Fisiologia dell'apparato digerente

Per coprire il fabbisogno alimentare ed energetico dell'organismo gli alimenti assunti dal corpo devono essere digeriti (scissi) nel tratto gastro-enterico (tubo digerente) e infine assorbiti dall'intestino. Le sostanze alimentari solide sono dapprima masticate con i denti, poi mescolate con la saliva, proveniente dalle ghiandole salivari.

Mediante la deglutizione il bolo alimentare, attraverso l'esofago, arriva allo stomaco, dove viene a contatto con il succo gastrico. A questo, nel duodeno, si aggiungono la bile e il succo pancreatico. Il passaggio attraverso l'intestino tenue e l'intestino crasso serve ad una ulteriore decomposizione degli alimenti, all'assorbimento dei prodotti di scissione, delle vitamine e delle sostanze minerali, e alla concentrazione della massa intestinale mediante assorbimento dell'acqua. Il sigma e il retto raccolgono le feci fino al successivo svuotamento dell'intestino.

Tutti questi fenomeni avvengono mediante secrezione e assorbimento di notevoli quantità di acqua, nella quale sono disciolte varie sostanze (componenti della saliva, succo pancreatico eccetera).

Qui di seguito ci sono alcuni numeri indicativi per dare un'idea di questi spostamenti di liquidi (ml/24h = ml secreti o assorbiti in un giorno):

1500 ml/24h assorbiti durante il giorno con cibi e bevande 1500 ml/24 h espulsi tramite urine e feci
1500 ml/24h prodotti dalle ghiandole salivari 2500 ml/24h prodotti dallo stomaco (succo gastrico) 500 ml/24h prodotti dalla bile (liquido biliare) 1500 ml/24h prodotti dal pancreas (succo pancreatico) 1500 ml/24h prodotti dall'intestino tenue

Tutta questa quantità d'acqua viene riassorbita a livello intestinale (90% circa), a livello dell'intestino crasso (7% circa) mentre il 3% viene perso con le feci, di cui la componente acquosa rappresenta i 3/4 in peso.

La digestione orale
La masticazione serve a triturare il cibo e a miscelarlo con la saliva. Ciò è molto importante perché la saliva, contenente mucina, "ricopre" il bolo alimentare rendendolo scivoloso, in modo da limitare il rischio di abrasioni interne causate dal suo movimento nella faringe e nell'esofago, conseguente alla deglutizione. La mucina è un mucopolisaccaride dalle proprietà lubrificanti.

La saliva contiene anche ptialina, un enzima capace di scindere l'amido cotto (l'amido è un polisaccaride formato da glucosio). Si noti che non c'è invece un enzima capace di scindere l'amido crudo che, se ingerito, verrà espulso senza essere stato "sfruttato". La ptialina è capace di agire solo in un ambiente neutro o leggermente basico, come la cavità orale. Una volta che il bolo alimentar ha raggiunto lo stomaco, che è acido, la ptialina viene bloccata.

La salivazione viene indotta da tre diversi fattori:

a) fase cefalica - è indotta da riflessi condizionati, legati a tutti e 5 i sensi: si tratta di riflessi corticali ma ormai divenuti involontari b) fase orale - è indotta direttamente dalla presenza di cibo nella cavità orale c) fase gastrica - la presenza di cubo nello stomaco (oltre a stimolare la secrezione gastrica) mantiene alta la secrezione delle ghiandole salivari.

L'atto della masticazione è volontario, anche se esistono vari riflessi che lo possono modificare. Recettori del dolore per esempio causano una interruzione della masticazione e una divaricazione di mascella e mandibola. Altri recettori, situati nello spazio (o legamento) alveolo-dentale, modificano la masticazione in modo che questa avvenga nella maniera più appropriata.
Questi recettori, che creano potenziali d'azione in seguito a movimenti del dente anche di solo pochi micron, comunicano al bulbo se qualche dente non ha incontrato il proprio "complementare" nell'atto di serrare mascella e mandibola, oppure se il contatto è stato troppo intenso. I centri bulbari della masticazione a questo punto intervengono sui muscoli masticatori per ripristinare la perfetta posizione mascella/ mandibola.

La deglutizione
Dopo che il bolo alimentare è stato portato volontariamente verso l'istmo delle fauci, lì dei recettori tattili vengono eccitati e fanno partire il riflesso involontario della deglutizione. Esso comprende:
- lo spostamento dell'epiglottide - lo spostamento del velo del palato (che chiude le coane) - la contrazione della muscolatura posizionata dietro l'istmo delle fauci - il blocco momentaneo della respirazione.

Ciò causa il repentino scivolamento del bolo alimentare nella faringe e poi nell'esofago. Un eventuale "errore" in questo meccanismo, che può causare l'intrusione di cibo, saliva o liquidi nella trachea, causa il fenomeno della tosse, ossia una espirazione forzata massimale involontaria, che la lo scopo di rigettare il corpo estraneo fuori dalla trachea verso la faringe.

L'esofago
L'esofago è un tubo che collega la faringe allo stomaco. E' costituito da una prima porzione striata, che contribuisce al meccanismo della deglutizione, e da una seconda parte (più lunga) costituita da tessuto muscolare liscio. Presenta due sfinteri: lo sfintere superiore, che si chiude momentaneamente durante la deglutizione, e quello inferiore (che coincide con il cardias). L'esofago e' parzialmente mobile, e ciò permette il crearsi di peristalsi esofagee. La peristalsi esofagea è un'onda circolare di contrazione preceduta da un'onda di rilassamento, che percorre l'esofago dall'alto in basso, spingendo quindi il bolo alimentare verso lo stomaco. Quando l'onda di rilasciamento giunge allo sfintere inferiore, esso si allarga, in modo che l'onda di contrazione possa spingere il contenuto dell'esofago nello stomaco.

Le onde peristaltiche - Le onde peristaltiche sono presenti in tutto l'apparato digerente, ad esclusione dello stomaco, come vedremo. L'origine di queste onde è dovuta a una caratteristica intrinseca del tessuto che costituisce l'apparato digerente. Ciò si può dimostrare asportando una parte di tessuto e mantenendola "in vita" in una soluzione fisiologica appropriata: in queste condizioni il tessuto continuerà a rilasciarsi e a contrarsi regolarmente.

NB: una soluzione si dice fisiologica quando è isotonica con il plasma

La peristalsi è dovuta ad una attività elettrica di cellule particolari (pacemakers), che funzionalmente possono essere paragonate al tessuto del miocardio specifico; capaci di originare autonomamente dei potenziali d'azione. Queste cellule fanno parte anatomicamente del Sistema Nervoso Autonomo (parasimpatico) ma, considerata la loro notevole indipendenza* da esso, vengono classificate come un sistema specifico: il Sistema Nervoso Enterico. 

(*) Le onde peristaltiche sono generate in loco, ma ovviamente permangono dei collegamenti col Sistema Nervoso Autonomo, che può modificare le strutture e le attività dell'apparato digerente.

I gangli parasimpatici e l'intestino
La maggior parte dei gangli del sistema nervoso enterico sono situati nella tonaca sottomucosa e tra le tonache muscolari longitudinale e circolare (vedi figura). In entrambi i casi i nuclei sono uniti tra loro da fibre nervose, cosicché formano una specie di rete, detta plesso gangliare. 
Nel caso il duodeno riceva quantità notevoli di chimo dallo stomaco, o se riceve grassi, viene aumentata la secrezione di enterogastrone, un ormone peptidico che ha il compito di rallentare l'attività gastrica, in modo che l'intestino abbia "più tempo" per digerire il suo contenuto. L'attività gastrica invece può venir accelerata per via endocrina dalla gastrina, e per via nervosa dal nervo vago.

L'intestino tenue - il digiuno, regolazioni e riflessi intestinali
Nel digiuno si ha la secrezione di succo enterico, anch'esso completo, come il succo pancreatico, e contenente acqua e mucina. Il digiuno possiede una notevole motilità, sia di rimescolamento del proprio contenuto (detto chilo) sia di peristalsi. I movimenti peristaltici oro-caudali vengono prodotti da vari pacemakers variamente distribuiti, di non facile individuazione anatomica.

Il sistema nervoso parasimpatico può modificare parzialmente l'attività dell'intestino, non solo del digiuno, con effetti paragonabili a quelli che induceva nel cuore. Nel caso dell'intestino però questi effetti non possono essere spiegati e classificati così semplicemente come nel caso del cuore, così non ci addentreremo in questo discorso. Il sistema nervoso ortosimpatico invece è attivo nell'intestino e promuove una diminuzione del tono degli sfinteri (pilorico ed ileocecale) con conseguente aumento della velocità di avanzamento del contenuto.

Durante la digestione (stomaco, duodeno) e l'assorbimento (duodeno, digiuno, ileo e cieco) si ha una notevole vasodilatazione locale e un elevato consumo di energia dovuto al fatto che l'assorbimento di quasi tutte le sostanze avviene in maniera attiva.

L'intestino tenue possiede vari riflessi che servono a coordinare la sua attività con quella di organi posti "a monte", come lo stomaco, oppure che servono a coordinare l'attività di sue diverse porzioni.

Possiamo citare:

- il riflesso gastro-colico: una dilatazione della parete dello stomaco (effetto della presenza di cibo) fa aumentare l'attività del colon;

- il riflesso entero-gastrico: una dilatazione della parere dell'intestino fa diminuire l'attività gastrica;

- il riflesso entero-enterico: due diverse porzioni di intestino possono influenzarsi a vicenda (in modo simile a quello che accade nei riflessi precedenti).

Dopo aver percorso il digiuno il contenuto intestinale passa nell'ileo (terza ed ultima parte dell'intestino tenue) e successivamente nell'intestino crasso, che si divide in cieco, colon e retto.

Cieco, colon, retto
Nel cieco e nel colon non ci sono così tanti villi come nel tenue. In queste porzioni si ha essenzialmente un riassorbimento di acqua, con conseguente consolidamento progressivo del contenuto intestinale. Insieme all'acqua vengono assorbite le vitamine, prodotte dalla flora batterica qui molto sviluppata. Le vitamine sono delle molecole che partecipano al metabolismo cellulare, ed in particolare alla formazione di enzimi intercellulari.
Alcune vitamine possono essere fabbricate dall'organismo, altre no. In questo secondo caso esse devono essere assunte attraverso i cibi o devono essere assorbite quando vengono liberate dai batteri.
Il contenuto intestinale, una volta superato il colon, è diventato un agglomerato di sostanze inutilizzabili e pronte ad essere eliminate tramite il retto.

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