Stomaco, fisiologia

Descrizione anatomica

cfr anche  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).

Aspetti di fisiologia digestiva

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.

Funzionamento della cellula parietale

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.

Succo gastrico

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.

Regolazione della secrezione gastrica

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.

FASE CEFALICA

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.

FASE GASTRICA

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.

FASE INTESTINALE

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

Formazione dello ione bicarbonato

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.

Regolazione della motilita'

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.
 

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