cfr anche su Gastroepato: Fisiologia dello stomaco
Lo stomaco e' un organo a forma di sacco rovesciato che non svolge solo la funzione di contenere il cibo ingerito, ma svolge una vera e propria funzione digestiva sugli alimenti ed e' anche provvisto di una specie di "pompa" in grado di spingere gli alimenti digeriti nella seconda parte del tubo digestivo nel tratto alto, cioe' nel duodeno. Viene diviso dal punto di vista anatomico in tre regioni principali: il fondo, il corpo e l'antro gastrico con la porzione pilorica ed il canale pilorico che termina nello sfintere pilorico). e' possibile anche dividerlo in stomaco prossimale (il fondo e i primi 2/3 del corpo) e stomaco distale (1/3 del corpo e la porzione pilorica).
I 4 aspetti da prendere in considerazione sono:
1) La digestione che rappresenta il primo aspetto, perche l'avvio della digestione proteica si ha a livello
dello stomaco, tramite gli enzimi specifici, pepsina, chimotripsina, ecc;
2) L'assorbimento che e' una peculiarita' della mucosa gastrica e riguarda
alcune sostanze dannose come l'alcool e gli alcolici in genere e alcuni farmaci,
per esempio l'aspirina, ossia l'aido Acetilsalicilico, ed i FANS). Questo giustifica gli "effetti
neuro psicotropi" dell'alcol, che insorgono rapidamente subito dopo la sua
ingestione e sono responsabile di dolore gastrico e di
gastrite da fans,
cioe' di lesioni dell'epitelio mucoso con possibile sanguinamento fino a vere
emorragie digestive.
L'assorbimento e' facilitato dal fatto che la superficie dello stomaco non e'
liscia, infatti presenta dei rilievi della mucosa che prendono il nome di "pliche";
tale evenienza e' perche' si incrementi la sua superficie mucosa.
3) La motilita', che e' alla base della digestione e della funzione di
"pompa antrale"
4) La secrezione, grazie alla presenza dei secreti liberati da numerose ghiandole
Nella mucosa gastrica sono presenti
numerose ghiandole, che possono essere
distinte in:
1) Ghiandole cardiali: producono muco neutro
2) Ghiandole gastriche o ossintiche, perche' uno dei citotipi che le costituisce
e' rappresentati dalle cellule parietali o ossintiche, che liberano ac.
cloridrico e il fattore intrinseco di Castle.
Queste ghiandole presentano vari citotipi:
3) Ghiandole piloriche: tra i citotipi che le compongono vi sono le cellule g,
che liberano la gastrina, che con un meccanismo paracrino agisce sulle cellule
parietali e le stimola a produrre acido cloridrico.
Una classica ghiandola gastrica presenta i seguenti citotipi:
a ) la cellula epiteliale piu' superficialmente;
b ) la cellula mucoide o mucipara, responsabile della produzione di muco;
c ) procedendo piu' in basso nella ghiandola, nelle porzioni piu' basali sono
presenti le cellule parietali o ossintiche, responsabili della produzione
dell'acido cloridrico;
d) ancora piu' in basso, vi sono le cellule principali o zimogeni che, ricche di
granuli ci: secrezione, in cui si trova la forma inattiva della pepsina, ossia
il pepsinogeno.
Il Pepsinogeno, una volta estruso nel lume, in presenza di un ambiente
fortemente acido,
subisce un clivaggio e diventa pepsina.
e) le cellule ECL o enterocromaffini, o argento affini, per l'affinita' ai sali d'argento:
sono importantissime perche' hanno la caratteristica di produrre soprattutto
istamina (favorisce la secrezione) e serotonina (favorisce la mobilita'
gastrica).
Il pH dello stomaco e' fortemente acido, ed e' quasi sempre incompatibile con
l'esistenza di specie viventi, tranne nel caso dell'Helicobacter Pilori,
responsabile dell'ulcera gastrica, che riesce a nascondersi all'interno delle pliche
e creare una specie di tasca sotto il muco. Inoltre, si stanzia nelle porzioni
piu' antrali, dove la densita' delle cellule parietali ossintiche e'
minore.
Infine, possiede l'enzima ureasi, che scinde alcuni composti ammoniacali
provenienti dalla digestione delle proteine, formando uno ione ammonio che ha la
caratteristica di tamponare l'acido, dunque riesce a sopravvivere.
Il ph dello stomaco oscilla fra 1 e 3 perche' l'acido cloridrico e' un acido
forte, il che significa che, messo in soluzione, si dissocia e libera una marea
di idrogenioni. L'acidita' e' utile ai fini difensivi, vista la sua sterilita', ma
anche ai fini digestivi, perche' denatura molte macromolecole rendendole piu'
facilmente attaccabili dagli enzimi idrolitici, che lavorano proprio a questo
pH, ad esempio la pepsina.
La secrezione di H+ da parte delle cellule parietali verso il lume dello stomaco e' un processo di trasporto attivo, operato da una pompa ATP-dipendente, che opera un antiporto, attraverso il quale l'H+ entra nel lume e il K+ e' assunto dalla cellula. Questa pompa e' localizzata sul polo apicale della cellula parietale. L"anidride carbonica passa dal sangue all'interno della cellula parietale, viene idratata e, in presenza dell'anidrasi carbonica, si forma acido carbonico che dissocia spontaneamente in ioni idrogeno e ioni bicarbonato. Gli ioni idrogeno vengono pompati nel lume dello stomaco e scambiati con gli ioni potassio. Gli ioni bicarbonato vengono assorbiti dal sangue ("marea alcalina postprandiale") con concomitante passaggio di CI" dal sangue al lume gastrico, attraverso le stesse cellule parietali. Ioni idrogeno e cloro reagiscono formando HC1. L'HCl, oltre a rendere il succo gastrico idoneo all'attivazione della pepsina, svolge azione battericida e promuove la denaturazione delle proteine alimentari rendendole meglio accessibili agli enzimi proteolitici.
Il succo gastrico e' una soluzione acquosa di elettroliti e proteine in cui hanno
un ruolo di rilievo 5 componenti:
- Ioni idrogeno che derivano dalla dissociazione dell'acido cloridrico
- Pepsina, gelatinasi, rennina o chimosina
- Lipasi, amilasi gastrica, aspecifica, perche' in genere il range di attivita' della lipasi
e'
a pH basico (si pensi alla lipasi pancreatica)
- Muco
- Fattore intrinseco di Castle, responsabile del trasporto e dell'assorbimento
della vitamina B12. La vitamina B12 e' essenziale nella maturazione e
differenziazione dei globuli rossi, quindi un deficit del fattore intrinseco
causa l' anemia perniciosa/macrocitica/megaloblastica.
Questa vitamina viene assunta tramite alcuni alimenti, e viene chiamata fattore
estrinseco; e' una vitamina idrosolubile. Per essere assorbita, deve unirsi al fattore intrinseco che e' prodotto
dallo stomaco. L'unione del fattore intrinseco con il fattore estrinseco avviene
a livello duodenale, nello stomaco c'e' il legame con l'aptocorrina che la
trasporta fino al duodeno, ove si stacca l'aptocorrina e rimane il legame col
fattore intrinseco. Quindi l'assorbimento avviene a livello ileale, nell'ultima
porzione dell'intestino tenue. - Oltre la pepsina e' presente, soprattutto nel
neonato sino ai cinque anni di eta' un altro enzima, che si chiama renina o
chimosina.
La renina (o chimosina) attacca soprattutto la caseina, una proteina altamente
rappresentata nel latte, in particolare in quello materno. La renina opera la
coagulazione proteica.
La concentrazione elettrolitica del succo gastrico varia col variare della
velocita' di secrezione.
- A bassa velocita' di secrezione (a riposo) il succo gastrico e' una soluzione di
cloruro di sodio con minor contenuto di ioni idrogeno e potassio (pH piu' alto).
- Al crescere della velocita' di secrezione aumenta la concentrazione di H+,
mentre diminuisce quella del sodio.
- Alla massima velocita' secretoria e' una soluzione di acido cloridrico con basso
contenuto di sodio e di potassio.
La regolazione della secrezione gastrica e' operata principalmente da tre
mediatori:
- l'acetilcolina
- la gastrina
- l'istamina.
In base alla localizzazione delle strutture recettoriali che innescano la
risposta secretoria e' divisa in 3 fasi:
- fase cefalica
- fase gastrica
- fase intestinale
La fase cefalica opera per il 30% della regolazione della secrezione, il 60%
viene operato nella fase gastrica, il 10% nella fase intestinale.
Interessa il nervo vago e i riflessi vago vagali lunghi.
Vago-vagali significa che ci sono fibre afferenti vagali e fibre efferenti
vagali, per cui si determina un riflesso che determina appunto la fase cefalica.
I nervi vaghi fanno parte della componente parasimpatica del sistema nervoso
autonomo. Generalmente, nel sistema nervoso parasimpatico, il ganglio si trova a
contatto con la struttura che deve essere controllata, per cui le fibre pre-gangliari saranno lunghe e le fibre post-gangliari estremamente brevi.
A livello pre-gangliare, il mediatore e' la noradrenalina , ossia un
mediatore post-gangliare al livello del sistema nervoso simpatico. Il mediatore che viene liberato dalle fibre post-gangliari a contatto con la
struttura
bersaglio, nel caso del parasimpatico, e' l'acetilcolina, tant'e' che le fibre
parasimpatiche si
chiamano colinergiche.
Acetilcolina: l'acetilcolina liberata dal nervo vago si lega a degli specifici
recettori posti a livello della cellula parietale, e favorisce l'aumento della
secrezione gastrica.
Gastrina: il nervo vago non libera solamente acetilcolina, ma si visto che
alcune terminazioni liberano una molecola bombesino-simile, che si chiama CGRT
ovvero peptide di rilascio della gastrina, che agisce sulle cellule che
producono gastrina, la quale, come anticipato, e' un'altra molecola che facilita
la secrezione.
Istamina: Un'ultima possibilita' e' rappresentata dall'istamina.
Le cellule entero-cromaffini hanno dei recettori per l'acetilcolina, e se
avviene il legame, si attivano nella produzione dell'istamina che favorisce la
secrezione.
Per cui, ci puo' essere una facilitazione della secrezione in modo diretto
tramite l'acetilcolina, e in modo indiretto tramite la gastrina o l'istamina.
Risultato finale: c'e' un aumento dell'acetilcolina, dell'istamina e della
gastrina gia' in fase cefalica, quindi l'organismo, con un meccanismo allostatico,
gia' prima ancora di avere un contatto diretto col chimo si prepara a digerire
l'alimento. Ricordiamoci che nel passato, prima dell'avvento dei farmaci
inibitori della pompa protonica, venivano impiegati dei bloccanti muscarini, la
pirenzepina, e dei bloccanti il recettore dell'istamina, come la cimetidina e la
ranotidina.
La fase gastrica inizia col rilasciamento recettivo, mediato dalla distensione operata dagli alimenti. In presenza del succo gastrico comincia la digestione delle proteine, e i prodotti della digestione mantengono autocataliticamente la stimolazione della produzione di gastrina da parte delle cellule G. Da un lato si ha un aumento della digestione e della secrezione acida, dall'altro lato e' necessario controllare questi processi. La presenza di pH acido al livello dello stomaco stimola un altro mediatore, la somatostatina, la quale inibisce la pompa idrogeno-potassio ATPasi, limitando la produzione di acido cloridrico. Questo meccanismo di controllo prevede la presenza del nervo vago, quindi e' un meccanismo neurogeno, ma prevede anche il controllo, a lungo termine, di fattori umorali. Una volta che si forma il chimo, esso pian piano attraversa la porzione pilorica e si riversa nel duodeno.
Quando il chimo raggiunge il duodeno si verifica una regolazione enterogastrica, fondamentale per lo svuotamento. Il fluido duodenale ha delle caratteristiche (l'osmolarita', la presenza di aminoacidi,di lipidi,ecc) che gli permettono di inibire la secrezione. Questa fase di ulteriore regolazione prevede la liberazione di una serie di fattori che sono inibitori sulla secrezione: somatostatina, secretina, colecistochinina, VIP (peptide vaso-attivo intestinale), il GIP (peptide inibitore), la neurotensina. Nello stomaco esiste un pacemaker che produce onde di contrazione. L'ampiezza delle onde lente dipende dal grado di stiramento delle pareti dello stomaco. Quando il potenziale raggiunge la soglia si generano dei potenziali di azione che provocano contrazioni peristaltiche ad anello molto vigorose
Il bicarbonato puo' formarsi dalla reazione dell'anidride carbonica con l'acqua e
successiva dissociazione dell'acido carbonico formatosi.
Esiste un cotrasportatore per simporto sodio-bicarbonato al livello della
porzione baso-laterale della cellula mucipara, la quale e' particolarmente
rappresentata a livello dell'antro. Tra i mediatori che stimolano la formazione
di bicarbonato c'e' l'acetilcolina. L'Acetilcolina da una parte stimola la
secrezione acida, ma dall'altra forma il fattore difensivo.
Agisce soprattutto, una molecola ad azione locale che e' la prostaglandina E2.
L'aspirina, tra gli effetti collaterali, ha quello di inibire la sintesi delle
prostaglandine, per cui se viene inibita la sintesi delle prostaglandine
diminuisce il trofismo della parete intestinale, e arriva meno sangue alle
ghiandole e di conseguenza alle cellule mucose.
Esse produrranno meno muco, e si innesca uno sbilanciamento tra i fattori
aggressivi e i fattori difensivi. Per cui, il consiglio e' di somministrare
queste molecole a stomaco pieno.
Dal punto di vista funzionale, e' possibile affermare che nella porzione
prossimale dello stomaco prevale la funzione di serbatoio, nella parte distale
prevale la funzione di pompa.
Gia' a riposo ci sono delle onde peristaltiche di lieve intensita', piu' o meno
ogni 15/30 secondi, di lieve intensita', la cui genesi legata alla presenza di un
sistema nervoso gastroenterico, che costituisce il "pace-maker dello stomaco".
Questa rete neuronale, in maniera costante, manda delle onde che vengono
chiamate onde lente.
Ovviamente il sistema nervoso vegetativo modula questa attivita' di base, sia con
la sezione parasimpatica sia con la sezione ortosimpatica e anche con le
cosiddette sezioni NANUC (fibre vegetative noradrenergiche non colinergiche).
Accanto a questo, le stesse molecole che regolavano la secrezione sono impegnate
nel regolare la motilita': gastrina, colecistichinina, serotonina, VIP.
Lo sfintere pilorico, anche a riposo, e' in uno stato di ipercontrazione.
Cio' ostacola il passaggio definitivo dallo stomaco al duodeno, pero' presenta
diversi vantaggi:
- e' un ostacolo per le sostanze irritanti presenti nello stomaco
- a causa della resistenza esercitata dallo sfintere, si genera un fenomeno di
retro-pulsione del materiale, per cui il chimo sta di piu' nello stomaco a
contatto col succo gastrico.
Accanto alle onde peristaltiche primarie (cioe' quelle che derivano dalle onde
lente) esiste anche un'onda peristaltica molto piu' intensa che e' attivata da
tutte e 4 le molecole viste
prima.
Questa onda parte dall'incisura angolare e determina delle contrazioni
peristaltiche circolari molto violente, che cercano di spingere il chimo verso
lo sfintere pilorico.
Lo svuotamento dipende da:
- la tonicita' del chimo che arriva al duodeno
- il grado di distensione del duodeno
- la qualita' delle sostanze nutritizie che giungono al duodeno
Poi ,al solito, dal duodeno partono dei segnali entero-gastrici, che vanno a regolare in senso o stimolatorio o inibitorio l'attivita' gastrica.
In sintesi, i movimenti piu' importanti che si hanno nello stomaco, procedendo dal fondo fino al piloro sono:
a ) Rilasciamento recettivo seguito dalle
b ) Onde peristaltiche primarie (onde lente di base), dalle
c ) Onde peristaltiche secondarie (molto piu' intense) e in ultimo lo
d) Stato di maggiore o minore contrazione dello sfintere minore.