Apparato digerente
Le funzioni della digestione
Fegato
Dal cibo ai nutrienti
LA SINERGIA TRA INTESTINO, FEGATO E PANCREAS
Una grande varietà di nutrienti
Pancreas
Le vitamine
Intestino crasso
Anatomia
Intossicazioni alimentari
IL CONTROLLO DELLA DIGESTIONE
Organizzazione dell'apparato digerente
Le fasi della digestione
Il reflusso gastro-esofageo
Lo stomaco
Apparato urinario
I reni
Le funzioni dell’apparato urinario
PATOLOGIE DELL’APPARATO URINARIO
Funzionalità renale
Struttura del rene
Formazione dell’urina
Equilibrio acido-base
L’IMPORTANZA DELL'ACQUA POTABILE
L’attività dei nefroni
Filtrazione glomerulare
Ormone antidiuretico
L'analisi delle urine
La glicosuria (glucosio nelle urine) può essere un sintomo del diabete mellito, mentre l'ematuria (sangue nelle urine) può essere legata a lesioni dell'apparato urinario, calcoli, infezioni, ma anche possibili tumori.
L'uricemia (acido urico nelle urine) è il sintomo tipico della gotta, una malattia legata all'inefficienza dei tubuli renali nell'eliminare l'acido urico.
Le intossicazioni alimentari e le malattie infiammatorie
Le intossicazioni alimentari possono essere causate da tossine batteriche (come nel caso del botulismo, in cui il cibo è contaminato dal batterio Clostridium botulinum) o da alimenti nocivi, come i funghi velenosi. Virus e batteri possono causare infezioni all'apparato digerente (gastrite, enterite, colite). Particolarmente gravi possono rivelarsi le infiammazioni (epatite e pancreatite). Ambedue possono essere causate anche dall'abuso di alcol. Un caso particolare di infiammazione cronica dell'apparato digerente è la malattia di Crohn, una patologia le cui cause non sono microbiche ma sono, almeno in parte, genetiche.
La celiachia è una infiammazione cronica dell'intestino tenue, in questo caso scatenata dall'ingestione di glutine in soggetti geneticamente predisposti. Il glutine è un componente proteico presente in molti cereali, tra cui frumento, avena, orzo e farro.
L’urina e le molecole di scarto
L'urina è una soluzione composta principalmente da acqua, ioni e sostanze tossiche o di scarto, come urea, acido urico, solfati, creatinina. In condizioni normali sono assenti cellule, proteine e altre macromolecole. I reni ogni giorno filtrano circa 180 L di sangue, ma producono una media di soli 1-2 L di urina.
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Come tutti gli animali, gli esseri umani devono eliminare dai liquidi extracellulari i cataboliti, cioè i prodotti di scarto del metabolismo cellulare. Le sostanze di scarto hanno varia natura: il metabolismo dei carboidrati e dei lipidi produce principalmente acqua e diossido di carbonio, sostanze facili da eliminare. Il metabolismo delle proteine e degli acidi nucleici, invece, è più complesso, perché queste sostanze contengono anche azoto.Gli esseri umani eliminano i cataboliti azotati come urea, un prodotto ottenuto dalla demolizione dell'ammoniaca (NH,), che risulta così molto meno tossica.
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La velocità di filtrazione glomerulare
Il mantenimento di una velocità di filtrazione glomerulare (VFG) dipende dall'apporto di un'adeguata quantità di sangue ai reni.Uno di questi meccanismi autoregolatori è la dilatazione delle arteriole renali afferenti.
Se la dilatazione delle arteriole non basta, il rene rilascia nel sangue l'enzima renina. La renina agisce su una proteina presente in circolo per convertirla nell'ormone attivo angiotensina, che ha diversi effetti utili a riportare la VFG alla normalità: - provoca una contrazione delle arteriole renali efferenti, che aumenta la pressione del sangue nei capillari glomerulari;
- provoca un restringimento dei vasi sanguigni periferici di tutto il corpo, aumentando la pressione sanguigna sistemica;
- la corteccia surrenale viene stimolata a rilasciare un altro ormone, l'aldosterone, che assieme all'angiotensina stimola il riassorbimento di sodio da parte del rene, rendendo così più efficace anche il riassorbimento di acqua;
- l'angiotensina agisce sul cervello per stimolare il senso della sete.
Sempre nella cavità orale incomincia la digestione chimica grazie all’amilasi salivare che viene secreta dalle ghiandole salivari e mischiata con il cibo mentre questo viene masticato. L’amilasi idrolizza l’amido, liberando molecole di maltosio (un disaccaride). Il cibo così trattato si trasforma in bolo. Quando il cibo entra in contatto con il palato ha inizio la deglutizione, che spinge il bolo attraverso la faringe all’esofago, un “tubo” muscolare che corre posteriormente alla trachea.
Durante la deglutizione la laringe si chiude e una piega di tessuto, chiamata epiglottide, ne ricopre l’ingresso. Dopo il passaggio del bolo, le vie respiratorie si riaprono e la respirazione riprende. Quando un bolo di cibo raggiunge l’esofago i muscoli reagiscono contraendosi, spingendo il cibo verso lo stomaco. Il movimento a ritroso del cibo dallo stomaco nell’esofago è impedito dallo sfintere esofageo.
La formazione dell’urina
- La filtrazione. Il sangue viene filtrato all'interno del glomerulo, che è altamente permeabile a determinate sostanze, ma impermeabile a molecole più grandi. L'acqua e le molecole a basso peso molecolare attraversano le pareti dei capillari e passano all'interno della capsula di Bowman, mentre i soluti a peso molecolare elevato e le cellule rimangono nel sangue.
2. Il riassorbimento tubulare. Dal glomerulo, il filtrato passa nel tubulo renale. La quantità di liquidi riassorbita è enorme: circa il 98% del volume del filtrato glomerulare torna nel sangue. Le cellule del tubulo contorto prossimale trasportano attivamente fuori dal filtrato gli ioni Na+ e altri soluti, come glucosio e amminoacidi. Quasi tutte le molecole di glucosio e gli amminoacidi filtrati dal sangue vengono riassorbiti attivamente nel liquido interstiziale.
3. La secrezione tubolare.
L’organizzazione dell'apparato digerente
Il canale alimentare è costituito da diverse parti specializzate: la bocca, la faringe, l'esofago, lo stomaco e l’intestino e l’ano.
L'intestino, la parte più lunga del tubo digerente, è diviso in due parti: intestino tenue e intestino crasso.Il movimento a ritroso del cibo è generalmente impedito dalla chiusura di alcuni sfinteri:
- Lo sfintere esofageo è posto nel punto in cui l'esofago si immette nello stomaco;
- lo sfintere pilorico, che controlla il transito del contenuto dello stomaco nell’intestino;
- lo sfintere anale che circonda l’ano.
Le molecole prodotte dalla digestione vengono poi assorbite dalle cellule epiteliali che rivestono il canale e trasferite nel sangue e nella linfa.
Le funzioni della digestione
Gli enzimi digestivi rompono i legami chimici per idrolisi, una reazione in cui una macromolecola viene scissa in due o più parti a opera di una molecola d’acqua.
La digestione chimica è necessaria per varie ragioni:
- Biomolecole estranee, in particolare le proteine, che se entrassero nel corpo attraverso l'intestino, verrebbero riconosciute come invasori e attaccate dal sistema immunitario.
- Le molecole complesse spesso sono specie-specifiche. Ogni animale costruisce le sue proteine. Conviene, perciò, demolire le proteine e riutilizzare gli amminoacidi per costruire le proprie.
Fegato
La bile non contiene enzimi e quindi non svolge direttamente un'azione digestiva, ma ha il compito di emulsionare le grosse gocce di lipidi che giungono nell'intestino, trasformandole in minuscole goccioline. La bile contiene i sali biliari che, emulsionando i lipidi presenti nel chimo, aumentano l'area superficiale dei lipidi esposti alle lipasi (gli enzimi che li digeriscono). Un'estremità di ogni molecola di sale biliare è idrofobica e lipofila, mentre l'altra è idrofilica. I sali biliari impediscono alle goccioline di unirsi.
È avvolto da una capsula di tessuto connettivo. Sul bordo anteriore, verso il basso, si trova un piccolo sacco a forma di pera, la cistifellea detta anche colecisti. Il fegato ha il compito di sintetizzare la bile, una miscela fluida di sali e pigmenti biliari, colesterolo e altri lipidi.
Le cellule del fegato assorbono le sostanze nutritive provenienti dall'intestino, le immagazzinano oppure le convertono nelle molecole di cui l'organismo ha bisogno. Glucosio, saccarosio e fruttosio sono usati per sintetizzare il glicogeno, gli amminoacidi per produrre proteine, mentre i lipidi sono immagazzinati come trigliceridi.
Infine, il fegato è anche il principale controllore del metabolismo dei lipidi, attraverso la produzione di lipoproteine.
- Le lipoproteine ad alta densità (HDL) rimuovono il colesterolo dai tessuti e lo portano al fegato, dove può essere usato per sintetizzare la bile.
- Le lipoproteine a bassa densità (LDL) trasportano il colesterolo nell’organismo affinché sia utilizzato nelle biosintesi o immagazzinato. Le LDL sono talvolta chiamate “colesterolo cattivo” e le HDL “colesterolo buono”.
- Le lipoproteine a densità molto bassa (VLDL) contengono soprattutto trigliceridi destinati alle cellule adipose di tutto il corpo.
Struttura del rene
L’unità funzionali del rene sono: i nefroni. Ogni nefrone è formato da una struttura detta corpuscolo renale, costituita da un glomerulo racchiuso nella capsula di Bowman, da cui fuoriesce un lungo tubulo, attorno al quale si estende una fitta rete di capillari peritubulari.
Nel corpuscolo renale avviene il primo stadio della formazione delle urina, la filtrazione del plasma. Nel tubulo renale avvengono le altre due fasi del processo di formazione dell’urina (riassorbimento e secrezione). In tale struttura si distinguono: il tubulo contorto prossimale, l’ansa di Henle (le anse lunghe sono importantissime per la concentrazione dell’urina) e il tubulo contorno distale.
L’acqua potabile
Secondo il rapporto «Leaving No One Behind» delle Nazioni Unite, attualmente oltre due miliardi di persone nel mondo vivono in zone dove risulta difficile l'accesso alla risorsa e circa quattro miliardi di persone vivono in assenza di acqua almeno una volta l’anno.
Tra gli inquinanti più diffusi troviamo i solventi e i metalli pesanti (come piombo, nichel, cromo, cadmio), che possono essere ingeriti direttamente bevendo l’acqua.Tali inquinanti provengono dal versamento di prodotti dell'attività agricola, di quella industriale o dai rifiuti urbani.E’ stato dimostrato da diversi anni che nell'acqua potabile del rubinetto e in bottiglia spesso sono presenti microplastiche. Sulle conseguenze che queste generano sull'organismo umano si hanno invece ancora poche informazioni.
I nutrienti
I macroelementi
Il corpo umano ha bisogno di elementi minerali indispensabili per una varietà di funzioni. Gli elementi necessari in grandi quantità, detti macroelementi, sono: calcio, cloro, magnesio, fosforo, potassio, sodio e zolfo. Il fosfato di calcio è il principale materiale strutturale delle ossa e dei denti. La contrazione muscolare e il funzionamento dei neuroni richiedono l'intervento di ioni calcio (Ca2+).
Gli amminoacidi sono costituenti delle proteine. Le cellule del corpo umano ne possono sintetizzare solo una parte. Quelli che non possiamo sintetizzare sono chiamati amminoacidi essenziali e devono essere ottenuti dalla dieta. Per gli esseri umani essi sono otto: isoleucina, leucina, metionina, fenilalanina, treonina, lisina, triptofano e valina. Tutti questi amminoacidi si trovano nel latte, nelle uova, nella carne, mentre gran parte delle verdure non ne contiene quantità adeguate. Tra i nutrienti indispensabili vi sono anche alcuni acidi grassi. Gli esseri umani possono sintetizzare quasi tutti i lipidi, ma devono disporre di una fonte alimentare per alcuni acidi grassi essenziali che non possono sintetizzare.
I microelementi
Gli elementi minerali necessari al nostro corpo in piccole quantità (inferiori a 100 mg/giorno) sono chiamati microelementi e sono: ferro, fluoro, iodio, selenio e zinco.
Il ferro ne è richiesta una quantità pari a soli 15 mg al giorno. Nonostante il ridotto fabbisogno di questo elemento, la carenza di ferro resta il tipo più comune di deficit di sostanze nutritive minerali; la patologia correlata è detta anemia.
L’azione dell’ormone antidiuretico
Specifiche cellule situate nell'ipotalamo possono stimolare il rilascio dall'ipofisi posteriore di un ormone chiamato ormone antidiuretico (ADH) o vasopressina, che può agire sulle acquaporine presenti sulle membrane plasmatiche per aumentare la permeabilità all'acqua delle membrane stesse. Più sono alti i livelli di ADH in circolo, maggiore il numero di canali dell'acqua attivi.
Vari fattori possono stimolare o inibire il rilascio di ADH: gli osmocettori e i recettori di tensione.- Gli osmocettori, se rilevano un aumento della concentrazione dei soluti nel sangue, stimolano il rilascio di ADH che, a sua volta, aiuta a regolare l'osmolarità aumentando il riassorbimento di acqua. Gli osmocettori, inoltre, stimolano la sete.
- Al contrario, i recettori di tensione, presenti nelle pareti dell'arco aortico e delle arterie carotidi, se rilevano un aumento di pressione sanguigna, inibiscono il rilascio di ADH. Una quantità inferiore di ADH in circolo si traduce in un minore riassorbimento di acqua, e quindi in una diminuzione del volume ematico e della pressione sanguigna.
Intestino crasso
La motilità dell'intestino tenue spinge gradualmente i suoi contenuti nell'intestino crasso. Questo è largo circa 6,5 cm e lungo 1,5 m e traccia un percorso a U rovesciata attraverso la cavità addominale.La parete dell'intestino crasso è rivestita da un epitelio semplice, privo di microvilli. Questo tratto si divide in tre regioni:- il cieco, è collegato all'ileo tramite lo sfintere ileo-cecale e alla cui estremità sitrova l'appendice;
- il colon, che è la porzione più lunga;
- il retto, la cui parte finale termina con l’ano.
Una volta che il chimo raggiunge il colon, ha luogo la fase finale della digestione dovuta ai batteri che lo popolano; la flora batterica o microbiota fermenta qualsiasi residuo di carboidrati (rilasciando gas), decompone le proteine rimaste e sintetizza vitamine, come alcune del gruppo B e la vitamina K. Rimangono ancora ioni inorganici e molta acqua. Il colon assorbe l'acqua e gli ioni, producendo feci semisolide. L'assorbimento di troppa acqua da parte del colon può causare costipazione (o stipsi). La condizione opposta, diarrea, si verifica quando viene assorbita troppa poca acqua; in questo caso, viene espulsa con le feci l'acqua presente nel colon.
Patologie a danno dei reni
Per questa ragione i reni artificiali, ovvero le macchine per la dialisi renale, sono strumenti terapeutici fondamentali.
- La malattia policistica. Come dice il nome, è causata dalla formazione di numerose cisti nei tubuli renali.
- Il diabete. Il diabete insipido riguarda la regolazione dell'ormone ADH; il suo sintomo principale consiste in una diminuita capacità del rene di concentrare le urine, che sono così molto abbondanti e diluite (poliuria). La poliuria può potenzialmente causare disidratazione, cioè una perdita eccessiva di acqua.
- La calcolosi renale. È una malattia causata dalla formazione di piccole masse solide («sassolini») di solito dovute a un eccesso di sali nell’urina. I calcoli possono, talvolta, essere frantumati con l'uso di ultrasuoni (litotrissia); se ciò non risulta possibile, occorre asportarli chirurgicamente.
L’equilibrio acido-base nel sangue
I reni, oltre a regolare l'equilibrio idrico-salino ed espellere gli scarti azotati, svolgono un'altra importante funzione nel mantenimento dell'omeostasi: la regolazione del pH sanguigno. Deve essere mantenuto in un intervallo di valori limitatissimo, tra 7,35 e 7,45. Nel sangue esistono dei sistemi tampone che possono in piccola misura evitare le variazioni di pH. I principali tamponi del sangue sono gli ioni bicarbonato (HCO3-), che si formano dalla dissociazione dell'acido carbonico, che a sua volta è formato dall'idratazione del CO2, prodotto dal metabolismo cellulare. Il tutto avviene secondo la seguente reazione all'equilibrio:
Se vengono aggiunti ioni idrogeno in eccesso a questa miscela di reazione, l'equilibrio si sposterà verso sinistra neutralizzando gli H+ in eccesso. Se, al contrario, gli ioni idrogeno vengono rimossi dalla miscela, l'equilibrio della reazione si sposterà verso destra e fornirà altri ioni H+. I sistema tampone dell’HCO3-; è importante per controllare il pH del sangue. Se il pH del sangue aumenta, le cellule dei tubuli secernono ioni bicarbonato e trattengono ioni idrogeno; se invece il pH diminuisce le cellule riassorbono ioni bicarbonato e secernono ioni idrogeno.
Le funzioni dell’apparato urinario
L'apparato urinario umano ha il compito di depurare il sangue degli scarti metabolici che il corpo produce. Esso comprende i due reni, i due ureteri, la vescica urinaria e l'uretra. Dopo aver filtrato il sangue, i reni restituiscono al circolo sanguigno la maggior parte dell'acqua e dei soluti; i liquidi residui, che costituiscono l'urina, fluiscono negli ureteri e si accumulano nella vescica, per essere poi espulsi attraverso l’uretra.
L’escrezione. L'urina è prodotta da reazioni metaboliche, come per esempio l'ammoniaca e l'urea che derivano dalla degradazione degli amminoacidi e di altri composti azotati La regolazione della concentrazione ematica. I reni partecipano alla regolazione della concentrazione ematica (cioè del sangue) di numerosi ioni tra cui il sodio, il potassio, il calcio, lo ione cloruro e lo ione fosfato. La regolazione del volume e della pressione del sangue. I reni sono in grado di regolare il volume del sangue. La regolazione del pH sanguigno. I reni controllano la concentrazione ematica degli ioni H+ espellendone quantità variabili con l'urina; trattengono nel sangue lo ione bicarbonato (HCO,), che contribuisce a tamponare l'acidità del sangue. La produzione di ormoni. Oltre alla renina, i reni producono e secernono l'eritropoietina, un ormone che stimola la produzione di globuli rossi nel midollo osseo. Svolgono inoltre un ruolo fondamentale nella produzione del calcitriolo, la forma attiva della vitamina D3, che prende parte al controllo dell'omeostasi di calcio e fosfati.
Una condizione patologica poco conosciuta ma non rara è il cosiddetto reflusso gastro-esofageo. Se lo sfintere esofageo, che impedisce al cibo di ritornare dallo stomaco all'esofago, non funziona correttamente, si può avere la risalita nell'esofago di materiale acido proveniente dallo stomaco. Poiché l'esofago non è protetto contro l'acidità del chimo, questo può causare disturbi e dolori.
L'ulcera gastrica è una lesione della parete dello stomaco che può andare da un semplice danno alla mucosa fino a una vera perforazione. Nel 1982, i patologi Robin Warren e Barry Marshall osservarono un batterio sconosciuto nelle biopsie dello stomaco di pazienti affetti da ulcera gastrica.Una volta isolato, il batterio fu battezzato Helicobacter pylori e fu dimostrato che era la causa di molte ulcere gastriche e che potevano essere curati con antibiotici. Nel 2005 entrambi i ricercatori ricevettero il premio Nobel. Questi batteri colonizzano la mucosa che riveste lo stomaco e producono l'ureasi, un enzima che converte l'urea in ioni bicarbonato e ammonio, due composti in grado di neutralizzare l'acidità dell’HCl.
Una delle forme tumorali più frequenti nell'essere umano è il cancro del colon-retto, che nei Paesi occidentali rappresenta il secondo tumore maligno per incidenza e mortalità. Questo tumore deriva dall'epitelio che riveste il colon e il retto e si sviluppa con la formazione di masse sporgenti di tessuto dette polipi.
Lo stomaco ha la forma della lettera J e si trova sotto il diaframma. Dopo un pasto può arrivare a contenere fino a 1,5 L di alimenti. L’epitelio che riveste la sua mucosa si introflette a formare profonde depressioni chiamate fossette gastriche, che contengono tre tipi di cellule secretrici:- le cellule principali che secernono il pepsinogeno, un enzima in forma inattiva;
- le cellule parietali producono acido cloridrico (HCl), che ha il duplice scopo di uccidere i microrganismi che raggiungono lo stomaco e di convertire il pepsinogeno nella sua forma attiva, la pepsina, un enzima in grado di digerire le proteine;
- le cellule mucose, infine, secernono muco.
La miscela di acido cloridrico e pepsina costituisce il succo gastrico.
Quando il bolo raggiunge lo stomaco, le pareti si distendono; queste variazioni stimolano la secrezione del succo gastrico e attivano le onde di mescolamento, movimenti peristaltici prodotti dalla tonaca muscolare. In questo modo il cibo si mescola al succo gastrico e diventa un liquido chiamato chimo. Ogni onda di mescolamento spinge piccoli spruzzi di chimo nell'intestino tenue attraverso lo sfintere pilorico (che è parzialmente aperto). In questo modo, lo stomaco si svuota gradualmente in un periodo di circa quattro ore, senza sovraffaticare l’intestino.
1. Masticazione. 2. Secrezione. Ogni giorno le cellule che rivestono il nostro apparato digerente e quelle degli organi annessi secernono circa 7 L di acqua, acido cloridrico, enzimi e soluzioni acquose di vario tipo. 3. Mescolamento e propulsione. 4. Digestione. Gli alimenti sono ridotti in molecole semplici. La digestione meccanica avviene in bocca grazie ai denti, che triturano il cibo; in seguito, gli alimenti vengono rimescolati e miscelati con gli enzimi digestivi. 5. Assorbimento. Le molecole semplici, gli ioni e i liquidi sono trasferiti dal canale digerente alle cellule epiteliali, e da qui al liquido interstiziale e al sangue o alla linfa. 6. Eliminazione. I residui, i batteri, i materiali non digeriti formano le feci, che vengono eliminate all’esterno.
L'apparato digerente fornisce all'organismo tutti i nutrienti di cui ha bisogno, ricavandoli dagli alimenti, in un processo diviso per fasi.
Un duplice controllo
Il tratto digerente è fornito di un «sistema nervoso» indipendente: il sistema enterico. In questo modo i segnali nervosi possono viaggiare da una regione all'altra del canale digerente senza dover essere elaborati dal sistema nervoso centrale (SNC).Le attività dell'apparato digerente e delle ghiandole annesse sono regolate anche da numerosi ormoni. Il primo ormone individuato nel duodeno fu chiamato secretina perché provoca la secrezione dei succhi digestivi da parte del pancreas. In risposta alla presenza di lipidi e proteine nel chimo, la mucosa dell'intestino tenue secerne la colecistochinina, un ormone che stimola la colecisti a rilasciare bile e il pancreas a rilasciare gli enzimi digestivi. Le cellule presenti nelle parti più a valle della mucosa gastrica secernono nel sangue un ormone chiamato gastrina che stimola le secrezioni e i movimenti dello stomaco.
Il glucosio è uno dei nutrimenti più importanti; questo zucchero è necessario per la respirazione cellulare. In condizioni normali, il tasso di glucosio nel sangue è controllato dal pancreas mediante la produzione di due ormoni: insulina e glucagone. I due ormoni hanno un effetto antagonista: l'insulina abbassa la glicemia, mentre il glucagone la innalza. Dopo un pasto, i livelli di glucosio nel sangue aumentano; nello stesso tempo, le cellule beta del pancreas rilasciano l’insulina. Se, invece, la glicemia scende al di sotto di un certo livello, entra in azione un altro ormone pancreatico, il glucagone, che stimola le cellule del fegato ad attivare la gluconeogenesi, di conseguenza il fegato produce glucosio e lo rilascia nel sangue.
L’anatomia dell'apparato digerente
Dall'esofago all'intestino crasso il tubo digerente è rivestito da quattro strati di tessuto chiamato tonache. Iniziando dal lume del canale (dall'interno verso l'esterno) si incontrano diversi tessuti: mucosa, sottomucosa, tonaca muscolare, peritoneo.
- La mucosa. Dove si trovano cellule dell'epitelio mucoso dotate di microvilli e sono responsabili dell'assorbimento. Si trovano anche cellule con funzioni di secrezione: alcune secernono muco; altre secernono ormoni o enzimi digestivi, mentre le cellule dell'epitelio dello stomaco secernono acido cloridrico (HCI).
- La sottomucosa contiene il cosiddetto sistema nervoso enterico, una rete di neuroni sensoriali che controlla molte funzioni secretorie del canale alimentare.
- Tonaca muscolare. Lo strato più interno è il foglietto muscolare circolare; il più esterno è il foglietto muscolare longitudinale. L'attivita coordinata dei due foglietti muscolari genera onde di contrazione che permettono il rimescolamento e la progressione del cibo lungo il tubo digerente. Questi movimenti involontari sono chiamati peristalsi.
Pancreas
Il pancreas è una grossa ghiandola posizionata al di sotto dello stomaco ed è composto da una frazione esocrina e da una frazione endocrina:- le cellule esocrine producono una miscela di enzimi digestivi che costituisce il succo pancreatico;
- le cellule endocrine, che costituiscono le isole pancreatiche o isole di Langerhans, producono diversi ormoni (tra cui l'insulina e il glucagone, coinvolti nel metabolismo del glucosio), che dal sangue raggiungono tutte le cellule.
Il succo pancreatico si riversa nel dotto pancreatico, che confluisce con il dotto biliare per poi sfociare nel duodeno. Questo liquido incolore contiene acqua, numerosi enzimi digestivi e ioni bicarbonato (HCO3) utili a neutralizzare l'acidità del chimo proveniente dallo stomaco.
Le fasi finali della digestione delle proteine e dei carboidrati avvengono tra i microvilli dell'intestino tenue. Le cellule epiteliali che rivestono la mucosa secernono peptidasi che «tagliano» i polipeptidi in tripeptidi, dipeptidi e singoli amminoacidi, più facili da assorbire. Le stesse cellule epiteliali producono anche gli enzimi maltasi, lattasi e saccarasi, che trasformano i disaccaridi in monosaccaridi assorbibili: glucosio, galattosio e fruttosio. Molti esseri umani smettono di produrre l'enzima lattasi durante l'infanzia e hanno perciò difficoltà a digerire il lattosio. Il lattosio è un disaccaride e non può venire assorbito senza essere scisso nelle sue parti costituenti: glucosio e galattosio. Il lattosio non assorbito finisce per essere metabolizzato dai batteri dell'intestino crasso, provocando crampi addominali, flatulenza e diarrea.
LE VITAMINE
Le vitamine sono un altro gruppo di sostanze nutritive essenziali di cui il corpo umano ha bisogno per la crescita e il metabolismo, ma che non è in grado di sintetizzare. La maggior parte delle vitamine funziona come coenzimi o parti di coenzimi ed è richiesta in quantità molto piccole. Per esempio, gli esseri umani non sono in grado di sintetizzare l'acido ascorbico, la vitamina C. Una carenza di vitamina C porta a una malattia chiamata scorbuto, caratterizzata da sanguinamento delle gengive, perdita dei denti e un rallentamento nella cicatrizzazione delle ferite.
Abbiamo bisogno di 13 vitamine, divise in idrosolubili e liposolubili. Se vengono ingerite in quantità superiori al fabbisogno dell'organismo, le vitamine idrosolubili in eccesso vengono eliminate tramite l'urina. Le vitamine liposolubili, al contrario, possono accumularsi nel grasso corporeo e raggiungere livelli tossici.
La vitamina D è essenziale per l'assorbimento e il metabolismo del calcio: l’organismo umano, infatti, può produrla. Alcuni lipidi presenti nel corpo umano possono essere convertiti in vitamina D dall'azione dei raggi UV sulla cute. Esponendo regolarmente aree di cute al Sole si sintetizzano quantità adeguate di vitamina D. La maggior parte delle popolazioni che si sono adattate a latitudini più elevate ha perso questa pigmentazione; una cute più chiara, infatti, facilita la produzione di vitamina D nelle zone corporee piccole che vengono esposte alla luce solare nel corso delle brevi giornate invernali.
Intestino tenue
Le cellule che rivestono l'intestino tenue svolgono due diverse funzioni: 1. secernono muco e piccole quantità di enzimi che vanno a costituire il succo enterico; 2. assorbono le sostanze prodotte nella digestione.
Nell'intestino tenue avvengono due processi: 1. prosegue la digestione di carboidrati e proteine; 2. hanno inizio la digestione dei lipidi e l’assorbimento delle sostanze nutritive. L'intestino tenue è lungo circa 6 m in un adulto. Per facilitare la mole di lavoro che deve svolgere, la parete dell'intestino tenue è pieghettata, e sulle singole pieghe si trovano piccole estroflessioni chiamate villi. La membrana delle cellule che rivestono la superficie dei villi, a sua volta, possiede minuscole proiezioni chiamate microvilli. Villi e microvilli conferiscono all'intestino un'enorme area interna per l'assorbimento.
L'intestino tenue può essere diviso in tre sezioni.- La parte iniziale, chiamata duodeno, è collegata direttamente al piloro; questo è il sito dove si completa la digestione.
- Nel digiuno e nell'ileo ha invece luogo il 90% dell'assorbimento delle sostanze nutritive..
La digestione nell'intestino tenue richiede l'intervento di molti enzimi specializzati. La maggior parte è fornita da due organi ausiliari che non fanno parte del canale digerente: il fegato e il pancreas
LE PRIME FASI DELLA DIGESTIONE
I denti sono caratterizzati dalla stessa struttura generale, suddivisa in tre regioni: - la corona, la porzione visibile sopra la gengiva;
- la radice, incuneata in cavità delle ossa mandibolari e mascellari;
- il colletto, cioè la linea di giunzione tra la corona e la radice.
Sia la corona sia la radice sono costituite da dentina, un tessuto connettivo calcificato che conferisce al dente la sua forma ed è ricoperta da un materiale resistente chiamato smalto. All'interno della dentina si trova la cavità della polpa, contenente le cellule che producono la dentina, i vasi sanguigni, i vasi linfatici e i nervi che attraversano la radice.
Nella cavità orale avviene la prima digestione meccanica. Alla cavità orale, infatti, sono annessi lingua, denti e tre paia di ghiandole salivari: le parotidi, situate davanti e sotto le orecchie, le sottomandibolari e le sottolinguali.
Le ghiandole salivari. La saliva è una miscela fluida composta per oltre il 99% di acqua. Contiene un enzima chiamato lisozima che è in grado di uccidere i batteri. La salivazione, ovvero la secrezione della saliva, è controllata dal sistema nervoso autonomo.
La moltiplicazione controcorrente
La capacità di produrre urina a concentrazione variabile è dovuta al meccanismo di moltiplicazione controcorrente, reso possibile dalla struttura delle anse di Henle. Il termine «controcorrente» si riferisce al fatto che il liquido tubulare scorre in direzioni opposte nel tratto discendente e in quello ascendente.
Dopo che il 65% dell'acqua filtrata è stata riassorbita dal tubulo prossimale e un ulteriore 15% è stato recuperato dall'ansa di Henle, il restante 20% passa nel tubulo distale e nel dotto collettore, dove avviene un ulteriore riassorbimento soggetto a regolazione ormonale, in particolare per azione dell'ormone antidiuretico o ADH, noto anche come vasopressina.
- In presenza di un deficit di acqua l’ADH aumenta aumentando la permeabilità del tubulo distale, provocando il riassorbimento dell’acqua e la conseguente concentrazione dell’urina. - In presenza di un eccesso di acqua, la produzione di ADH si riduce.
Apparato digerente e urinario
Melissa Barbirotto
Created on October 6, 2025
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Transcript
Apparato digerente
Le funzioni della digestione
Fegato
Dal cibo ai nutrienti
LA SINERGIA TRA INTESTINO, FEGATO E PANCREAS
Una grande varietà di nutrienti
Pancreas
Le vitamine
Intestino crasso
Anatomia
Intossicazioni alimentari
IL CONTROLLO DELLA DIGESTIONE
Organizzazione dell'apparato digerente
Le fasi della digestione
Il reflusso gastro-esofageo
Lo stomaco
Apparato urinario
I reni
Le funzioni dell’apparato urinario
PATOLOGIE DELL’APPARATO URINARIO
Funzionalità renale
Struttura del rene
Formazione dell’urina
Equilibrio acido-base
L’IMPORTANZA DELL'ACQUA POTABILE
L’attività dei nefroni
Filtrazione glomerulare
Ormone antidiuretico
L'analisi delle urine
La glicosuria (glucosio nelle urine) può essere un sintomo del diabete mellito, mentre l'ematuria (sangue nelle urine) può essere legata a lesioni dell'apparato urinario, calcoli, infezioni, ma anche possibili tumori.
L'uricemia (acido urico nelle urine) è il sintomo tipico della gotta, una malattia legata all'inefficienza dei tubuli renali nell'eliminare l'acido urico.
Le intossicazioni alimentari e le malattie infiammatorie
Le intossicazioni alimentari possono essere causate da tossine batteriche (come nel caso del botulismo, in cui il cibo è contaminato dal batterio Clostridium botulinum) o da alimenti nocivi, come i funghi velenosi. Virus e batteri possono causare infezioni all'apparato digerente (gastrite, enterite, colite). Particolarmente gravi possono rivelarsi le infiammazioni (epatite e pancreatite). Ambedue possono essere causate anche dall'abuso di alcol. Un caso particolare di infiammazione cronica dell'apparato digerente è la malattia di Crohn, una patologia le cui cause non sono microbiche ma sono, almeno in parte, genetiche.
La celiachia è una infiammazione cronica dell'intestino tenue, in questo caso scatenata dall'ingestione di glutine in soggetti geneticamente predisposti. Il glutine è un componente proteico presente in molti cereali, tra cui frumento, avena, orzo e farro.
L’urina e le molecole di scarto
L'urina è una soluzione composta principalmente da acqua, ioni e sostanze tossiche o di scarto, come urea, acido urico, solfati, creatinina. In condizioni normali sono assenti cellule, proteine e altre macromolecole. I reni ogni giorno filtrano circa 180 L di sangue, ma producono una media di soli 1-2 L di urina.
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Come tutti gli animali, gli esseri umani devono eliminare dai liquidi extracellulari i cataboliti, cioè i prodotti di scarto del metabolismo cellulare. Le sostanze di scarto hanno varia natura: il metabolismo dei carboidrati e dei lipidi produce principalmente acqua e diossido di carbonio, sostanze facili da eliminare. Il metabolismo delle proteine e degli acidi nucleici, invece, è più complesso, perché queste sostanze contengono anche azoto.Gli esseri umani eliminano i cataboliti azotati come urea, un prodotto ottenuto dalla demolizione dell'ammoniaca (NH,), che risulta così molto meno tossica.
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La velocità di filtrazione glomerulare
Il mantenimento di una velocità di filtrazione glomerulare (VFG) dipende dall'apporto di un'adeguata quantità di sangue ai reni.Uno di questi meccanismi autoregolatori è la dilatazione delle arteriole renali afferenti.
Se la dilatazione delle arteriole non basta, il rene rilascia nel sangue l'enzima renina. La renina agisce su una proteina presente in circolo per convertirla nell'ormone attivo angiotensina, che ha diversi effetti utili a riportare la VFG alla normalità:- provoca una contrazione delle arteriole renali efferenti, che aumenta la pressione del sangue nei capillari glomerulari;
- provoca un restringimento dei vasi sanguigni periferici di tutto il corpo, aumentando la pressione sanguigna sistemica;
- la corteccia surrenale viene stimolata a rilasciare un altro ormone, l'aldosterone, che assieme all'angiotensina stimola il riassorbimento di sodio da parte del rene, rendendo così più efficace anche il riassorbimento di acqua;
- l'angiotensina agisce sul cervello per stimolare il senso della sete.
Sempre nella cavità orale incomincia la digestione chimica grazie all’amilasi salivare che viene secreta dalle ghiandole salivari e mischiata con il cibo mentre questo viene masticato. L’amilasi idrolizza l’amido, liberando molecole di maltosio (un disaccaride). Il cibo così trattato si trasforma in bolo. Quando il cibo entra in contatto con il palato ha inizio la deglutizione, che spinge il bolo attraverso la faringe all’esofago, un “tubo” muscolare che corre posteriormente alla trachea.
Durante la deglutizione la laringe si chiude e una piega di tessuto, chiamata epiglottide, ne ricopre l’ingresso. Dopo il passaggio del bolo, le vie respiratorie si riaprono e la respirazione riprende. Quando un bolo di cibo raggiunge l’esofago i muscoli reagiscono contraendosi, spingendo il cibo verso lo stomaco. Il movimento a ritroso del cibo dallo stomaco nell’esofago è impedito dallo sfintere esofageo.
La formazione dell’urina
2. Il riassorbimento tubulare. Dal glomerulo, il filtrato passa nel tubulo renale. La quantità di liquidi riassorbita è enorme: circa il 98% del volume del filtrato glomerulare torna nel sangue. Le cellule del tubulo contorto prossimale trasportano attivamente fuori dal filtrato gli ioni Na+ e altri soluti, come glucosio e amminoacidi. Quasi tutte le molecole di glucosio e gli amminoacidi filtrati dal sangue vengono riassorbiti attivamente nel liquido interstiziale.
3. La secrezione tubolare.
L’organizzazione dell'apparato digerente
Il canale alimentare è costituito da diverse parti specializzate: la bocca, la faringe, l'esofago, lo stomaco e l’intestino e l’ano.
L'intestino, la parte più lunga del tubo digerente, è diviso in due parti: intestino tenue e intestino crasso.Il movimento a ritroso del cibo è generalmente impedito dalla chiusura di alcuni sfinteri:
- Lo sfintere esofageo è posto nel punto in cui l'esofago si immette nello stomaco;
- lo sfintere pilorico, che controlla il transito del contenuto dello stomaco nell’intestino;
- lo sfintere anale che circonda l’ano.
Le molecole prodotte dalla digestione vengono poi assorbite dalle cellule epiteliali che rivestono il canale e trasferite nel sangue e nella linfa.Le funzioni della digestione
Gli enzimi digestivi rompono i legami chimici per idrolisi, una reazione in cui una macromolecola viene scissa in due o più parti a opera di una molecola d’acqua.
La digestione chimica è necessaria per varie ragioni:
Fegato
La bile non contiene enzimi e quindi non svolge direttamente un'azione digestiva, ma ha il compito di emulsionare le grosse gocce di lipidi che giungono nell'intestino, trasformandole in minuscole goccioline. La bile contiene i sali biliari che, emulsionando i lipidi presenti nel chimo, aumentano l'area superficiale dei lipidi esposti alle lipasi (gli enzimi che li digeriscono). Un'estremità di ogni molecola di sale biliare è idrofobica e lipofila, mentre l'altra è idrofilica. I sali biliari impediscono alle goccioline di unirsi.
È avvolto da una capsula di tessuto connettivo. Sul bordo anteriore, verso il basso, si trova un piccolo sacco a forma di pera, la cistifellea detta anche colecisti. Il fegato ha il compito di sintetizzare la bile, una miscela fluida di sali e pigmenti biliari, colesterolo e altri lipidi.
Le cellule del fegato assorbono le sostanze nutritive provenienti dall'intestino, le immagazzinano oppure le convertono nelle molecole di cui l'organismo ha bisogno. Glucosio, saccarosio e fruttosio sono usati per sintetizzare il glicogeno, gli amminoacidi per produrre proteine, mentre i lipidi sono immagazzinati come trigliceridi.
Infine, il fegato è anche il principale controllore del metabolismo dei lipidi, attraverso la produzione di lipoproteine.
Struttura del rene
L’unità funzionali del rene sono: i nefroni. Ogni nefrone è formato da una struttura detta corpuscolo renale, costituita da un glomerulo racchiuso nella capsula di Bowman, da cui fuoriesce un lungo tubulo, attorno al quale si estende una fitta rete di capillari peritubulari.
Nel corpuscolo renale avviene il primo stadio della formazione delle urina, la filtrazione del plasma. Nel tubulo renale avvengono le altre due fasi del processo di formazione dell’urina (riassorbimento e secrezione). In tale struttura si distinguono: il tubulo contorto prossimale, l’ansa di Henle (le anse lunghe sono importantissime per la concentrazione dell’urina) e il tubulo contorno distale.
L’acqua potabile
Secondo il rapporto «Leaving No One Behind» delle Nazioni Unite, attualmente oltre due miliardi di persone nel mondo vivono in zone dove risulta difficile l'accesso alla risorsa e circa quattro miliardi di persone vivono in assenza di acqua almeno una volta l’anno.
Tra gli inquinanti più diffusi troviamo i solventi e i metalli pesanti (come piombo, nichel, cromo, cadmio), che possono essere ingeriti direttamente bevendo l’acqua.Tali inquinanti provengono dal versamento di prodotti dell'attività agricola, di quella industriale o dai rifiuti urbani.E’ stato dimostrato da diversi anni che nell'acqua potabile del rubinetto e in bottiglia spesso sono presenti microplastiche. Sulle conseguenze che queste generano sull'organismo umano si hanno invece ancora poche informazioni.
I nutrienti
I macroelementi
Il corpo umano ha bisogno di elementi minerali indispensabili per una varietà di funzioni. Gli elementi necessari in grandi quantità, detti macroelementi, sono: calcio, cloro, magnesio, fosforo, potassio, sodio e zolfo. Il fosfato di calcio è il principale materiale strutturale delle ossa e dei denti. La contrazione muscolare e il funzionamento dei neuroni richiedono l'intervento di ioni calcio (Ca2+).
Gli amminoacidi sono costituenti delle proteine. Le cellule del corpo umano ne possono sintetizzare solo una parte. Quelli che non possiamo sintetizzare sono chiamati amminoacidi essenziali e devono essere ottenuti dalla dieta. Per gli esseri umani essi sono otto: isoleucina, leucina, metionina, fenilalanina, treonina, lisina, triptofano e valina. Tutti questi amminoacidi si trovano nel latte, nelle uova, nella carne, mentre gran parte delle verdure non ne contiene quantità adeguate. Tra i nutrienti indispensabili vi sono anche alcuni acidi grassi. Gli esseri umani possono sintetizzare quasi tutti i lipidi, ma devono disporre di una fonte alimentare per alcuni acidi grassi essenziali che non possono sintetizzare.
I microelementi
Gli elementi minerali necessari al nostro corpo in piccole quantità (inferiori a 100 mg/giorno) sono chiamati microelementi e sono: ferro, fluoro, iodio, selenio e zinco. Il ferro ne è richiesta una quantità pari a soli 15 mg al giorno. Nonostante il ridotto fabbisogno di questo elemento, la carenza di ferro resta il tipo più comune di deficit di sostanze nutritive minerali; la patologia correlata è detta anemia.
L’azione dell’ormone antidiuretico
Specifiche cellule situate nell'ipotalamo possono stimolare il rilascio dall'ipofisi posteriore di un ormone chiamato ormone antidiuretico (ADH) o vasopressina, che può agire sulle acquaporine presenti sulle membrane plasmatiche per aumentare la permeabilità all'acqua delle membrane stesse. Più sono alti i livelli di ADH in circolo, maggiore il numero di canali dell'acqua attivi.
Vari fattori possono stimolare o inibire il rilascio di ADH: gli osmocettori e i recettori di tensione.- Gli osmocettori, se rilevano un aumento della concentrazione dei soluti nel sangue, stimolano il rilascio di ADH che, a sua volta, aiuta a regolare l'osmolarità aumentando il riassorbimento di acqua. Gli osmocettori, inoltre, stimolano la sete.
- Al contrario, i recettori di tensione, presenti nelle pareti dell'arco aortico e delle arterie carotidi, se rilevano un aumento di pressione sanguigna, inibiscono il rilascio di ADH. Una quantità inferiore di ADH in circolo si traduce in un minore riassorbimento di acqua, e quindi in una diminuzione del volume ematico e della pressione sanguigna.
Intestino crasso
La motilità dell'intestino tenue spinge gradualmente i suoi contenuti nell'intestino crasso. Questo è largo circa 6,5 cm e lungo 1,5 m e traccia un percorso a U rovesciata attraverso la cavità addominale.La parete dell'intestino crasso è rivestita da un epitelio semplice, privo di microvilli. Questo tratto si divide in tre regioni:- il cieco, è collegato all'ileo tramite lo sfintere ileo-cecale e alla cui estremità sitrova l'appendice;
- il colon, che è la porzione più lunga;
- il retto, la cui parte finale termina con l’ano.
Una volta che il chimo raggiunge il colon, ha luogo la fase finale della digestione dovuta ai batteri che lo popolano; la flora batterica o microbiota fermenta qualsiasi residuo di carboidrati (rilasciando gas), decompone le proteine rimaste e sintetizza vitamine, come alcune del gruppo B e la vitamina K. Rimangono ancora ioni inorganici e molta acqua. Il colon assorbe l'acqua e gli ioni, producendo feci semisolide. L'assorbimento di troppa acqua da parte del colon può causare costipazione (o stipsi). La condizione opposta, diarrea, si verifica quando viene assorbita troppa poca acqua; in questo caso, viene espulsa con le feci l'acqua presente nel colon.
Patologie a danno dei reni
Per questa ragione i reni artificiali, ovvero le macchine per la dialisi renale, sono strumenti terapeutici fondamentali.
L’equilibrio acido-base nel sangue
I reni, oltre a regolare l'equilibrio idrico-salino ed espellere gli scarti azotati, svolgono un'altra importante funzione nel mantenimento dell'omeostasi: la regolazione del pH sanguigno. Deve essere mantenuto in un intervallo di valori limitatissimo, tra 7,35 e 7,45. Nel sangue esistono dei sistemi tampone che possono in piccola misura evitare le variazioni di pH. I principali tamponi del sangue sono gli ioni bicarbonato (HCO3-), che si formano dalla dissociazione dell'acido carbonico, che a sua volta è formato dall'idratazione del CO2, prodotto dal metabolismo cellulare. Il tutto avviene secondo la seguente reazione all'equilibrio:
Se vengono aggiunti ioni idrogeno in eccesso a questa miscela di reazione, l'equilibrio si sposterà verso sinistra neutralizzando gli H+ in eccesso. Se, al contrario, gli ioni idrogeno vengono rimossi dalla miscela, l'equilibrio della reazione si sposterà verso destra e fornirà altri ioni H+. I sistema tampone dell’HCO3-; è importante per controllare il pH del sangue. Se il pH del sangue aumenta, le cellule dei tubuli secernono ioni bicarbonato e trattengono ioni idrogeno; se invece il pH diminuisce le cellule riassorbono ioni bicarbonato e secernono ioni idrogeno.
Le funzioni dell’apparato urinario
L'apparato urinario umano ha il compito di depurare il sangue degli scarti metabolici che il corpo produce. Esso comprende i due reni, i due ureteri, la vescica urinaria e l'uretra. Dopo aver filtrato il sangue, i reni restituiscono al circolo sanguigno la maggior parte dell'acqua e dei soluti; i liquidi residui, che costituiscono l'urina, fluiscono negli ureteri e si accumulano nella vescica, per essere poi espulsi attraverso l’uretra.
L’escrezione. L'urina è prodotta da reazioni metaboliche, come per esempio l'ammoniaca e l'urea che derivano dalla degradazione degli amminoacidi e di altri composti azotati La regolazione della concentrazione ematica. I reni partecipano alla regolazione della concentrazione ematica (cioè del sangue) di numerosi ioni tra cui il sodio, il potassio, il calcio, lo ione cloruro e lo ione fosfato. La regolazione del volume e della pressione del sangue. I reni sono in grado di regolare il volume del sangue. La regolazione del pH sanguigno. I reni controllano la concentrazione ematica degli ioni H+ espellendone quantità variabili con l'urina; trattengono nel sangue lo ione bicarbonato (HCO,), che contribuisce a tamponare l'acidità del sangue. La produzione di ormoni. Oltre alla renina, i reni producono e secernono l'eritropoietina, un ormone che stimola la produzione di globuli rossi nel midollo osseo. Svolgono inoltre un ruolo fondamentale nella produzione del calcitriolo, la forma attiva della vitamina D3, che prende parte al controllo dell'omeostasi di calcio e fosfati.
Una condizione patologica poco conosciuta ma non rara è il cosiddetto reflusso gastro-esofageo. Se lo sfintere esofageo, che impedisce al cibo di ritornare dallo stomaco all'esofago, non funziona correttamente, si può avere la risalita nell'esofago di materiale acido proveniente dallo stomaco. Poiché l'esofago non è protetto contro l'acidità del chimo, questo può causare disturbi e dolori.
L'ulcera gastrica è una lesione della parete dello stomaco che può andare da un semplice danno alla mucosa fino a una vera perforazione. Nel 1982, i patologi Robin Warren e Barry Marshall osservarono un batterio sconosciuto nelle biopsie dello stomaco di pazienti affetti da ulcera gastrica.Una volta isolato, il batterio fu battezzato Helicobacter pylori e fu dimostrato che era la causa di molte ulcere gastriche e che potevano essere curati con antibiotici. Nel 2005 entrambi i ricercatori ricevettero il premio Nobel. Questi batteri colonizzano la mucosa che riveste lo stomaco e producono l'ureasi, un enzima che converte l'urea in ioni bicarbonato e ammonio, due composti in grado di neutralizzare l'acidità dell’HCl.
Una delle forme tumorali più frequenti nell'essere umano è il cancro del colon-retto, che nei Paesi occidentali rappresenta il secondo tumore maligno per incidenza e mortalità. Questo tumore deriva dall'epitelio che riveste il colon e il retto e si sviluppa con la formazione di masse sporgenti di tessuto dette polipi.
Lo stomaco ha la forma della lettera J e si trova sotto il diaframma. Dopo un pasto può arrivare a contenere fino a 1,5 L di alimenti. L’epitelio che riveste la sua mucosa si introflette a formare profonde depressioni chiamate fossette gastriche, che contengono tre tipi di cellule secretrici:
- le cellule principali che secernono il pepsinogeno, un enzima in forma inattiva;
- le cellule parietali producono acido cloridrico (HCl), che ha il duplice scopo di uccidere i microrganismi che raggiungono lo stomaco e di convertire il pepsinogeno nella sua forma attiva, la pepsina, un enzima in grado di digerire le proteine;
- le cellule mucose, infine, secernono muco.
La miscela di acido cloridrico e pepsina costituisce il succo gastrico.Quando il bolo raggiunge lo stomaco, le pareti si distendono; queste variazioni stimolano la secrezione del succo gastrico e attivano le onde di mescolamento, movimenti peristaltici prodotti dalla tonaca muscolare. In questo modo il cibo si mescola al succo gastrico e diventa un liquido chiamato chimo. Ogni onda di mescolamento spinge piccoli spruzzi di chimo nell'intestino tenue attraverso lo sfintere pilorico (che è parzialmente aperto). In questo modo, lo stomaco si svuota gradualmente in un periodo di circa quattro ore, senza sovraffaticare l’intestino.
1. Masticazione. 2. Secrezione. Ogni giorno le cellule che rivestono il nostro apparato digerente e quelle degli organi annessi secernono circa 7 L di acqua, acido cloridrico, enzimi e soluzioni acquose di vario tipo. 3. Mescolamento e propulsione. 4. Digestione. Gli alimenti sono ridotti in molecole semplici. La digestione meccanica avviene in bocca grazie ai denti, che triturano il cibo; in seguito, gli alimenti vengono rimescolati e miscelati con gli enzimi digestivi. 5. Assorbimento. Le molecole semplici, gli ioni e i liquidi sono trasferiti dal canale digerente alle cellule epiteliali, e da qui al liquido interstiziale e al sangue o alla linfa. 6. Eliminazione. I residui, i batteri, i materiali non digeriti formano le feci, che vengono eliminate all’esterno.
L'apparato digerente fornisce all'organismo tutti i nutrienti di cui ha bisogno, ricavandoli dagli alimenti, in un processo diviso per fasi.
Un duplice controllo
Il tratto digerente è fornito di un «sistema nervoso» indipendente: il sistema enterico. In questo modo i segnali nervosi possono viaggiare da una regione all'altra del canale digerente senza dover essere elaborati dal sistema nervoso centrale (SNC).Le attività dell'apparato digerente e delle ghiandole annesse sono regolate anche da numerosi ormoni. Il primo ormone individuato nel duodeno fu chiamato secretina perché provoca la secrezione dei succhi digestivi da parte del pancreas. In risposta alla presenza di lipidi e proteine nel chimo, la mucosa dell'intestino tenue secerne la colecistochinina, un ormone che stimola la colecisti a rilasciare bile e il pancreas a rilasciare gli enzimi digestivi. Le cellule presenti nelle parti più a valle della mucosa gastrica secernono nel sangue un ormone chiamato gastrina che stimola le secrezioni e i movimenti dello stomaco.
Il glucosio è uno dei nutrimenti più importanti; questo zucchero è necessario per la respirazione cellulare. In condizioni normali, il tasso di glucosio nel sangue è controllato dal pancreas mediante la produzione di due ormoni: insulina e glucagone. I due ormoni hanno un effetto antagonista: l'insulina abbassa la glicemia, mentre il glucagone la innalza. Dopo un pasto, i livelli di glucosio nel sangue aumentano; nello stesso tempo, le cellule beta del pancreas rilasciano l’insulina. Se, invece, la glicemia scende al di sotto di un certo livello, entra in azione un altro ormone pancreatico, il glucagone, che stimola le cellule del fegato ad attivare la gluconeogenesi, di conseguenza il fegato produce glucosio e lo rilascia nel sangue.
L’anatomia dell'apparato digerente
Dall'esofago all'intestino crasso il tubo digerente è rivestito da quattro strati di tessuto chiamato tonache. Iniziando dal lume del canale (dall'interno verso l'esterno) si incontrano diversi tessuti: mucosa, sottomucosa, tonaca muscolare, peritoneo.
Pancreas
Il pancreas è una grossa ghiandola posizionata al di sotto dello stomaco ed è composto da una frazione esocrina e da una frazione endocrina:
- le cellule esocrine producono una miscela di enzimi digestivi che costituisce il succo pancreatico;
- le cellule endocrine, che costituiscono le isole pancreatiche o isole di Langerhans, producono diversi ormoni (tra cui l'insulina e il glucagone, coinvolti nel metabolismo del glucosio), che dal sangue raggiungono tutte le cellule.
Il succo pancreatico si riversa nel dotto pancreatico, che confluisce con il dotto biliare per poi sfociare nel duodeno. Questo liquido incolore contiene acqua, numerosi enzimi digestivi e ioni bicarbonato (HCO3) utili a neutralizzare l'acidità del chimo proveniente dallo stomaco.Le fasi finali della digestione delle proteine e dei carboidrati avvengono tra i microvilli dell'intestino tenue. Le cellule epiteliali che rivestono la mucosa secernono peptidasi che «tagliano» i polipeptidi in tripeptidi, dipeptidi e singoli amminoacidi, più facili da assorbire. Le stesse cellule epiteliali producono anche gli enzimi maltasi, lattasi e saccarasi, che trasformano i disaccaridi in monosaccaridi assorbibili: glucosio, galattosio e fruttosio. Molti esseri umani smettono di produrre l'enzima lattasi durante l'infanzia e hanno perciò difficoltà a digerire il lattosio. Il lattosio è un disaccaride e non può venire assorbito senza essere scisso nelle sue parti costituenti: glucosio e galattosio. Il lattosio non assorbito finisce per essere metabolizzato dai batteri dell'intestino crasso, provocando crampi addominali, flatulenza e diarrea.
LE VITAMINE
Le vitamine sono un altro gruppo di sostanze nutritive essenziali di cui il corpo umano ha bisogno per la crescita e il metabolismo, ma che non è in grado di sintetizzare. La maggior parte delle vitamine funziona come coenzimi o parti di coenzimi ed è richiesta in quantità molto piccole. Per esempio, gli esseri umani non sono in grado di sintetizzare l'acido ascorbico, la vitamina C. Una carenza di vitamina C porta a una malattia chiamata scorbuto, caratterizzata da sanguinamento delle gengive, perdita dei denti e un rallentamento nella cicatrizzazione delle ferite.
Abbiamo bisogno di 13 vitamine, divise in idrosolubili e liposolubili. Se vengono ingerite in quantità superiori al fabbisogno dell'organismo, le vitamine idrosolubili in eccesso vengono eliminate tramite l'urina. Le vitamine liposolubili, al contrario, possono accumularsi nel grasso corporeo e raggiungere livelli tossici.
La vitamina D è essenziale per l'assorbimento e il metabolismo del calcio: l’organismo umano, infatti, può produrla. Alcuni lipidi presenti nel corpo umano possono essere convertiti in vitamina D dall'azione dei raggi UV sulla cute. Esponendo regolarmente aree di cute al Sole si sintetizzano quantità adeguate di vitamina D. La maggior parte delle popolazioni che si sono adattate a latitudini più elevate ha perso questa pigmentazione; una cute più chiara, infatti, facilita la produzione di vitamina D nelle zone corporee piccole che vengono esposte alla luce solare nel corso delle brevi giornate invernali.
Intestino tenue
Le cellule che rivestono l'intestino tenue svolgono due diverse funzioni: 1. secernono muco e piccole quantità di enzimi che vanno a costituire il succo enterico; 2. assorbono le sostanze prodotte nella digestione.
Nell'intestino tenue avvengono due processi: 1. prosegue la digestione di carboidrati e proteine; 2. hanno inizio la digestione dei lipidi e l’assorbimento delle sostanze nutritive. L'intestino tenue è lungo circa 6 m in un adulto. Per facilitare la mole di lavoro che deve svolgere, la parete dell'intestino tenue è pieghettata, e sulle singole pieghe si trovano piccole estroflessioni chiamate villi. La membrana delle cellule che rivestono la superficie dei villi, a sua volta, possiede minuscole proiezioni chiamate microvilli. Villi e microvilli conferiscono all'intestino un'enorme area interna per l'assorbimento.
L'intestino tenue può essere diviso in tre sezioni.- La parte iniziale, chiamata duodeno, è collegata direttamente al piloro; questo è il sito dove si completa la digestione.
- Nel digiuno e nell'ileo ha invece luogo il 90% dell'assorbimento delle sostanze nutritive..
La digestione nell'intestino tenue richiede l'intervento di molti enzimi specializzati. La maggior parte è fornita da due organi ausiliari che non fanno parte del canale digerente: il fegato e il pancreas
LE PRIME FASI DELLA DIGESTIONE
I denti sono caratterizzati dalla stessa struttura generale, suddivisa in tre regioni:
- la corona, la porzione visibile sopra la gengiva;
- la radice, incuneata in cavità delle ossa mandibolari e mascellari;
- il colletto, cioè la linea di giunzione tra la corona e la radice.
Sia la corona sia la radice sono costituite da dentina, un tessuto connettivo calcificato che conferisce al dente la sua forma ed è ricoperta da un materiale resistente chiamato smalto. All'interno della dentina si trova la cavità della polpa, contenente le cellule che producono la dentina, i vasi sanguigni, i vasi linfatici e i nervi che attraversano la radice.Nella cavità orale avviene la prima digestione meccanica. Alla cavità orale, infatti, sono annessi lingua, denti e tre paia di ghiandole salivari: le parotidi, situate davanti e sotto le orecchie, le sottomandibolari e le sottolinguali.
Le ghiandole salivari. La saliva è una miscela fluida composta per oltre il 99% di acqua. Contiene un enzima chiamato lisozima che è in grado di uccidere i batteri. La salivazione, ovvero la secrezione della saliva, è controllata dal sistema nervoso autonomo.
La moltiplicazione controcorrente
La capacità di produrre urina a concentrazione variabile è dovuta al meccanismo di moltiplicazione controcorrente, reso possibile dalla struttura delle anse di Henle. Il termine «controcorrente» si riferisce al fatto che il liquido tubulare scorre in direzioni opposte nel tratto discendente e in quello ascendente.
Dopo che il 65% dell'acqua filtrata è stata riassorbita dal tubulo prossimale e un ulteriore 15% è stato recuperato dall'ansa di Henle, il restante 20% passa nel tubulo distale e nel dotto collettore, dove avviene un ulteriore riassorbimento soggetto a regolazione ormonale, in particolare per azione dell'ormone antidiuretico o ADH, noto anche come vasopressina.
- In presenza di un deficit di acqua l’ADH aumenta aumentando la permeabilità del tubulo distale, provocando il riassorbimento dell’acqua e la conseguente concentrazione dell’urina. - In presenza di un eccesso di acqua, la produzione di ADH si riduce.