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L'APPARATO DIGERENTE: LO STOMACO

Gli animali si nutrono di altri organismi, vegetali o animali, nessuno dei quali è stato progettato per fungere da nutrimento per altre creature. Lo testimonia, per esempio, il fatto che nelle piante le cellule sono rivestite da una parete di cellulosa non digeribile, mentre molti animali sono ricoperti di pelo, scaglie o penne che difficilmente potrebbero essere digerite.Del resto i lipidi, carboidrati e proteine vegetali e animali (sostanze necessarie al fabbisogno alimentare) non sono in forma direttamente utilizzabile e debbono essere demoliti prima di venire assorbiti nel circolo sanguigno del consumatore e distribuiti alle sue cellule. Gli animali hanno pertanto messo a punto una varietà di apparati digerenti altamente specializzati, ciascuno perfettamente adatto alla proprie modalità di vita e alimentazione. 

L'apparato digerente dell'uomo consiste in un tubo muscolare, il tubo digerente (tratto gastroenterico che fondamentalmente va dalla bocca all'ano), e comprende vari organi accessori costituti dal pancreas, fegato e ghiandole annesse, che producono sostanze chimiche necessarie per attaccare e disgregare i frammenti del cibo che inghiottiamo.

Struttura

Lo stomaco ha la forma di una J dilatata, con una piccola 'curvatura corta' ed una grande 'curvatura lunga'. L'esofago si connette allo stomaco a livello del 'cardias', il confine tra la grande e piccola curvatura. La sporgenza della grande curvatura al di sopra della giunzione con l'esofago si chiama 'fondo', mentre la grande area tra il fondo e la curva della J è il 'corpo' gastrico. Nel fondo e nel corpo le ghiandole gastriche sono particolarmente abbondanti e producono acido cloridrico ed enzimi digestivi. La muscolatura del corpo produce onde di contrazione ritmiche che mescolano e trasportano il chimo, gli acidi e gli enzimi. La curva della J, detta antro 'pilorico', si prolunga con la porzione prossimale dell'intestino tenue. La prima porzione, dilatata, della parte pilorica dello stomaco è detta 'antro'.

Lo stomaco è un organo intraperitonale, cioè è completamente avvolto dal peritoneo, eccezion fatta per i vasi e i nervi in entrata e uscita. Sia lungo la piccola, sia lungo la grande curvatura decorrono archi arteriosi tortuosi, da cui dipartono piccole ramificazioni verso la parete anteriore e quella posteriore dello stomaco.Dovendo la parete gastrica adattarsi a diversi gradi di riempimento dell'organo, il suo spessore varia notevolmente: da 5 a 15mm.La superficie interna si solleva in grosse 'pliche' situate irregolarmente nel fondo e nella grande curvatura, nella piccola curvatura esse costituiscono la 'via gastrica principale' con pieghe orientate in senso longitudinale. Queste pliche di grandi dimensioni servono da un lato al trasporto veloce dei liquidi lungo la via gastrica principale verso l'intestino tenue, dall'altro alla formazione di superfici che consentano la dilatazione dello stomaco durante i pasti.

Lo stomaco ha tre funzioni principali:

  • deposito di materiali ingeriti, i quali vengono liberati a poco a poco nell'intestino tenue secondo ritmi compatibili con la digestione e l'assorbimento; 
  • demolizione dei materiali residui, realizzata attraverso una serie di possenti contrazioni peristaltiche della parete muscolare;
  • rottura dei legami chimici attraverso l'azione di acidi e enzimi.

Prima funzione: DEPOSITO DI MATERIALI INGERITI

Lo stomaco è un sacco muscolare estensibile, in grado di accogliere dai 2 ai 4 litri di sostanze liquide e solide. Mentre i liquidi raggiungono il piloro attraverso la via principale gastrica della piccola curvatura e abbandonano lo stomaco nell'arco di pochi minuti, i cibi solidi vi restano per un lasso di tempo considerevole: i carboidrati lasciano lo stomaco dopo circa 1-2 ore, le proteine dopo 2-3 ore, mentre i lipidi possono restare nello stomaco per più di 5 ore. La muscolatura liscia e la mucosa dello stomaco sono così elastiche che si possono tollerare anche pasti molto abbondanti. I recettori di tensione della parete gastrica forniscono sufficienti informazioni al centro della fame nell'ipotalamo, che l'impulso di mangiare scompare prima che lo stomaco raggiunga un grado di espansione potenzialmente pericoloso.L'aprirsi e il chiudersi di un anello di fibre muscolari, lo sfintere esofageo, regola l'accesso del cibo proveniente dall'esofago e ne impedisce il reflusso, mentre un secondo orifizio alla base dello stomaco, sfintere pilorico, regola lo sbocco del cibo nell'intestino tenue.

Seconda funzione: DEMOLIZIONE DEI MATERIALI RESIDUI Motilità 

Durante il pasto i boli si accumulano nel tratto superiore dello stomaco (cardias) senza che l'aumentato riempimento dell'organo ne elevi la pressione interna. Dopo il pasto, nella parte superiore del corpo si producono onde peristaltiche lente che si intensificano e aumentano la propria accelerazione mano a mano che si  procede verso il piloro. Queste onde si attivano a intervalli compresi tra 20 secondi e 4 minuti, a seconda dell'attività digestiva dello stomaco. Nell'antro pilorico le onde peristaltiche raggiungono la massima intensità.

1 . Piloro 1 . Piloro
2 . Onde peristaltiche

1 . Piloro
2 . Onde peristaltiche

Il lume si restringe fino ad assumere fino ad assumere il calibro di pochi millimetri. La regione pilorica, ricolma di chimo gastrico, è sottoposta a un'elevata pressione meccanica. Quando i recettori meccanici dell'antro avvertono la presenza di particelle di oltre 1mm di diametro, il piloro si chiude: le onde peristaltiche si bloccano e il bolo alimentare viene sospinto all'indietro nel corpo gastrico attraverso l'antro, oramai limitato a un canale ristretto. Tale movimento sminuzza le particelle del chimo fino a ridurle a un diametro di mezzo millimetro circa. A questo punto, grazie ad un'onda peristaltica, il piloro si apre leggermente e una piccola parte del chimo passa, a ogni onda, nell'intestino tenue sotto forma di fiotti.
1 . Piloro
2 . Onde peristaltiche

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Nella fase di digiuno che separa il completamento dello svuotamento dello stomaco e una nuova assunzione di cibo, a intervalli di circa 2 ore, si producono onde peristaltiche, durante le quali il piloro raggiunge la massima apertura. Mano ma mano che il periodo di digiuno aumenta, aumentano anche le contrazioni: lo stomaco gorgoglia sollecitando il pasto successivo.

Lo stomaco è da considerarsi un organo autonomo rispetto alla propria muscolatura, malgrado ciò la sua motilità è regolata a livello superiore dal sistema nervoso. Il sistema parasimpatico aumenta la frequenza e l'intensità delle onde peristaltiche, mentre l'ortosimpatico produce un effetto inverso.Anche alcuni ormoni, tra i quali la gastrina, regolano la motilità gastrica.

Terza fase: ROTTURA DEI LEGAMI CHIMICI ATTRAVERSO L'AZIONE DI ACIDI E ENZIMI
Secrezione

La tonaca mucosa del fondo e del corpo dello stomaco accoglie 'ghiandole tubolari' semplici, ghiandole gastriche lunghe alcuni millimetri disposte come tuboli in serie, l'una accanto all'altra.Esse secernano acido cloridrico e enzimi digestivi che favoriscono la digestione.Nel fondo delle ghiandole tubolari si trovano cellule basofile di grandi dimensioni ('cellule principali') che hanno la funzione di secernere nel lume i pepsinogeni, ovvero enzimi (pepsine) allo stadio inattivo che digeriscono le proteine. La secrezione in forma inattiva serve a impedire che l'enzima attacchi le cellule che l'hanno prodotto. La forte acidità presente nello stomaco (pH da 1 a 3) rende possibile la trasformazione del pepsinogeno in pepsina, che del resto in ambiente acido esplica al meglio i suoi compiti. Nel corso di tale processo le 'cellule di rivestimento', di forma piramidale, secernono grandi quantità di acido cloridrico.Le cellule che rivestono lo stomaco sono protette dall'aggressione di questi acidi e enzimi grazie a uno spesso strato di muco denso e alcalino da loro stesse secreto, ma la barriera non è mai completamente impenetrabile e le cellule devono essere sostituite ogni pochi giorni.

Nella regione dell'antro e del canale pilorico si trovano ghiandole tubolari ramificate che hanno struttura diversa rispetto alle ghiandole del corpo e del fondo.Accanto a numerose cellule produttrici di muco, spesso si trovano cellule endocrine che immettono nel sangue la propria secrezione ormonale. L'ormone più importante è la gastrina (prodotta dalle cellule G), un peptide che stimola la secrezione di acido cloridrico da parte delle cellule di rivestimento delle ghiandole del fondo e del corpo.La somatostatina (prodotta dalle cellule D) è un diretto antagonista della gastrina e inibisce la produzione di acido cloridrico.Ghiandole si trovano anche nella tonaca mucosa del cardias dove però il loro sviluppo è notevolmente inferiore rispetto a quello che si riscontra nelle altre zone dello stomaco. Esse sono tubolari composte e secernono un muco alcalino.

La produzione e la secrezione di acido cloridrico all'interno dello stomaco sono regolate con precisione per due motivi principali: da un lato allo scopo di digerire nel modo migliore la componete proteica degli alimenti e dall'altro per evitare che una sovrapproduzione di acidi a digiuno danneggi la tonaca mucosa. Prima, durante e dopo l'assunzione di cibo si attivano meccanismi specifici secondo un ordine preciso. Essi vengono distinti in due fasi:

  • fase cefalica (regolata dal sistema nervoso centrale)
  • fase gastrica (regolata dalla tonaca mucosa)

Fase cefalica La fase iniziale della digestione è controllata dal sistema nervoso e si sviluppa in risposta a un insieme di segnali che trae origine nella testa e coinvolge la vista, l'odorato, il gusto e a volte l'idea stessa di cibo, oltre all'attività muscolare della masticazione.Questi stimoli provocano nella cavità orale la secrezione di saliva, mentre lo stomaco è raggiunto da una serie di impulsi nervosi (provenienti del sistema nervoso parasimpatico) che stimolano la produzione di acido cloridrico e dell'ormone gastrina.Impulsi provenienti dal sistema nervoso ortosimpatico, al contrario, inibiscono la produzione di acidi e ormoni. 

Fase gastrica L'ingresso del cibo nello stomaco attiva la seconda fase della digestione. Subito la cavità gastrica viene inondata di muco per evitare l'autodigestione. L'ambiente acido converte il pepsinogeno nella sua forma attiva, la pepsina, che può iniziare l'attacco delle catene polipeptidiche (proteine).Poiché le molecole proteiche tendono a ridurre la concentrazione dell'acido nello stomaco, la gastrina non è più inibita ed interviene accelerando la produzione di acido. Le cellule che secernono l'acido sono attivate anche dalla dilatazione dello stomaco e dalla presenza di peptidi ottenuti la demolizione proteica.

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