Il sistema gastrointestinale1. Motilità

Carlo CapelliFisiologia Generale e dell’Esercizio

Facoltà di Scienze Motorie -Università degli Studi di Verona

Obiettivi• Funzioni del SGI: motilità, secrezione, digestione e

assorbimento• Attività elettromeccanica e muscolatura liscia (sincizio

funzionale)• Pacemaker muscolare• Regolazione estrinseca e sistema nervoso enterico• Riflessi intestinali (locali, brevi, lunghi)• Tip di attività motoria• Motilità esofagea, gastrica, dell’intesino tenue e

dell’intestino crasso

IntroduzioneIl sistema gastrointestinale ècomposto da: i) il tubodigerente; ii) gli organiaccessori (ghiandole esocrine,pancreas esocrino, sistemabiliare)

Funzioni del sistemagastrointestinalei) motilitàii) secrezioneiii) digestioneiv) assorbimento

Motilità gastrointestinale

Muscolatura lisciaAttività elettrica emeccanica spontaneeLe cellule sonoconnesse tramitegiunzioni comunicantiE’ un sinciziofunzionale

Attività elettrica e meccanica

Onde lente: ondespontanee di attivitàelettricaPacemaker delle onde lente:cellule interstiziali diCajalSe la depolarizzazione èsufficiente. Si hanno uno opiù potenziali di azioneLa frequenza delle ondelente determina il ritmoelettrico di base

Regolazione nervosa estrinseca

Innervazione estrinsecaefferentei) Parasimpatico

Craniale: n. motore dorsale del vago (esofago distale; stomaco, tenue, colontrasverso)Sacrale: nervi pelvici (colon distale, retto, canale anale)

ii) SimpaticoGangli prevertebrali celiaco, mesenterico superiore ed inferiore

Sistema nervoso entericoE’ costituito da neuroni i cui corpicellulari sono localizzati nei gangliposti nella parete del tubo digerenteDue plessi:

i) plesso mientericoii) plesso mucoso

I corpi cellulari sono connessi tramitetratti di fibre intergangliariIl sistema nervoso enterico è unsistema integrativo indipendentedotato di neuroni sensoriali,interneuroni, neuroni motori, vieriflesse e schemi motoriLa sua attività è modificata dallainnervazione estrinseca

Sistema nervoso entericoPrincipali neurotrasmettitori del sistema nervoso enterico eloro effetto sulla motilità del tubo gastrointestinaleNeurotrasmettitore Effetto sulla motilitàNon peptidiciAch EccitatorioSerotonina EccitatorioATP InibitorioDopamina InibitorioNO Inibitorio

PeptidiciColecistochinina EccitatorioEncefaline EccitatorioPeptide rilasciante la gastrina EccitatorioNeuropeptide Y EccitatorioSostanza P EccitatorioSomatostatina InibitorioVIP Inibitorio

Sistema nervoso enterico

Modello teorico del sistema enterico intestinale

Riflessi nervosi

I riflessi controllano le attivitàmotoria e secretoria

1. Riflessi intrinseci (locali): entrain gioco solo il SNE

Esempio: riflesso peristaltico

2. Riflessi estrinseci brevi e lunghiBrevi: i recettori del SNE

inviano impulsi ai gangli prevertebrali; riflessi inibitori noradrenergici

Lunghi: fibre sensoriali mandano impulsi al MS o al SNC;riflessi autonomici (para e/oortosimpatici)

Tipi di attività motoria

• Peristalsi: onda di contrazione nelsegmento propulsivo chenormalmente sposta in direzioneaborale il contenuto del tubodigerente nel segmento recettivo

• Movimenti di segmentazione (orimescolamento): contrazioniritmiche della m. circolare,rimescolano il cibo

• Contrazioni toniche: contrazioniprolungate presenti nella parteprossimale dello stomaco e neglisfinteri; bloccano il passaggio dimateriale, separano uncompartimento dall’altro,prevengono il reflusso

Deglutizione• Masticazione: mediata dal controllo nervoso dei riflessi masseterino (chiusura della

mandibola) e digastrico (apertura della mandibola.• Deglutizione: propulsione del bolo alimentare dalla bocca attraverso faringe ed esofago sino

allo stomaco• E’ costituita da una sequenza di fasi (volontarie e riflesse) coordinate dal centro della

deglutizione bulbare

a: il bolo alimentare è separato dalle parti restanti del cavo oraleb: il nasofaringe viene chiuso e la glottide si chiude con inibizione della respirazionec,d: lo sfintere esofageo superiore si rilascia ed il materiale è spinto nell’esofago

Transito esofageo•Prima della deglutizione, la pressione,misurata con catetere manometrico, è:i) + 60 mm Hg a livello dello sfintereesofageo superiore (SES) e; ii) +30 alivello dello sfintere esofageo inferiore(SEI)

•Nel corpo dell’esofago è subatmosferica•All’inizio della deglutizione, SES sirilascia e una contrazione peristalticaprimaria si propaga (2-6 cm/s)

•Quando il bolo si avvicina al SEI,questo si rilascia prima che giunga lacontrazione peristaltica

•Contrazione peristaltica secondaria:risposta riflessa che ripulisce l’esofago

Motilità gastrica

Stomacocardias, fondo, corpo, antro e piloroStomaco prossimale: serbatoio del ciboingerito (chimo), muscolatura più sottile edistensibileStomaco distale: rimescolamento etriturazione del cibo

La muscolatura dello stomaco prossimalepresenta di solito contrazioni lente eprotratteSi rilascia in seguito a deglutizione:rilasciamento recettivo riflesso motorevagale (meccanocettori orofaringei) e perriflesso vagovagale

Motilità gastricaLa muscolatura dello stomaco distale presentauna muscolatura più spessa e robustaNei periodi interprandiali si hanno periodichecontrazioni: complessi motori migranti(MMCs)Dopo un pasto, lo stomaco distale presentacontrazioni fasiche (3/min) sovrapposte ad ondelente che nascono dal pacemaker gastricoLe onde lente si propagano distalmente e sonoaccompagante da due successivi anelli dicostrizione della m. circolareLa prima onda di contrazione spruzza un gettodi chimo nel duodenoLa seconda onda trova lo sfintere piloricochiuso: retropulsione

Velocità di svuotamento gastrico

La velocità di svuotamento gastrico ècontrollata e dipende da molti fattori• Un pasto liquido si svuota più rapidamente, tanto

più rapidamente quanto maggiore è il volume• La distensione gastrica aumenta in via riflessa la

forza e la frequenza delle contrazioni antrali• In un pasto solido, la velocità dipende dalla

grandezza delle particelle• pH basso nel duodeno rallenta la velocità di

svuotamento (chemoriflesso vagovagale)• Liquidi ipotonici o ipertonici sono svuotati più

lentamente (osmocettori duodenali)• I prodotti della digestione lipidica inibiscono lo

svuotamento stimolando la secrezione dellacolecistochinina (CCK) duodenale. CCK stimolala contrazione dello sfintere pilorico. In questo modo vi è più tempo a disposizione per rimescolamento

Motilità intestinale-TenueFunzioni dell’intestino tenue: Assorbimento

Digestione

Due tipi di movimento Contrazioni di segmentazioneMovimenti peristaltici

Movimenti peristalticiPeriodi interdigestivi: Poche contrazioni che coprono corti

trattiOgni 90-120 s onda peristaltica di notevole intensità dallo stomaco alla valvola ileocecale (MMCs) che ripuliscel’intestino

Motilità intestinale-Tenue

• Movimenti peristalticiPeriodi postprandiali: Attività continua

I movimenti peristaltici spingono i contenuti per brevi tratti, ma si verificano ripetutamente in tutto l’intestino

• La motilità intestinale è influenzata da stimoli ormonali e nervosi(stimolazione parasimpatica aumenta l’attività intestinale; quellasimpatica la diminuisce)

Motilità intestinale-Tenue

•Sfintere ileocecale: controllalo svuotamento nel colon epreviene il movimentoretrogrado

•Normalmente è chiuso(riflesso enterico dal cieco)

Motilità intestinale-Crasso

Funzioni dell’intestino crasso:- assorbimento- formazione, raccolta eperiodica espulsionedelle feci

Comunemente il materiale siferma per 16-18 ore ed èformato da residuati di diversipasti

Motilità intestinale-CrassoQuattro tipi di movimento Austrazioni

Movimenti peristaltici propulsiviMovimenti di massaDefecazione

• Austrazioni• Contrazioni prolungate della muscolatura liscia• Rimescolano il contenuto e compattano le feci• Movimenti peristaltici propulsivi• Progrediscono lungo la parete in direzione orale ed

aborale• Movimenti di massa• Uno/tre volte al giorno, la m.a liscia si contrae per

un lungo (20 cm) tratto e spinge il materiale insenso aborale, le austrazioni scompaiono

• La massima parte del movimento delle feciavviene con questo meccanismo

Motilità intestinale-CrassoDefecazione La sensazione cosciente sorge quando le feci entrano

nel retto

• I muscoli del retto sono dotati dimeccanocettori

• Gli sfinteri interni non sono sotto icontrollo volontario

• Gli sfinteri esterni sono innervati damotoneuroni dei segmenti S2-S4

• La muscolatura dello sfintere esterno ètonicamente contratta dall’attivazione deimotoneuroni

Motilità intestinale-Crasso

• Quando il retto si riempie di feci, imeccanocettori trasmettonoinformazioni al midollo spinaleattraverso il nervo pelvico

• Le afferenze sensoriali eccitano ineuroni parasimpatici pregangliari cheattivano i neuroni postgangliari cheinnervano i muscoli lisci di colon eretto.

• I muscoli lisci si contraggono e le fecisono forzate verso l’orifizio anale.

• Lo sfintere anale interno si rilascia perun riflesso evocato dalla distensionerettale (riflesso anorettale)

• I meccanocettori inviano informazionianche ai centri cerebrali: urgenza alladefecazione

Motilità intestinale-Crasso• I centri superiori inviano anche impulsi

discendenti ai neuroni parasimpaticipregangliari per facilitare il riflessodella defecazione e a quelli checausano il rilasciamento dello sfintereinterno

• Il canale anale superiore è ricco diterminazioni sensoriali che sono ingrado di valutare la consistenza dellefeci

• Se non si defeca, lo sfintere esterno sicontrae più tenacemente, i muscoli delcolon distale e del retto si rilasciano, imeccanocettori diminuiscono lafrequenza di scarica e il tono dellosfintere inetrno aumenta e ladefecazione viene ritardata sinoall’arrivo di una ulteriore quantità difeci

Motilità intestinale-Crasso

• La defecazione inizia perchè imotonueuroni del nervo pudendo cheinnervano lo sfintere esterno sono inibitidall’attivazione dei nervi parasimpaticipregangliari

• Quindi, impulsi discendenti dalle areesensorio-motorie della corteccia dirigonola defecazione coordinandosi con leazioni autonome che somatiche

Ormoni gastrointestinali

Prodotti interdigestiviStimola gli MMCsCellule M del duodeno e deldigiuno

Motillina

Glucosio, aminoacidi, acidigrassi

Stimola la secrezione di insulina (?)Cellule K del duodeno e deldigiuno

GIP*

AciditàStimola la secrezione di HCO3-

pancreatici e biliari; inibisce lasecrezione acida gastrica e l’effettotrofico della gastrina

Cellule S del duodenoSecretina

Peptidi, aminoacidi, acidigrassi

Stimola la contrazione della cistifellea, lasecrezione degli enzimi pancreatici ed iltrofismo del pancreas esocrino, inibiscelo svuotamento gastrico

Cellule I del duodeno e deldigiuno

CCK

Peptidi, aminoacidi,distensione, stimolazionevagale

Stimola la secrezione gastrica (acida e dipepsinogeno) ed il trofismo della mucosadelle ghiandole gastriche ossintiche,stimola il trofismo della mucosa delleghiandole ossintiche

Antro del duodeno ed in minormisura il duodeno (cellule G,antro e duodeno)

Gastrina

Stimoli della secrezioneAzioniLocalizzazione secrezioneOrmone

* Polipeptide insulinotropo glucosio-dipendente

Bibliografia

• Fisiologia dell’Uomo, autori vari, Edi.Ermes,Milano, Capitolo 14: Apparato digerente (Capitoli 14.1 e 14.2)