall’altro,prevengono il reflusso
Deglutizione• Masticazione: mediata dal controllo nervoso dei riflessi masseterino (chiusura della
mandibola) e digastrico (apertura della mandibola.• Deglutizione: propulsione del bolo alimentare dalla bocca attraverso faringe ed esofago sino
allo stomaco• E’ costituita da una sequenza di fasi (volontarie e riflesse) coordinate dal centro della
deglutizione bulbare
a: il bolo alimentare è separato dalle parti restanti del cavo oraleb: il nasofaringe viene chiuso e la glottide si chiude con inibizione della respirazionec,d: lo sfintere esofageo superiore si rilascia ed il materiale è spinto nell’esofago
Transito esofageo•Prima della deglutizione, la pressione,misurata con catetere manometrico, è:i) + 60 mm Hg a livello dello sfintereesofageo superiore (SES) e; ii) +30 alivello dello sfintere esofageo inferiore(SEI)
•Nel corpo dell’esofago è subatmosferica•All’inizio della deglutizione, SES sirilascia e una contrazione peristalticaprimaria si propaga (2-6 cm/s)
•Quando il bolo si avvicina al SEI,questo si rilascia prima che giunga lacontrazione peristaltica
•Contrazione peristaltica secondaria:risposta riflessa che ripulisce l’esofago
Motilità gastrica
Stomacocardias, fondo, corpo, antro e piloroStomaco prossimale: serbatoio del ciboingerito (chimo), muscolatura più sottile edistensibileStomaco distale: rimescolamento etriturazione del cibo
La muscolatura dello stomaco prossimalepresenta di solito contrazioni lente eprotratteSi rilascia in seguito a deglutizione:rilasciamento recettivo riflesso motorevagale (meccanocettori orofaringei) e perriflesso vagovagale
Motilità gastricaLa muscolatura dello stomaco distale presentauna muscolatura più spessa e robustaNei periodi interprandiali si hanno periodichecontrazioni: complessi motori migranti(MMCs)Dopo un pasto, lo stomaco distale presentacontrazioni fasiche (3/min) sovrapposte ad ondelente che nascono dal pacemaker gastricoLe onde lente si propagano distalmente e sonoaccompagante da due successivi anelli dicostrizione della m. circolareLa prima onda di contrazione spruzza un gettodi chimo nel duodenoLa seconda onda trova lo sfintere piloricochiuso: retropulsione
Velocità di svuotamento gastrico
La velocità di svuotamento gastrico ècontrollata e dipende da molti fattori• Un pasto liquido si svuota più rapidamente, tanto
più rapidamente quanto maggiore è il volume• La distensione gastrica aumenta in via riflessa la
forza e la frequenza delle contrazioni antrali• In un pasto solido, la velocità dipende dalla
grandezza delle particelle• pH basso nel duodeno rallenta la velocità di
svuotamento (chemoriflesso vagovagale)• Liquidi ipotonici o ipertonici sono svuotati più
lentamente (osmocettori duodenali)• I prodotti della digestione lipidica inibiscono lo
svuotamento stimolando la secrezione dellacolecistochinina (CCK) duodenale. CCK stimolala contrazione dello sfintere pilorico. In questo modo vi è più tempo a disposizione per rimescolamento
Motilità intestinale-TenueFunzioni dell’intestino tenue: Assorbimento
Digestione
Due tipi di movimento Contrazioni di segmentazioneMovimenti peristaltici
Movimenti peristalticiPeriodi interdigestivi: Poche contrazioni che coprono corti
trattiOgni 90-120 s onda peristaltica di notevole intensità dallo stomaco alla valvola ileocecale (MMCs) che ripuliscel’intestino
Motilità intestinale-Tenue
• Movimenti peristalticiPeriodi postprandiali: Attività continua
I movimenti peristaltici spingono i contenuti per brevi tratti, ma si verificano ripetutamente in tutto l’intestino
• La motilità intestinale è influenzata da stimoli ormonali e nervosi(stimolazione parasimpatica aumenta l’attività intestinale; quellasimpatica la diminuisce)
Motilità intestinale-Tenue
•Sfintere ileocecale: controllalo svuotamento nel colon epreviene il movimentoretrogrado
•Normalmente è chiuso(riflesso enterico dal cieco)
Motilità intestinale-Crasso
Funzioni dell’intestino crasso:- assorbimento- formazione, raccolta eperiodica espulsionedelle feci
Comunemente il materiale siferma per 16-18 ore ed èformato da residuati di diversipasti
Motilità intestinale-CrassoQuattro tipi di movimento Austrazioni
Movimenti peristaltici propulsiviMovimenti di massaDefecazione
• Austrazioni• Contrazioni prolungate della muscolatura liscia• Rimescolano il contenuto e compattano le feci• Movimenti peristaltici propulsivi• Progrediscono lungo la parete in direzione orale ed
aborale• Movimenti di massa• Uno/tre volte al giorno, la m.a liscia si contrae per
un lungo (20 cm) tratto e spinge il materiale insenso aborale, le austrazioni scompaiono
• La massima parte del movimento delle feciavviene con questo meccanismo
Motilità intestinale-CrassoDefecazione La sensazione cosciente sorge quando le feci entrano
nel retto
• I muscoli del retto sono dotati dimeccanocettori
• Gli sfinteri interni non sono sotto icontrollo volontario
• Gli sfinteri esterni sono innervati damotoneuroni dei segmenti S2-S4
• La muscolatura dello sfintere esterno ètonicamente contratta dall’attivazione deimotoneuroni
Motilità intestinale-Crasso
• Quando il retto si riempie di feci, imeccanocettori trasmettonoinformazioni al midollo spinaleattraverso il nervo pelvico
• Le afferenze sensoriali eccitano ineuroni parasimpatici pregangliari cheattivano i neuroni postgangliari cheinnervano i muscoli lisci di colon eretto.
• I muscoli lisci si contraggono e le fecisono forzate verso l’orifizio anale.
• Lo sfintere anale interno si rilascia perun riflesso evocato dalla distensionerettale (riflesso anorettale)
• I meccanocettori inviano informazionianche ai centri cerebrali: urgenza alladefecazione
Motilità intestinale-Crasso• I centri superiori inviano anche impulsi
discendenti ai neuroni parasimpaticipregangliari per facilitare il riflessodella defecazione e a quelli checausano il rilasciamento dello sfintereinterno
• Il canale anale superiore è ricco diterminazioni sensoriali che sono ingrado di valutare la consistenza dellefeci
• Se non si defeca, lo sfintere esterno sicontrae più tenacemente, i muscoli delcolon distale e del retto si rilasciano, imeccanocettori diminuiscono lafrequenza di scarica e il tono dellosfintere inetrno aumenta e ladefecazione viene ritardata sinoall’arrivo di una ulteriore quantità difeci
Motilità intestinale-Crasso
• La defecazione inizia perchè imotonueuroni del nervo pudendo cheinnervano lo sfintere esterno sono inibitidall’attivazione dei nervi parasimpaticipregangliari
• Quindi, impulsi discendenti dalle areesensorio-motorie della corteccia dirigonola defecazione coordinandosi con leazioni autonome che somatiche
Ormoni gastrointestinali
Prodotti interdigestiviStimola gli MMCsCellule M del duodeno e deldigiuno
Motillina
Glucosio, aminoacidi, acidigrassi
Stimola la secrezione di insulina (?)Cellule K del duodeno e deldigiuno
GIP*
AciditàStimola la secrezione di HCO3-
pancreatici e biliari; inibisce lasecrezione acida gastrica e l’effettotrofico della gastrina
Cellule S del duodenoSecretina
Peptidi, aminoacidi, acidigrassi
Stimola la contrazione della cistifellea, lasecrezione degli enzimi pancreatici ed iltrofismo del pancreas esocrino, inibiscelo svuotamento gastrico
Cellule I del duodeno e deldigiuno
CCK
Peptidi, aminoacidi,distensione, stimolazionevagale
Stimola la secrezione gastrica (acida e dipepsinogeno) ed il trofismo della mucosadelle ghiandole gastriche ossintiche,stimola il trofismo della mucosa delleghiandole ossintiche
Antro del duodeno ed in minormisura il duodeno (cellule G,antro e duodeno)
Gastrina
Stimoli della secrezioneAzioniLocalizzazione secrezioneOrmone
* Polipeptide insulinotropo glucosio-dipendente
Bibliografia
• Fisiologia dell’Uomo, autori vari, Edi.Ermes,Milano, Capitolo 14: Apparato digerente (Capitoli 14.1 e 14.2)