Fisiologia Veterinaria completo en portugues.pdf

8/17/2019 Fisiologia Veterinaria completo en portugues.pdf

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Testi consigliati

Fisiologia degli Animali Domestici (Dukes, Ed.

Italiana curata da Prof. Chiesa, Idelson-Gnocchi,

2002)

Fisiologia Medica (Guyton & Hall, EdiSES)

Fisiologia degli Animali Domestici (Aguggini et

al., UTET)

Physiology of Domestic Animals (Sjaastad,Hove, Sand, Scandinavian Veterinary Press,

2003)

www.personalweb.unito.it/mario.baratta


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Cosa intendiamo per studio della

Fisiologia?

E’ lo studio delle funzioni e delle attività coordinate dicellule, tessuti ed organi.


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Concetto di OMEOSTASI

Il mantenimento di condizioni stabili, o

costanti, nel mezzo interno (Bernard, 1856)


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Quale controllo per l’omeostasi?

Sistema ormonale (a lento adattamento)

La riproduzione (?)…. Sistema di adattamentodi un gruppo

Il sistema nervoso (a rapido adattamento):

-sez.sensitiva-sez. di integrazione

- sez.motoria

Centrale oAutonomo


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Come comunicano le cellule?

1) mediante messaggi chimici2) mediante messaggi elettrici

I messaggi di natura chimicaI messaggi di natura chimica possono venire

inviati da una cellula a se stessa (comunicazione

autocrina) o alle cellule adiacenti (comunicazioneparacrina) per diffusione semplice, oppure

utilizzando sistemi di secrezione specializzati,

come le sinapsi (comunicazione nervosa), oppureancora rilasciando sostanze nel sangue

(comunicazione endocrina)


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Comunicazione chimica

Endocrina Paracrina

Autocrina

Epicrina

Neurocrina


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Comunicazione elettrica

Sinciziomiocardico

Sinapsielettriche


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La risposta di una cellula dipende

dai sui recettori (specifici e ad alta affinità)


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segnale

GproteinFosfolipasi C IP3

Calcio

Trasduzione del segnale


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Comunicazione tra cellule contigue

ADHESION

JUNCTION

TIGHT

JUNCTION

GAP

JUNCTION


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La Cellula

nucleo

citoplasma

Membranaplasmatica

Mammiferi: 100 miliardi200 tipi diversi

DimensioniFormaStruttura internaFunzione


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Costituenti base:

H2O 70-80%

Elettroliti

Proteine 10-20%Lipidi 20%

Carboidrati 1%


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La membrana plasmatica

Spessore=7-10 nm


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La membrana plasmatica

proteine 55%fosfolipidi 25%colesterolo 13%altri lipidi 4%carboidrati 3%


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Comunicazioni attraverso la membrana

cellulare:

1.Diffusione passiva(gas respiratori,sostanze lipofile ect)

2.Diffusione facilitata(ioni)

3.Trasporto attivo(glucosio, aminoacidi)


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Le proteine di membrana

Integrali (o intrinseche) anfipatiche 70% totalePeriferiche (o estrinseche) idrofile, deboli legami

Soprattutto glicoproteineglicoproteine

• Proteine canale (pori)

• Proteine di trasporto (carrier)• Enzimi

I li idi di b


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I lipidi di membrana

doppio strato di fosfolipidifosfolipidiEtanolamminaSerina

Colinainositolo


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M d ll “M i Fl id ”


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Modello a “Mosaico Fluido”:interazioni non covalenti→molecole libere di muoversi (ra

flip-flop) Diffusione laterale

flessione rotazione

flip-flop

colesterolocolesterolo


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I carboidrati di membrana:

il glicocalice

90% glicoproteine

10% glicolipidiFunzioni:

1) Carica elettrica negativa2) Adesione tra cellule diverse

3) Recettori per altre molecole4) Recettori per il riconoscimentoimmunitario


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Concentrazioni degli ioni in diversi tipi

cellulari:

2,25,51145310

Mg++

1020250SO4--1127890354090Cl-

5025103,5Ca++51362,513810344K+

155191101346065Na+estintestintestint

eritrocitamuscoloAssone


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1 2 43


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Diffusione attraverso la membrana cellulare

Diffusione

semplice

Diffusionefacilitata


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Diffusione attraverso la

membrana cellulare

1) Semplice

2) Facilitata

-liposolubili:

O2, N2, CO2,alcool-non liposolubili:

H2O, urea

fruttosioVitamine

Proteine canale


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Proteine canale1)Selettivamente permeabili

2)Molte presentano porte(gate)

Selettività: legata a diametro, formae natura cariche elettriche

Ione Raggio anidro Raggio idrato Strato idrico

Na+ 0,98 2,91 1,93K+ 1,33 1,88 0,55

NH4+

1,45 1,89 0,44Cl- 1,8 1,92 0,12

Angstrom

Il trasporto dell’acqua


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Il trasporto dell acquaLa quantità di acqua che si può diffondere attraverso la

membrana cellulare è elevatissima: per 1 min si diffonde unvolume pari a 100 volte il volume dell’eritrocita. Non è chiaro ilperché:

È un composto aggregato in alcune molecole (4) di dimensionipiccolissime con energia cinetica in grado di penetrare comeproiettili i pori di membrana.

Rapporto tra diametro effettivo e permeabilità del doppiostrato lipidico:

sostanza diametro permeabilita’ rel.

molecola di acqua 0.3 nm 1“ di urea 0.36 (20%>H2O) 0.0006 (


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Apertura e chiusura delle porte:

1. Porte voltaggio-dipendenti (voltage gating)2.Porte a controllo chimico (ligand gating)3.Porte a controllo meccanico

1 2 3

Diffusione facilitata/attiva


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Diffusione facilitata/attiva

Mediata da un trasportatore

fruttosio

Vitamine BAminoacidimonosaccaridi

Insulina può aumentare fino a 20 volte lavelocità di diffusione del glucosio

Trasporto attivo secondario


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Trasporto attivo secondario

Co-trasportooSimporto

ControtrasportooAntiporto


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Trasporto attivo primario

del calcio

Trasporto attivo primario

degli ioni idrogeno

Fattori che influenzano la velocità di


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diffusionePermeabilità della membrana

• spessore della membrana

• liposolubilità

• numero di canali proteici• area della membrana

• temperatura

• peso molecolare

Differenza di concentrazione

Differenza di pressione transmembranaria*Differenza di potenziale elettrico tra i 2 lati della membranain caso di ioni

* Somma delle forze complessive che vengono esercitate sulla membrana in 1 istante(esempio nei capillari), è un processo mediante il quale l’H20 e i soluti permeabili sonospinti attraverso una membrana da un gradiente di pressione idrostatica


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La pressione osmotica


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La pressione osmotica

Legge di Boile P = n·RT Vn = numero di molecole

osmoticamente attive

Legge di Van’t Hoff π = iRT Π= pres. OsmoticaC = osmolalità (osm/kg)i = coefficiente osmotico

Pressione (Pa) = N/m2(forza per unità d’area)

Dipende dal numeronumero delle particelle in soluzioned ll


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e non dalla massa.

Ogni particella esercita in media la stessa pressionecontro la membrana.

NaCl (Na+

Cl-

) 1 Mole = 2 OsmoliOsmolaritOsmolaritàà del plasma = 300del plasma = 300 milliosmolimilliosmoli

soluzioneIPOTONIC

ISOTONI

IPERTONI


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La quantità di particelle in una soluzione = osmoli perlitro (osmolarità) o per kg di solvente (osmolalità)

1 Osm = numero di particelle del peso molecolare di unasostanza non ionizzata (glucosio = 180 g; urea = 60 g) o ilnumero di particelle del peso molecolare di una sostanzaionizzata divisa il numero di ioni liberi (NaCl= 58/2=29 g)

Pressione osmotica: 1 Osm/L a 38°C è di 19.3 mmHg,se il plasma ha 300 mOsm = 0,3 x 19,3 = 5,790 mmHg

Perché la soluzione fisiologica (0 9% NaCl)


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Perché la soluzione fisiologica (0,9% NaCl)è isotonica?

PM NaCl = 581M = 58 g/l1Osm =29 g/l

29×0,3=8,7 g/l ~ 9 g/l↓

0,9 % NaCl

Principio di elettroneutralità


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(effetto di Gibbs-Donnan)

[Na+]1 x [Cl-]1 = [Na+]2 x [Cl-]2

Il prodotto delle concentrazioni degli ionidiffusibili è, ai lati della membrana, eguale a:

[cationi]1=[anioni]1 [cationi]2=[anioni]2

[N ] [Cl ] [P ] [N ] [Cl ]


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[Na+]1 = [Cl-]1 + [P-]1 e [Na+]2= [Cl-]2

[Na+]1 > [Cl-]1 per la legge di Gibbs-Donnan:

[Na+]1 [Cl-]1 = [Na+]22

il valore minimo delle [ ] interne sarà quando:

a+]1 = [Cl-]1 = [Na+]2 cioè [Na+]1+[Cl-]1= 2 [Na+]2ma non è possibile!

a+]1 +[Cl-]1 > [Na+]2 +[Cl-]2

Distribuzione ineguale degli ioni diffusibili!


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Per la legge di Gibbs-Donnan:

[Na+]1 x [Cl-]1 = [Na+]2 x [Cl-]2

[Na+]1/[Na+]2=[Cl-]2/[Cl-]1

Nella fibra nervosa il rapporto tra K+ e Cl- è di circa 20

• se molti ioni negativi non diffusibili intracellulari vi èl’aumento degli ioni diffusibili di segno opposto: nelle

cellule molto K+ e poco Cl-

• dalla differente concentrazione di uno ione diffusibileai lati di una membrana si instaura una differenza di

potenziale !!


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Conseguenze:

1) Gli anioni proteici spostano gli anionidiffusibili fuori dalla membrana etrattengono ioni di segno opposto (K+ ma

anche ad es. H+

)2)La differente concentrazione degli ioni porta

ad instaurarsi una pressione osmotica

3) Lo spostamento degli ioni diffusibili provocaun potenziale elettrico (equazione di Nerst)

Le cellule viventi contengono


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un eccesso di anioni indiffusibiliNe consegue:

1) Distribuzione ineguale tra cationi ed anioni

diffusibili anche in assenza di trasporto attivo2) I cationi all’interno sono più numerosi che

all’esterno (pH)3) Tendenza della cellula a rigonfiarsi per gli effetti

osmotici delle alte concentrazioni cellulari (trasporti

attivi)

4) Lo spostamento degli ioni determina un potenziale

elettrico

Trasporto attivo


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ALT

AB

ASS

A

Contro gradiente elettrochimico

Proteinacanale

Proteinecarrier

TRASPORTOPASSIVO

TRASPORTOATTIVO

E N E R G I A Diff.

passiva

:L’equilibrio di Donnan è solo un punto di partenza


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q p pper analizzare i meccanismi di distribuzione degli

ioni tra cellula ed ambiente esterno

•Nella cellula il trasporto attivo gioca un ruolo determinante nelladistribuzione degli ioni

• La membrana cellulare è un complesso dinamico, non è unamembrana semipermeabile perfetta

• Il mezzo intracellulare non è una soluzione acquosa omogenea

• Nel modello gli ioni diffusibili sono supposti completamentedissociati, ma nella cellula non è così

LA CELLULA DEVE ESSERE CONSIDERATAUN SISTEMA DONNAN-SIMILE

Trasporto attivo


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Trasporto attivo

PRIMARIO SECONDARIO

ATP

Servono proteine trasportatricied energia

L’energia deriva da

un “immagazzinamentoenergetico”realizzatoin un T.A. primario


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La pompa Na+/K+

Trasferisce ioni Na+ all’esterno della cellula e fa affluire ioni K+all’interno

E’ presente in tutte le cellule del corpo

E’ responsabile del mantenimento delle differenze diconcentrazione del Na+ e del K+ tra esterno ed interno

E’ responsabile del potenziale elettrico negativo all’interno

E’ alla base del processo di trasmissione dei segnali nel sistema

nervoso

La pompa Na+/K+


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Funzioni:

1) Controllo del volume cellulare

2) Ruolo elettrogenico

p p

Polpette in salsa di Peperoni dolci


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p pTempo 60 min. Calorie 280 g.

Cani e gatti: n 4 Proteine 26 g.

Colesterolo 90 mg. Lipidi 12 g. Grassi 4 g.

Sodio 385 mg.500 g di fesa di vitello tritata

90 g di pane integrale grattugiato

1 cipolla piccola tritata

2 ctav di prezzemolo tritato

1 cte di odori misti secchi

2 ctav di olio vergine d'oliva1 chiara d'uovo

pepe nero macinato di fresco

1 cipolla tritata

1 peperone rosso dolce piccolo a fe

1 peperone verde dolce piccolo a f3 coste di sedano a fettine

2 cte di paprika

2 cte di conserva di pomodoro

30 cm di brodo di vitello senza sal

1/4 cte di sale


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Da un punto di vista generale il sistema digestivo puessere considerato come complessa catena di lavoro in cumolteplici funzioni debbono essere sincronizzate.

Le principali sono:

la secrezione, cioè il rilascio di enzimi, di muco di ioni nel lume e di ormoni nel sangue.

l’assorbimento, cioè il trasporto di acqua, ioni nutrienti dal lume al sangue attraverso l’epitelio.

la motilità, cioè le contrazioni della muscolaturliscia che rompono, mischiano e spingono in avanti contenuto gastrico o intestinale.


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Proprio la complessità di questa catena di lavoro

richiede sistemi di controllo robusti in grado difacilitare la comunicazione fra le differenti sezioni delsistema digerente e fra il sistema digerente e il

cervello.Il controllo della funzione digestiva è regolatoattraverso una combinazione di messaggi elettrici e

ormonali che originano sia entro il sistema nervoso edendocrino enterico che dal SNC e dalle ghiandoleendocrine propriamente dette come le surrenali

Le differenti parti di questo sistema sonocostantemente in comunicazione fra di loro.


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Erbivori Carnivori

Onnivori

l d è d b l


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Il sistema digestivo è composto da un tubo alimentare

da organi digestivi accessori:bocca

esofago

stomaco

fegato

pancreas

piccolo intestino

grande intestino

La parete del tubo alimentare è composta da 4 tuniche o strati:


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tunica sierosa: esterna, nella maggior parte del tratto digestivo (stomaco eintestino) è costituita da un fine strato di connettivo lasso rivestita da cel.

mesoteliali (un tipo di cell. epiteliali squamose). Tale tunica viene anchechiamata peritoneo viscerale.tunica muscolare: controlla la motilità del sistema, costituito da 2 strati(circolare e longitudinale).

tunica sottomucosa: costituita da tessuto connettivo sia lasso che denso,ricco di vasi e terminazioni nervose, è presente un plesso sottomucoso moltoimportante per il controllo delle funzioni della mucosatunica mucosa: interna, varia per strutura e funzioni a seconda del tratto,importante la lamina epiteliale che può includere cellule secernenti,

assorbenti o produttrici di ormoni.


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4 tipi di cellule epiteliali, l’ingrandimento è identico

Sotto l’epitelio, ma ancora nella tunica mucosa, esiste la lamina prop

tessuto connettivo lasso ricco di vasi e terminazioni nervose per lo strepiteliale e di noduli linfatici importanti per la funzione immunitdell’apparato. Ancora più sotto abbiamo la lamina detta muscolaris mucosapermette il movimento alla mucosa.

Il peritoneo è una membrana molto fine che avvolge le cavità addominale e pelve la maggor parte dei visceri addominali. E’ composta da un mesotelio support


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gg p p ppda un fine strato connettivale. In particolare parliamo di un peritoneo parieta

uno viscerale:Il mesentere è uno strato costituito da due foglietti di peritoneo parietaliche sospendono i visceri dalla parte dorsale. In alcune sezioni esiste ilmesentere ventrale per una unione ventrale dei due foglietti.

Il mesentere è un termine generico, si specifica aseconda del tratto considerato: mesodigiuno,mesogastrio, mesometrio.

Un pasto può essere composto da centinaia se non migliaia di molecole che p


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p p p g pessere utilizzate dall’organismo debbono essere ridotte in strutture

semplici, perfino una tavoletta di zucchero (saccarosio) deve essere ridotenzimaticamente in molecole semplici di glucosio e fruttosio.

La più importante reazione enzimatica nella digestione è l’idrolisi, cioè la rottudi un legame chimico con l’introduzione di una molecola di acqua.

Proteine:

Le differenti proteine possono essere modificate per l’aggiunta di carb(glicoproteine) o di lipidi (lipoproteine). Le catene aminoacidiche lunghe da 3 sono chiamati peptidi.

Gli acidi grassi sono costituiti da una lunga caLipidi:


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atomi di carbonio (da 14 a 22) terminante con

gruppo carbossilico. Le principali differenzeriguardano la lunghezza della catena carbonioposizione dei doppi legami per gli insaturi.

p

ac. grasso a 18 C, saturo

La categoria più abbondante di grassi prenegli alimenti è quella dei grassi neutrigliceridi composti da una molecola di gliche forma 3 legami esteri con ac. grassi. Qper essere assorbiti dovranno essere idro

da lipasi pancreatiche in 2-monogliceridac.grassi liberi; altre lipasi completerandigestione in glicerolo e 3 ac. grassi liberi.

Carboidrati:


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Carboidrati:

Monosaccardi: glucosio

galattosio esosifruttosio

ribosio pentoso

Disaccaridi: lattosio (galattosio + glucosio)

saccarosio (sucrosio) (fruttosio + glucosio)

maltosio (glucosio + glucosio)

legame glic

Oligosaccaridi

Polisaccaridi:


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Amido: 1) amilosio, cioè lunghe catene di glucosio con legame α1− 42) amilopectina, catene ramificate di glucosio

enzima di digestione

: amilasiCellulosa: (maggiore costituente della parete cellulare delle piante):

catene lineari di D-glucosio con legame ß 1− 4

enzima di digestione : cellulasi

Glicogeno: è il polimero di glucosio che funge da riserva animale dicarboidrati

Controllo della funzione digestiva


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f g

Come già ricordato i meccanismi di controllo del sistema digerente soncomplessi e molte malattie digestive sono legate al loromalfunzionamento.

I principali aspetti di tale regolazione riguardano:

- il sistema nervoso enterico- il sistema endocrino enterico

- la motilità e la muscolatura liscia gastrointestinale

Il sistema nervoso enterico:


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Il sistema nervoso esercita un’influenza fondamentale nello svolgimento della funzione digein particolare sul controllo della motilità, sul trasporto di ioni associato alla secrezio

all’assorbimento, sul controllo del flusso ematico gastrointestinale. Parte di tale contro

legato alle connessioni tra sistema digerente e sistema nervoso centrale ma una

importantissima viene svolta dal SISTEMA NERVOSO ENTERICO contenente a livello l

tanti neuroni quanti il midollo spinale!

I principali componenti di tale sistema sono i plessi o reti di neuroni che corrono lungo ilsistema gastrointestinale dall’esofago all’ano:

plesso mienterico: posto tra lo strato longitudinale e circolare della tunica

muscolare, controlla la motilità gastrointestinale

plesso sottomucoso: posto sotto lo strato sottomucoso, controlla principalmentel’ambiente del lume, regola il flusso ematico gastrointestinal

controlla l’attività secernente dell’epitelio (in alcune zone pu

mancare come in esofago)


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* Oltre a questi 2 principali plessi esistono sotto la sierosa, all’interno dello strato circolare e

dentro la mucosa dei plessi minori.

All’interno dei plessi troviamo:

NEURONI SENSITIVI che ricevono informazione dai recettori della mucosa e dalle

fibre muscolari. Almeno 5 tipi di recettori inviano informazioni di tipo meccanico,

termico, osmotico e chimico. I chemiocettori sono sensibili a variazioni di acidità (H

glucosio, aminoacidi. I recettori tattili avvertono la situazione di tensione e stiramen

delle pareti.


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MOTONEURONI, presenti all’interno del plesso controllano la motilità e la secrezione e,

talvolta, l’assorbimento. Nello svolgimento della loro funzione agiscono su un numero

di cellule effettrici molto grande: cel. muscolari lisce, cel. secretrici (oxintiche

peptiche, mucose, enterociti, pancreatiche esogene) e cel. endocrine secernenti.

INTERNEURONI, responsabili dell’integrazione delle informazioni tra i due neuroni

precedenti.

Neurotrasmettitori: sono molti, i più importanti

acetilcolina, eccitatante sia sulla secrezione che sulla motilità

norepinefrina, inibente


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Il sistema nervoso enterico puo’ agire indipendentemente dal SNC o in collegamento:

in particolare il X paio di nervi cranici, n. vago, riveste un ruolo di primo piano in questi

collegamenti. Se il sist. nervoso enterico può fornire informazioni “in loco” al SNC ques

può fornire al sist. nervoso enterico informazioni dall’esterno tramite la vista, l’odore, il

suono.In generale il sist. parasimpatico è eccitatore e il sist. simpatico inibitore delle funzioni

digestive. alcune di queste connessioni sono chiamate propriamente riflessi, tipo:

riflesso gastrocolico e riflesso enterogastrico

Fisiologia della peristalsi


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g p

La peristalsi è un caratteristico andamento delle contrazioni della muscolatura liscia

permette la propulsione dall’esofago al retto del materiale alimentare presente nel

digerente. Gia nel 1899 fu descritta come un particolare movimento muscolare con

contrazione a monte e un rilasciamento a valle del bolo permetteva la progressione (Bay

Starling (J Physio (Lond) 24:99-143, 1899).

La peristalsi non è influenzata da alcun grado di vagotomia o simpatectomia indican

controllo pieno del controllo nervoso enterico.

La peristalsi viene prodotta da i due maggiori riflessi che sono presenti all’interno delnervoso enterico attivati dalla presenza del bolo: la distensione meccanica e, forse, l’irrita

della mucosa. Tali stimoli vengono tradotti nei plessi da neuroni sensitivi che sinapta

gruppi di interneuroni colinergici che attivano due differenti risposte:

• un gruppo di neuroni attiva dei motoneuroni eccitatori sopra il bolo, conteacetilcolina e sostanza P che inducono a monte la contrazione della muscolatura lisci

• un secondo gruppo di interneuroni attiva dei motoneuroni inibitori che rilascia

fibre muscolari sotto il bolo, i neurotrasmettitori sono NO, VIP, ATP.


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Motilità gastrointestinale e muscolatura liscia


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I due fondamentali movimenti muscolari sono:

• la propulsione: cioè lo scorrimento del materiale digeritolungo il tubo digerente

• il rimescolamento: cioè la possibilità di far venire a contatto

con gli enzimi digestivi e con gli epiteli deputati all’assorbimentotutte le sostanze presenti nel tubo. Avviene tramite i movimenti di

segmentazione, cioè anelli di contrazione della muscolatura

circolare che segmentano e mischiano il contenuto (piccolo

intestino). Alternativamente vi sono delle contrazioni della

muscolatura longitudinale unite alle precedenti (austrazioni, grande

intestino, cavallo).


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La muscolatura del tubo digerente a parte alcune parti dell’esofago in alcuni animali (v

lucido) e le parti terminali del retto è costituita da muscolatura liscia.

Le cellule sono strutturate in sincizio, cioè fuse insieme in fascetti di fibre muscol

connesse tramite delle strutture chiamate gap junction che permettono loro di ess

elettricamente accoppiate.

L’importanza di questo accoppiamento elettrico è che quando una zona della muscolatliscia viene depolarizzata, la depolarizzazione si diffonde in tutte le altre zone adiac

risultando in un coordinato movimento delle cellule muscolari lisce (esempio un anello

contrazione).

Senza la presenza di queste gap junction la depolarizzazione interesserebbe solo porzmolto limitate della muscolatura con una resa nei movimenti di propulsione e

segmentazione del contenuto intestinale molto bassa.

Elettrofisiologia del muscolo liscio gastrointestinale

Il potenziale di membrana delle cellule muscolari lisce è intorno a 50 60 mV ma


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Il potenziale di membrana delle cellule muscolari lisce è intorno a -50, -60 mV ma

caratteristica di fluttuare continuamente di 5-15 mV. Poiché le cellule sono elettricamente con

queste continue depolarizzazioni prendono il nome di onde lente (slow waves). Queste p

depolarizzazioni scorrono lungo il tubo gastroenterico.

La frequenza di tali onde dipende dalla sezione di tubo gastroenterico in esame: nel p

intestino variano da 10 a 20 al min, nello stomaco da 3 a 8 al min. Tali onde di depolarizza

appaiono dipendenti dall’attività intrinseca della cellula muscolare liscia e non dall’attivi

sistema nervoso.

Tali onde NON riescono ad indurre alcuna contrazione muscolare fino a quando non raggiung potenziale soglia (-40/-45 mV), a quel punto si instaura un secondo tipo di evento elettrico chi

potenziale a punta (spikes). Ad ogni potenziale a punta corrisponde un evento mecc

(contrazione).

L’occasione di uno spikes viene determinata dal passaggio delle onde lente in una zona dovestati rilasciati dei neurotrasmettitori dal sist. nervoso enterico che favoriscono la necessaria ult

depolarizzazione. Gli stimoli che favoriscono il rilascio sono molti, tra i più comuni e già rico

la distensione meccanica delle pareti.

Le onde lente quindi hanno una funzione di coordinamento e sincronizzazione degli spikes.

spikes

potenziale soglia


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potenziale di

membrana (mV)

potenziale soglia-45 mV

onde lente-60 mV

tensione

muscolare

Sistema endocrino enterico


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E’ il secondo sistema che controlla la funzione digestiva tramite lasecrezione di ormoni che attraverso il trasporto ematico arrivano alle

cellule bersaglio dove trovato dei recettori specifici attraverso cui

modificano la fisiologia delle cellule stesse.

Sono quasi tutti prodotti all’interno del tubo gastroenterico anche semolti ormoni prodotti dalle ghiandole endocrine classiche influenzano i

processi digestivi.

Tra gli ormoni gastrointestinali più importanti abbiamo:

• gastrina, secreta dallo stomaco, importante nella secrezione

gastrica acida

• colecistochinina, piccolo ormone intestinale che controlla la

secrezione della bile e degli enzimi pancreatici

• secretina, altro ormone del piccolo intestino che stimola le

secrezioni alcaline e fluide del pancreas e della bile

Esempio di controllo ormonale della funzione digestiva:


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stomaco

secr. acida (HCL)

secr. basica (HCO3-)

pancreas secretie imm

torrent

circola

* stop secrezione

secretina

*

piccolo intestino pH neutro

Erbivori


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Circa il 50% del carbonio presente in legache possono dare energia forma la cellulosQuesta rappresenta una grande risorsa

energia che gli erbibori hanno imparato sfruttare meglio degli onnivori con una tecniraffinata: ospitano nel migliore dei modi dmicrorganismi che scindono per loro ta

composto in prodotti ricchi di energia (agrassi volatili).

Funzioni Digestori craniali Digestori caudal

(ciecali)digestione cellulosa si si

utilizzo zuccheri della dieta no si

utilizzo proteine microbiche si no


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Fermentazione microbica


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In tutti gli animali 2 sono i processi che accadono per la flora batterica delgrande intestino:

• digestione e fermentazione dei carboidrati non digeriti nel piccolointestino

• sintesi di vit. K e di vit. gruppo B

Attraverso la produzione di cellulasi avviene la digestione della cellulosa con lproduzione relativa di ac. grassi volatili, ac. lattico, metano, CO2, idrogeno.

Gli ac. grassi volatili possono essere assorbiti per diffusione nel colon.* La produzione di vit. K, importante per i processi coagulativi, da parte diquesti batteri non può essere recuperata ma alcune specie (coniglio, alcuniroditori) hanno sviluppato il comportamento di nutrirsi delle proprie feci

(coprofagia mattutina) per il recupero di elettroliti e , appunto, vit. K.

Anatomia papille ruminali


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lato destro del rumine

lamine omasalicellette reticolari

1/3 dell’area dei prestomaci

Esistono dei ruminanti a “3stomaci” per un omaso moltorudimentale (camelidi, lama,alpaca) e un reticolo conaree di “cellule ghiandolari”.

L’epitelio delle papilleruminali è squamosostratificato ma altamentecapace di assorbire, a pH

acido gli acidi volatili

Fisiologia del rumine


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Al rumine arrivano alimento, saliva, acqua: ilmateriale pesante (pietre, chiodi, pelletgrossi) passano direttamente nel reticolomentre il materiale leggero (erba) rimane nel

rumine. Notevoli quantità di gas sonoprodotti durante la fermentazine e occupanola parte dorsale del rumine.

La saliva prodotta (100-150 litri) aiuta la

fermentazione aumentando la parte liquida etampone con HCO3

- l’acidità degli AGV.

Il materiale passa il sistema reticolo ruminale dopo aver raggiunto una cerdimensione e una certa densità. La funzione dell’omaso è poco capita, la veloc

di transito alta permette un assorbimento poco significatico di ACV e di acqua,struttura a “libro” crea comunque una specie di filtro per il materiale ancogrossolano da fermentare.

L’abomaso svolge le funzioni delo stomaco degli altri animali con una specifi

secrezione di lisozimi: enzimi che catalizzano la reazione di scissione del legamglicosidico dei mucopolisaccaridi che formano la parete batterica.

Ogni ml di succo ruminale co10-50 miliardi di batteri, 1 mFermentazione microbica


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di protozoi ciliati e quantitàdi funghi e lieviti.

I batteri sono tutti anaeroanaerobi facoltativi:

CelluloliticiEmicelluloliticiAmiloliticiProteolitici

Utilizzatori di zuccheri (mondisaccaridi)Utilizzatori di ac. lattico, masuccinicoProduttori di ammoniaca

Sintetizzatori di vitamineProduttori di metano

* la popolazione microbica varia con la

dieta** la variazione di pH (normalmente inun range di 6-7) altera la composizionedella flora

Fermentazione ruminale


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Attraverso tale processo si ottiene:

• una produzione di proteine microbiche ad alta qualità

nutritiva• una sintesi di prodotti azotati (proteine) partendo da Nnon proteico (bioureto, urea)

• sintesi di vitamine del gruppo BSubstrati della fermentazione:

• cellulosa

• emicellulosa

• polimeri fenolici (lignina e carboidrati complessi)


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Prodotti della fermentazione

ac. acetico 70%

ac. propionico 20%

ac. butirrico 10%

* Anche le proteine introdotte con la dieta possono essere deaminate edentrare nel metabolismo dei carboidrati e quindi essere substrato per

prodotti di fermentazione (AGV).

Utilizzo degli AGV


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La produzione di ac. acetico, propionico e butirricoda parte delle fermentazioni ruminali deve esserecontinuamente rimossa per evitare una eccessiva

acidificazione del rumine e quindi una morte deibatteri fermentativi stessi.

Le papille ruminali hanno una specifica capacità diassorbire gli AGV (addirittuta gli AGV stimolano la

proliferazione e il mantenimento delle papillestesse), una specie di feedback positivo!

Gli AGV passano per diffusione, con l’ac. butirricoche in parte rimane nell’epitelio ruminale

trasformandosi in un chetone (ß-idrossibutirrico)per rifornire di energia l’epitelio stesso.


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ac. acetico: è utilizzato poco dal fegato mentre vieneutilizzato da tutti i tessuti del corpo per produrre ATP. Un’altraimportante funzione dell’acetato è la produzione di acetil-CoA per

la sintesi dei lipidi.

ac. propionico: è utilizzato in massima parte dal fegato dove

come propionato costituisce la massima riserva per la produzionedi glucosio (gluconeogenesi). Questo è assolutamente critico neibovini dove NON esiste riserva alimentare di glucosio!

ac. butirrico: è ossidato in molti tessuti per la produzione dienergia


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I bovini hanno 10 geni che codificano per i lisozimi, di cui 4 so

espressi nello stomaco con caratteristiche particolari:

sono attivi a pH acido al contrario degli altri e di quel

di altre specie attivi a pH neutro e basicosono insolitamente resistenti all’azione della pepsina

Gas intestinale

U d i l di i i l (d fl t ) d l


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Una produzione notevole di gas intestinale (detta flatus ) prodotta nelgrande intestino degli uomini e dei loro animali (che comporta spessoimbarazzi e lamentele...) è costituita al 99% da: N2, O2, CO2, H2, metano.L’odore non viene dato da questi gas ma da piccole quantità di indolo,scatolo, H2S. La produzione varia a seconda dell’individuo anche se lapercentuale più alta è sempre quella di N2. Nell’uomo la produzione varia da200 ml a 2000ml.

* I terribili effetti di alcuni legumi sono dovuti ad oligosaccaridi moltopoco digeriti nel duodeno (stachiosio, raffinosio) che arrivando nel grandeintestino danno luogo a massiccie fermentazioni da parte dei batteri (A. N.Y.Acad. Sci., 1968).

Gas nello stomaco: parecchi ml di gas sono introdotti con il bolo alimentare

e vengono eliminati tramite l’eruttazione.Gas prodotti nel piccolo intestino: principalmente CO2 e H2, perl’interazione H+ e HCO3- derivati dall’acidità gastrica e dai succhipancreatici e biliari.

Produzione di gas:

D i i f t ti i b i d


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Dai processi fermentativi una bovina producecirca 30-50 litri/ ora di gas mentre una pecorane produce 5.

Come già detto la contrazione secondaria è laprincipale responsabile dell’eruttazione, il gaspassa attraverso l’esofago alla velocità di 160-225 cm/min.

Una porzione consistente del gas vieneassorbito dai polmoni invece di uscire dallabocca, questo può dare luogo a inconvenienti

per una aromatizzazione del latte: infattialcuni odori lipofili e volatili (odori di aglio,porro, cipolla) possono passare dal rumine aipolmoni, da qui al sangue ed infine in mammella.

Controllo del ciclo del sistema reticolo ruminale


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contrazione primaria (1-3 al min)

contrazione secondaria

I prestomaci possiedono un ricco sist.nervoso enterico ma le contrazcoordinate richiedono un controllo centrale. Le vie efferenti vacontrollano sia la forza che la velocità delle contrazioni

resezione delle vie vagali elimina la coordinazione delle contraziLe vie afferenti ricevono stimoli da impulsi di tipo tensocettivchemiocettivo.

Il contenuto del rumine può influenzare la motilità: una dieta alta contenuto di fieno aumenta il ritmo mentre un alto contendi concentrati lo diminuisce.

M i i d i i


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Movimenti dei prestomaci• Facilitano la macerazione meccanica dell’alimento

• Determinano una uniforme distribuzione deimicrorganismi nella massa ruminale• Provocano il rimescolamento del conteuto prestomacale

con la saliva• Agevolano la mobilizzazione degli acidi grassi volatili• Provvedono all’eliminazione dei gas

Contrazione secondaria per l’evacuazione del gasprodotto nella fermentazione


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Situazioni che impedisconoil riflesso dell’eruttazione


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R i i


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Ruminazione• Fase di regurgito:

– F. aspiratoria– F. espulsiva

• Fase di rimasticazione

• Fase di risalivazione

•Fase di ingoiamento

Contrazione primaria reticolo-ruminale


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Riflesso della docciaesofagea o reticolare

D cci s f r tic l r


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Doccia esofagea o reticolare• Riflesso stimiolato dalla suzione o dal liquido

ingerito• Inibizione della motilità reticolo-ruminale e

omasale

• Rilassamento del fondo dello stomaco

• Scorrimento del latte dall’esofago direttamente

in abomaso

In 305 giorni di lattazione, una pecora di 70kg ha prodotto in condizioni sperimentali


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kg ha prodotto in condizioni sperimentali1500 kg di latte:

il suo latte è costituito da

4 % lattosio3.5 % proteine

3.6 % grasso

Questo significa che per produrre solo illatte ogni giorno l’animale deve sintetizzare:

250 gr di lattosio (tutto il glucosionecessario proviene dall’ac. propionico)

180 gr di proteine

185 gr di grasso sintetizzato dall’acetico delrumine

Controllo della motilità ruminale

a) Zone reflossogene periferiche (cavità oralep st m i st m ) p stim li m i i


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a) Zone reflossogene periferiche (cavità orale,prestomaci, stomaco) per stimoli meccanicie chimici

b) Via afferente: II e III branca del V paio din. cranici; X paio di nervi cranici

c) Centro integratore: porzione craniale del

nucleo dorsale del vago (bulbo)

d) Vie efferenti: X paio di nervi cranici


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Distribuzione delle fibrevagali nei prestomaci

Sistema digestivo del cavalloH d i t ti ti l t


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Sistema digestivo del cavalloHa un grande intestino particolarmentesviluppato:

in particolare il colon può riconoscere

colon ascendente (grande colon)

c. ventrale destro

c. ventrale sinistro

c. dorsale destro

c. dorsale sinistro

colon trasverso

colon discendente (piccolo colon)

Il cieco e il colon ascendenthanno una struttura muscolarlongitudinale particolare (taniaeche causa le austrazioni

• I movimenti peristaltici, di segmentazionel t i i l l d t i t


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m m p , gme le austrazioni nel colon ascendente aiutanol’assorbimento di acqua, elettroliti e AGVche vengono a formarsi per le fermentazioniche si formano nel cieco e nel grande colon(il materiale intestinale impiega 2-3 giorni apassare dal colon trasverso).

• Nel piccolo colon i movimenti predominantisono di tipo peristaltico e di segmentazioneche alla fine determinano la caratteristica

forma delle feci equine (scibale).

Sistema digestivo degli uccelli


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Gli uccelli sono dal punto di vista alimentare carnivori, insettivori, mangiatordi semi o cose simili. Pertanto i comportamenti alimentari e gli adattamentdel sistema digestivo possono essere molto differenti. Detto questo possiamindividuare alcuni elementi comuni.

gizzard = ventriglio

proventriculus = stomacoghiandolare

Sistema pregastrico: non avendo una dentatura la rottura


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Sistema pregastrico: non avendo una dentatura la rotturameccanica dell’alimento è data dal becco stesso e dal ventriglio o stomacomuscolare. L’esofago ha un diametro piuttosto significativo specie negli

uccelli che ingeriscono alimento grossolano. Prima di arrivare nello stomacoalcune specie hanno una dilatazione che funge da magazzino per il ciboprima di arrivare nello stomaco. Onde peristaltiche ed una estensione delcollo facilitano lo scorrimento nello stomaco dell’alimento ingerito.

Stomaco: vi sono due tipi differenti di stomaco, uno ghiandolare(proventricolo) simile a quello dei mammiferi per il tipo di attivitàfunzionale ed uno muscolare (ventriglio), di forma appiattita e discoidale,contiene anche delle pietroline per aumentare l’efficienza frantumativa.Questo stomaco riceve il materiale dallo stomaco ghiandolare e lo riversanel duodeno.

Piccolo intestino: simile alla struttura degli altri animali domestici.


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Grande intestino: il grande intestino è formato da un paio di ciechi

e un colon piccolo e corto, piccoli villi sono riscontrati nel colon(differente dai mammiferi).

La cloaca è una struttura espansa, tubulare che serve come apertura siaper il sistema digestivo che per quello urinario e riproduttivo.

L’assorbimento di acqua ed elettroliti rimane una importante funzioneanche negli uccelli, i quali sfruttano i movimenti antiperistaltici del colonche arrivano al cieco e permettono l’assorbimento di acqua dall’urinaprodotta.

Il cieco risulta essere per alcune specie poco importante (è possibilerimuoverlo senza significative modificazioni), in altre è il luogo per ladigestione della cellulosa al pari di un coniglio o di un cavallo!

Lo stomaco


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Lo stomaco

4 funzioni base:

1) serbatoio per conservare gli alimenti per un breve periodo

2) digestione chimica ed enzimatica degli alimenti

3) azione meccanica potente per la liquefazione del cibo ingerito(chimo), condizione essenziale per l’attività del piccolo intestino

4) rilascio controllato del materiale nell’intestino (pompa

peristaltica)

Struttura

La struttura macroscopica è simile a quella già


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La struttura macroscopica è simile a quella giàdescritta, in più c’e’ una struttura muscolareobliqua. La mucosa e la sottomucosa si

costituiscono in rugae o pliche quando è vuoto.

Il cambio del tipo di epitelio avviene inprossimità del cardias ma in alcune specie è

ad un livello inferiore, oltre il fondo e già nelcorpo dello stomaco (cavallo, roditori).

Se si guarda la mucosa con una lente siscopriranno numerosi piccoli buchi: le

aperture delle ghiandole gastriche siasemplici che ramificate

I 4 maggiori componenti dell’epitelio gastrico sono:cellule mucose del colletto secernenti muco alcalino


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cellule mucose del colletto secernenti muco alcalino

cellule parietali secernenti ac. cloridrico

cellule principali secernenti pepsinogenocellule G secernenti gastrina

Secrezioni gastriche


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gIl muco prodotto in modo abbondante siadalle cellule superficiali dell’epitelio che

dalle cellule del colletto serve per laprotezione da traumi e dall’aciditàgastrica. Secreti minori:

lipasi, gelatinasi e fattore

intrinseco:prodotto dalle cellule parnell’uomo e dalle pricipaliroditori. Protegge la Vit. B12digestione pancreatic e ne favol’assorbimento attraverso recettori ileari.

L’HCl secreto dalle ghiandole denatura le

proteine, attiva il pepsinogeno e inattivauna gran parte di batteri introdotti congli alimenti

Le proteasi, pepsina, secreta in forma

inattiva come pepsinogeno, e chimosina(o rennina)

Gli ormoni: il più importante la gastrinasia per la secrezione che per la motilità

gastrica.

Gastrina

Prodotta dalle cellule G, specie nella regione pilorica, trova i recettori

sulle cellule parietali e sulle cellule enterocramaffine-simili.


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Struttura: è secreta come prepro-ormone,poi viene modificata e forma diverse

molecole, la più importante è la big-gastrin(34aa) ma anche presenti ed efficaci la17aa e la 14aa. Importanti per l’attività gliultimi 5aa al C-terminale, uguali, tra l’altro

a quelli della colecistochinina per cui sispiegano gli effetti a volte sovrapponenti

Viene stimolata da alcuni peptidi, aa e Ca++.(componenti non identificati nel casono potenti stimolatori di gastrina). Un pH molto basso (


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Oltre a questi effetti la gastrina stimola la secrezione pancreatica acinosa (rCCK), e l’attività delle cellule muscolari liscie (trattamenti farmacolog

influenzano anche la motilità gastrica). La gastrina stimola inoltre lo svilupdella mucosa gastrica:> di RNA, DNA e sintesi proteica.

Alterazioni: l’eccessiva secrezione di gastrina determina nell’uomo e nel cane sindrome di Zollinger-Ellison con ulcere duodenali ed aumento dell’acidigastrica.

Comunemente una ipergastrinemia è associata a tumori delle cellule secernencon sviluppi poi nel pancreas o nel duodeno.

Meccanismo di secrezione delle cellule parietali

Quando stimolate le cellule parietali, all’interno delle ghiandole, nei canalicolih i t b l l t i HCl ll t i


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che poi trovano sbocco nel lume gastrico, secernono HCl alla concentrazionedi 160 mM ed a un pH di 0.8 (un cane secerne 1 L di succo in 3 ore, un cavallofino a 30 L in 24 ore).

L’eccessiva secrezione acida causa molti problemi specie nell’uomo e moltifarmaci sono stati sviluppati per combatterla, prima di elencarli vediamoquali sono i fattori coinvolti e il meccanismo di azione.

Tre tipi di recettori si trovano sulla cellula parietale per:acetilcolina (rec. muscarinici)

gastrina

istamina (rec. H2)E’ importante anche la presenza di Ca++ extracellulare: il legame dell’acetilcolingastrina aumenta il Ca++ intracellulare mentre l’istamina aumenta l’adenilatociclasi e di conseguenza l’AMPc intracellulare.


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L’effetto di tali fattori è additivo.

Vi sono numerose sostanze che possono intervenire aumentandola secrezione agendo su uno di questi tre agenti: Ca++ ebombesina aumentano il rilascio di gastrina, l’encefalina aumenta

la secrezione con recettori presenti sulla cel. parietale.Altre sostanze riducono la secrezione come: PGE2, secretina,GIP, glucagone, somatostatina.

Meccanismo di azione della produzione di acido cloridrico:

La concentrazione di H+ secreti dalle cel. parietali è circa 3 milioni di volte

alta rispetto a quella del sangue e Cl- viene secreto contro un gradienteconcentrazione ed elettrico.


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La chiave è una pompa ATPasi dipendente che scambia H+/K+, dipendente da e non bloccata da ouabaina

Modello attuale:

1) H+ è generato dalla dissociazione dell’acqua e tramite l’anidrasi carbonicassocia alla CO2 per formare HCO3

- e H+.

2) HCO3- è trasportato alla membrana basolaterale dove è scambiato con Cl-

sangue (marea alcalina post-prandiale) e controllo del pH intracellulare.

3) K+ e Cl- sono trasportati nel lume tramite canali di conduttanza

4) H+ è “pompato” fuori dalla cellula scambiato con K+

5) Per gradiente osmotico l’acqua viene attirata nei canalicoli generando sugastrico: 155 mM HCl, 15 mM KCl e piccole quantità di NaCl.

Terapie contro l’eccessiva secrezione acida dello stom


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Antagonisti i rec. H2:

cimetidina

ranitidina

famotidina

nizatidina

Inibitori della pompa H+:

sono i farmaci che bloccano secrezione di H+, come

acetazolamide(blocca anidrasi carbonica)

omeprazolo

lansoprazolo bloccano ATPasi

pantoprazolo

Pepsina e pepsinogeni

Vi sono 8 isoforme differenti, la proteasi è di 325 aa, secreto in forma di


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Vi sono 8 isoforme differenti, la proteasi è di 325 aa, secreto in forma dipre-proenzima; il pepsinogeno quando scende sotto il valore di 4 vieneattivato a pepsina, che ha un range di attività tra 1.8 e 3.5 di pH.

Viene stimolato da:

secretina, VIP, epinefrina ed elevate [ ] di Ca++ intracellulare elevatodai peptidi della famiglia gastrina/colecistochinina e dall’acetilcolina

* Da ricordare la presenza di catepsine, proteasi con un range di azionepiù alto (4.5-5.5 )

** Ancora nell’abomaso dei ruminanti 4 delle 10 isoforme di lisozima in

grado di rompere la parete batterica.

Rennina o chimosina


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E’ una proteasi molto importante, specie nei giovani animali, converte latte liquido in una sostanza semisolida, denaturando e facendprecipitare in presenza di Ca++ la caseina. E’ secreta come pro-rennina eè attivata dall’acidità.

Le caseine sono di 4 tipi: as1, as2, beta e kappa. Quella che necessidella rennina per poter essere denaturata e precipitare in presenza Ca++ è la kappa che tagliata e inattivata forma la para-kappa-caseina, quale non riesce a stabilizzare più le micelle del latte che precipitanformando il coagulo.

Fasi della secrezione gastrica


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• Cefalica

• Gastrica

• intestinale

Barriera gastrica


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Secrezione mucosa

Secrezione alcalina

Giunzioni strette

Svuotamento gastrico

E’ ostacolato dalla resistenza del piloro e promosso dalleonde peristaltiche dell’antro


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onde peristaltiche dell antro

POMPA PILORICA: una serie di intense onde peristaltichche arrivano al piloro (20% delle onde totali, più potenti di 6-7 volte)

Segnali dello svuotamento:

-A livello gastrico: nervosi (distensione dello stomaco)

umorali (gastrina)

-A livello duodenale: nervosi (riflessi enterogastrici)

umorali (enterogastroni: VIP, GIP, somatostatina)

Il complesso motore migrante

E’ una attività elettrica particolare che succede nella muscolatura


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pliscia gastrointestinale nel periodo di interpasto. E’ una attività dicontrollo e pulizia dello stomaco. Si verifica ogni 1.5-2 ore e si

compone di 4 fasi:

1) periodo di riposo della muscolatura liscia di 45-60 min, senza PdAo contrazioni

2) periodo in cui la frequenza dell’attività elettrica aumenta ed ondeperistaltiche, iniziando dallo stomaco, proseguono lungo tutto ilpiccolo intestino.

3) periodo di 5-15 min con contrazioni spastiche violente a piloro

beante che lascia passare il materiale indigerito4) un periodo di transizione fino alla fase iniziale di stasi

In associazione al complesso migrante avvengono altre attività quali uaumento dell’attività gastrica, biliare e pancreatica, i cui secreti aiutano lpulizia operata dall’attività motoria.


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pulizia operata dall attività motoria.

Il SNC controlla l’attività del complesso migrante attraverso un ormon

enterico ad attività nervosa: la motilina, di 22 aa, secreta nei trattprossimali dell’intestino tenue. Viene secreta nel periodo di interpasto circogni 100 min, entrando in circolo arriva al SNC dove attiva una rispostariflessa motoria.

* L’eritromicina aumenta l’attività motoria intestinale in quanto agonista nopeptidico della motilina, quindi aumenta l’attività del complesso motorio migrante.

Potenzialità terapeutiche e sociali:

1) le concentrazioni ematiche dei farmaci possono variare a seconda dellsvuotamento gastrico, se durante o lontano dai pasti.

2) i caratteristici “brontolii” che mettono in crisi durante le riunioni hannuna risposta .

Abbiamo visto che il chimo esce dal piloro in forma semiliquida, “a spruzzi” caudalla pompa pilorica.

Ma al materiale solido che non riesce ad essere degradato (esempio un osso, moneta, una pietra..) cosa accade? Può generare una ostruzione intestinalgenerare il riflesso del vomito: un evento che segue altri due effetti, la nau


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(sensazione psichica che accade nell’uomo e negli animali, probabilmente, in cuha una inibizione della secrezione gastrica, un aumento della secrezione intesti

e un inizio di movimenti antiperistaltici) e i conati di vomito (movimenti respiraspasmodici a glottide chiusa).

Il vomito può essere descritto secondo questi passaggi:

- un profondo respiro a glottide chiusa, con la laringe alzata, lo sfintere esofasuperiore aperto e il palato molle alzato per chiudere le cloane nasali

- la contrazione del diaframma verso il basso per creare una pressione negaintratoracica che facilita la dilatazione dell’esofago e l’apertura dello sfint

distale- una contrazione dei muscoli addominali che spreme i visceri e, con il piloro chispinge il materiale gastrico ad uscire.

Controllo del vomito:

I centri bilaterali del vomito, posti nellazona reticolare del midollo allungato,rispondono a stimoli centrali (CTZ) cheperiferici provenienti dal sistema


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gastroenterico, (in particolare ladistensione dello stomaco e irritazione

della mucosa), dalle vie biliari (ostruzioneda calcoli), dal peritoneo, dal cuore.

Oppure afferenze cerebraliextramidolari causate da odorinauseabondi, traumi cerebrali, disturbivestibolari (mal d’auto).

Il CTZ, posto in prossimità del IV ventricolo, non induce il vomito sstimolato elettricamente ma presenta dei chemocettori che inducono vomito. Per cosa? i farmaci emetici agiscono su questi recettori (apomorfinamorfina, dopamina). Molte anomalie chimiche (uremia, ipossia, chetoacidosdiabetica) eccitano questi recettori che a loro volta eccitano i centr

bilaterali.

FegatoE’ la più grande

ghiandola del corpo,molteplici le funzioni:

1) f i i l i


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1) funzioni vascolari;

2) metaboliche;

3) secretorie ed escretorie Il tessuto connettivo della capsula sinvagina e forma i setti che formano i lobulunità strutturale del fegato

Al vertice del lobulo la triade portale: dotepatico, vena portale e arteria portale.

Il lobulo epatico è di forma esagonale con alcentro la vena centrolobulare e gli epatociti a

raggiera.

Funzioni metaboliche del fegato

Metabolismo dei carboidrati: il suo ruolo è quello di mantenere sottcontrollo la concentrazione ematica di glucosio: glicogenesi dopo un pastoglicogenolisi dopo un periodo di digiuno; gluconeogenesi dopo un lungo period


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glicogenolisi dopo un periodo di digiuno; gluconeogenesi dopo un lungo perioddi digiuno.

Metabolismo dei grassi: ossidazione dei trigliceridi per la produzione denergia. Nel fegato si degradano molti ac. grassi con produzione dacetoacetato che viene poi utilizzato come fonte di energia dai vari tessuttrasportato dal sangue, sintesi di lipoproteine, trasformazione di proteine

carboidrati in ac. grassi trasportati poi nel tessuto adiposo; sintesi dcolesterolo e fosfolipidi.

Metabolismo delle proteine: deaminazione e transaminazione degli aa seguitdalla trasformazione delle parti non azotate in glucosio o lipidi (molti enzimi ch

intervengono in tali processi come l’alanina- e aspartato- aminotransferasi sono utilizzati come tesper verificare dei danni epatici); rimozione dell’ammoniaca e trasformazione in ure(encefalopatia epatica nei cani e nei gatti); sintesi di aminoacidi non essenziali; sintesdella maggior parte delle proteine ematiche (albumine, globuline, proteine delcoagulazione)

Funzioni del fegato

•Metabolica


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•Metabolica

•Deposito

•Escretoria

•Detossificante

•protettiva

Epatociti


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glicogeno (micr. elettronica)

dopo una notte di digiuno 2 ore dopo il pasto (PAS)

Sistema epatico vascolare

E’ un sistema particolare, diverso da quello dialtri organi, dove il 75% del sangue è venoso,proveniente dal sistema portale (intestino


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proveniente dal sistema portale (intestino,pancreas, stomaco). Il 25% è, invece, arterioso.

I rami terminali delle arteriole e venuleriversano insieme il loro contenuto neisinusoidi eil plasma, tramite gli endotelifenestrati, arriva a “bagnare” lemembrane degli epatociti. Il plasmaraccolto nello spazio di Disse può essereconvogliato in gran parte nei capillarilinfatici.

Il sangue che esce dai sinusoidi si raccoglie nella vena centrolobulare.

Le vene centrolobulari si uniscono nelle vene epatiche e lasciano il fegariversandosi nella vena cava.

Fisiologia del sistema epatico vascolare

Il fegato è un organo molto vascolarizzato che puo’

fungere da serbatoio di sangue e rilasciarlo neimomenti di bisogno (emorragie), oppure aumentareil volume per contenere rapidi aumenti di volume


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ematico (infusioni). In condizioni normali il 10-15%del sangue totale è nel fegato, di cui il 60% neisinusoidi.

Circa il 50% della linfa presente nel corpo è prodotta dal fegato. La linfaprodotta negli spazi di Disse viene convogliata nei capillari linfatici presenti alivello di triade (non viene chiamata tetrade perché non è possibile individuarli

nei comuni preparati istologici) e da lì nel sistema linfatico sistemico.

Il sistema macrofagico epatico è costituitodalle cellule di Kupffer che rappresentano il

principale mezzo di rimozione di particelle emicrobi dalla circolazione. La localizzazione avalle del sistema portale permette la rimozionedi eventuali agenti tossici prima di una loro

azione sistemica.

sinusoidi

I sinusoidi sono canali vascolari con bassissima pressione che ricevono il sangue

dalle dalle arteriole e venule e lo riversano nella vena centro lobulare

Tra le filiere di epatociti e le cellule


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Tra le filiere di epatociti e le celluleendoteliali sinusoidali fenestrate si forma lo

spazio di Disse: questo comporta che (1) gliepatociti sono a stretto contatto con il plasmaricco di nutrienti assorbiti nell’intestino; (2) ilplasma che si raccoglie fluisce verso i trattiportali e raccolto nei vasi linfatici e forma la

parte più importante della linfa del corpo.

I sinusoidi ospitano un’importante popolazione dimacrofagi, le cellule di Kupffer ad attività

fagocitaria.

Il sistema biliareIl sistema biliare è una rete di canalicoli e duttuli che convoglia la bile, il

prodotto della secrezione epatica, dal fegato al piccolo intestino.

Un canalicolo biliare più che un dotto è uno


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Un canalicolo biliare più che un dotto è unospazio intercellulare tra due filiere di

epatociti adiacenti. Gli epatociti secernono labile nei canalicoli con un flusso parallelo maopposto a quello nei sinusoidi riversandosi neidotti biliari che sono posti cosi’ in prossimità

delle branchie terminale della vena porta edell’arteria epatica: ecco la triade portale!

I piccoli dotti si riversano in dotti sempre piùgrandi fino a terminare nel dotto comune

biliare e questi nel duodeno.Negli animali in cui è presente, la bile prima diriversarsi nel duodeno di raccoglie e siconcentra nella cistifellea.

Funzioni della bile

• Digestione dei grassi


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•Trasporto e assorbimento dei grassi•Trasporto di prodotti che vengono rimossidal sangue ed escreti dalla bile (bilirubina,colesterolo, farmaci, xenobiotici)

Animali senza cistifellea:1. Cavallo


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2. Elefante

3. Cervo

4. Daino

5. Cammello alce

6. Ratto

7. Piccione

Fasi di secrezione

1 Secrezione primaria: ac biliari e


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1. Secrezione primaria: ac. biliari e

colesterolo nei canalicoli2. Secrezione secondaria ricca di HCO3- nei

dotto terminali e nel dotto epatico

Produzione di bile continua

Secrezione : intermittente(monogastrici, cane, cavallo)


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(monogastrici, cane, cavallo)

Continua

(ruminanti)

Coleretici:

Sali biliari


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stimolazione parasimpatica

istamina

Colagoghi:CCK

Gastrina

peristalsi intestinale e rilascio sfintere di

Oddi

Acidi biliariDerivano dal colesterolo prodotto dagli epatociti oderivante dalla dieta. Questo viene convertito in ac.


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colico o chenodesossicolico coniugati con glicina o

taurina quindi secreti nei canalicoli biliari.Sono anfipatici, cioè contengono una parte lipofila euna idrofila.

In questo modo possono:emulsionare i globuli di grasso

trasportare in fase acquosa i grassinell’intestino sottoforma di micelle

Sali biliari

• Abbassamento della tensione superficiale ed emulsione


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pdei grassi

• Mantenimento in soluzione delle sostanze steroidee

• Azione favorente l’assorbimento delle vitamine liposolub

• Stimolo della peristalsi• Effetto coleretico

• Assorbimento dei grassi

• Azione batteriostatica

Calcoli biliari

Sono concrezioni che si formano nelle vie biliari, solitamente nella cistifell(frequenti nell’uomo, meno animali, carnivori).

Sono di 2 tipi: 1) calcoli di colesterolo 90%, 2) calcoli di pigmenti biliari 10%.


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1) 5-25 mm, è una precipitazione di colesterolo non esterificato per ualterazione del rapporto tra ac. biliari e colesterolo stesso dovuta a:

• ipersecrezione di colesterolo per obesità, alimentazione ipercaloricdieta cronica di grassi polinsaturi, steroidi contraccettivi, gravidanz

diabete mellito, ipercolesterolemia familiare.• iposecrezione dei sali biliari o anomalie nel loro riassorbimento ileare

• ipofunzionamento della cistifellea con stasi biliare (gravidanzcontraccettivi steroidei, pazienti alimentati per via parenterale

2) Precipitazione di bilirubina per emolisi cronica, infezioni batteriche(aumentano la glucoronidasi e quindi i pigmenti coniugati che precipitano con C

Ruolo degli ac. biliari nell’omeostasi del colesterolo

Il destino più importante del colesterolo è laproduzione giornaliera di ac. biliari, circa 500 mg dicolesterolo vengono convertiti in ac. biliari ed eliminaticon la bile


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con la bile.

Ruolo degli ac. biliari come ormoniRecentemente (Science, 1999) è stato dimostrato chefunzionano come ormoni, aventi dei recettori nucleari per latrascrizione di proteine coinvolte nell’omeostasi del colesterolo.

Attraverso diversi “orphan receptor” possono funzionare comeormoni steroidei:

negli epatociti stessi funzionano da feedback negativo perla loro stessa produzione (inibizione della 7alfa-idrossilasi)

stimolano la trascrizione della proteina ileare chefavorisce il loro riassorbimento (IBAT gene )

Quindi un’elevata [ ] di bile porta ad un controllo sulla produzione dinuova e sul riutilizzo della presente.

Controllo della secrezione biliare

Nella maggior parte degli animali la secrezione è ridotta durante il digiuno edeviata nella cistifellea dove si concentra.

All’arrivo del chimo avviene una regolazione ormonale ad opera della CCK edella secretina.


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Analisi delle vie biliari: un paziente ha ricevuto una dose di un compostomarcato con Technetium Tc 99m, un radionuclide a breve vita che mettraggi γ, che viene rapidamente metabolizzato a livello epatico e quindstoccato durante il digiuno a livello di cistifellea. Con una iniezione di CCKpossiamo vedere una fase dello svuotamento.

Eliminazione biliari dei prodotti catabolizzati

Il fegato elimina tramite la bile una serie di tossine eprodotti catabolici dell’organismo, come sterodi, Ca++,

antibiotici, farmaci metabolizzati. Parte dei prodottiescreti vengono riassorbiti nel’intestino ed eliminati dalrene.

U d ll iù i t ti t h d t di

ittero


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Una delle più importanti sostanze, anche da un punto di

vista clinico, che vengono eliminate attraverso questomeccanismo comune.

Ogni 5 sec circa 20 milioni di gl. rossi vengono catabolizzaticon circa 5 x 1015 molecole di emoglobina, questi vengonodigeriti dai fagociti (incluse le cel. di Kuppfer), il Fe++ vienerecuperato, la globina viene degradata come proteinamentre il gruppo porfirino vien trasformato in bilirubina:

• trasporto al fegato tramite albumina

• coniugazione negli epatociti con ac. glicuronico o solfato

• escrezione nel piccolo intestino dove viene deconiugato eriassorbito o eliminato con le feci (stercobilina)

Rigenerazione del fegato

Il fegato mostra una notevole capacità di rigenerazione dopo un trauma:dopo epatectomia parziale di 2/3 del tessuto epatico in una settimana siverifica la ricostituzione


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verifica la ricostituzione.

Stimoli per la rigenerazione epatica

Fattori mitogenetici come epatocyte growth factor (EGF), TNFa, IL6,epidermal growth factor (EGF), norepinefrina, insulina.

Fattori inibenti: TGFß1

Pancreas

E’ una ghiandola allungata bianca, rosastra,

posta in prossimità del duodeno, rivestita diuna capsula fine connettivale che si invaginain setti delimitando aree pancreatiche dettelobuli.


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La parte più grande del pancreas è formatada cellule esocrine e duttuli, più un milionecirca di “cluster” di cellule endocrine, leisole di Langerhans secernenti insulina,

glucagone. Qui a lato sezione istologica dipancreas equino con isola di Langerhans.

La parte esocrina è formata da una struttura acinosa che riversail secreto nel lume dell’acino e poi nei dotti intralobulari, infine

nel dotto pancreatico e nel duodeno.In alcune specie vi sono 2 dotti pancreatici, in altre il dotto sifonde con quello biliare.

Divisione dei setti in lobuli Sezione di acino con lume centra


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Dotto intercalato

Dotto intralobulare

Dotti interlobulari Dotti interlobulare e intralobula


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cel. ß = insulina - cel.α=glucagone

scimmiacavallo

Succo pancreatico


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Acini: enzimi digestivi (2%), Na+

, K+

,Ca++, Mg++, inibitore della tripsina

Duttuli e dotti: HCO3- e Na+ (98%)

FunzioniTampone


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Protezione della mucosaDigestione

Fermentazione nel grossointestino (cavallo, maiale)

colesteroloesteChimotripsina

lipasiamilasiTripsina

Enzimi lipolitEnzimi

amilolitici

Enzimi proteolitici


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:

Desossiribonucleasi

Ribonucleasi

Elastasi

fosfolipasiCarbossipeptidasi A B

colesteroloesteChimotripsina

Meccanismo di azione della secrezione di bicarbonato

1. Trasporto di HCO3- attivo


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2. Richiamo per gradiente elettrico di Na+

3. H2O per richiamo osmotico

4. Simporto attivo di H+

e Na+

Controllo della secrezione pancreatica

Il controllo ormonale della secrezione pancreatica si basa su fattori giàincontrati:

CCK


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gastrina

secretina

Questi ormoni vengono rilasciati per stimoli fisici e chimici da parte delchimo gastrico (gastrina) e intestinale (CCK e secretina)

Agenti minori:GIP, enteroglucagone, VIP = secretina

Chimodenina = (stimolazione del chimitripsimogeno-tripsinogeno)

Fasi della secrezione

Cefalica


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Cefalica

Gastrica

intestinale


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Tre tipi cellulari principali:

Enterociti

Cel. enteroendocrine (secretina, gastrina, CCK)

Cel. di Goblet


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La secrezione di muco da parte di queste cellule è dovuta a fattori irritativiHanno una secrezione basale ed una dopo stimolazione. E’ un muco denso,che si espande rapidamente dopo la secrezione (anche 500 volte in 20 msec,tipo schiuma da barba ..)

Ciclo cellulare degli enterociti

La mucosa dell’intestino appare come vellutata al tattoper la presenza dei villi, proiezioni di circa 1 mm dellamucosa all’interno del lume.


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Gli enterociti che ricoprono i villi hanno un ciclo dipochi giorni (3-5) poi muoiono e vengono digeriti.

Le cripte di Lieberkuhn sono invaginazioni tubulari

accanto ai villi sono responsabili della secrezione. Allabase delle cripte ci sono le cellule staminali sia per glienterociti che per le cripte. Da queste si differenziano4 tipi cellulari: enterociti, cel. di Goblet, cel. di Paneth,cel. enteroendocrine.

cel. staminali

Secrezione nel piccolo intestino

Grandi sono le quantità di acqua che vengonosecrete ed assorbite nell’intestino a seconda del

gradiente osmotico a cui sono sottoposte.

Il chimo che arriva nell’intestino non esercitauna grandissima pressione osmotica ma lemacromolecole presenti provocano un gradiente


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macromolecole presenti provocano un gradienteosmotico significativo (l’amido per esempio nongenera intero alcuna pressione osmotica ma, digerito,le molecole di glucosio inducono una grande gradiente).

In questo modo si crea un flusso di secrezione delle molecole verso il lume chediminuisce mano a mano le singole molecole vengono riassorbite.

Anche la base delle cripte secerne ioni utilizzando una pompa per Cl-AMPcdipendente (CFTR= una sua mutazione genica porta alla fibrosi cistica).

Molti milioni di persone muoiono per alterazioni di questo canale; anche moltbatteri producono tossine che alterano il funzionamento (vibrio colerae, ETECsalmonella), con manifestazioni diarroiche spesso mortali.

Principi generali dell’assorbimento


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• La pompa Na+/K+ ATPasi dipendente trasporta 3 ioni Na+

fuori contro 2 di K+ è posta sulla membrana basolaterale(150.00 pompe per enterocita) e trasporta 4.5 miliardi di ionial min.

• Molte molecole dipendono da questo gradiente formato dallepompe: amionoacidi acidi, basici, neutri, glucosio, galattosio

Assorbimento dell’acqua

L’uomo introduce con la dieta circa 1-2 litri di acqua al giorno, circa 7-8litri arrivano nell'intestino con le varie secrezioni salivari, biliari e

pancreatiche. Circa l’80% di questi liquidi viene riassorbito. L’osmosi, comegià detto, è la principale forza che regola i flussi e l’assorbimentodell’acqua è strettamente legata all’assorbimento dei soluti e, seguendo ilmodello precedente, fluisce per diffusione a seconda del gradiente


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osmotico.Tuttavia l’acqua viene assorbita anche in presenza di [ ] di ioniparticolarmente alte anche nel lume: teoria dei 3 comparti

L’epitelio sarebbe suddiviso in 3 paseparate da due membrane di diverpermeabilità. In questa situazione l’acquamuove da A a C contro gradiente per condizioni:

l’osmolarità di B è > di A

la permeabilità della membrana 1 è < membr. 2

membr. 1 = basolat. enterocita

membr. 2 = membr basale ocapillare

Assorbimento dei lipidi


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dopo pochi secondi l’aggiunta della lipasi lasuperficie delle goccioline diventa ruvidaper la digestione dei trigliceridi disuperficie (causate dall’interfaccia lipo-idrofila) (2). Tale digestione altera la

tensione superficiale della gocciolina e laparte non digerita di grasso “sguscia”fuori (3). Il processo continua fino allariduzione in goccioline sempre più piccolefino alla completa digestione.

Gli ac. grassi e monogliceridi digformano con gli ac. biliari, colestee fosfolipidi delle strutture “micche vengono a contatto con

membrana dell’enterocita e si fondriversando all’interno di essocontenuto.

Assorbimento dei lipidi nel sangue

I lipidi una volta entrati nell’enterocita,vengono ristrutturati in trigliceridi nel reticoloendoplasmatico rugoso e poi, nell’apparato diGolgi in chilomicroni, strutture di colesterolo,lipoproteine e grassi. Questi vengono estrusi invescicole che si portano nella membrana


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basolaterale degli enterociti.Qui si fondono nella membrana ed escono neglispazi extracellulari (vedi foto) e poi nei vasilinfatici. Da qui tramite il dotto toracico ci

riverseranno nel sangue.

Esperimento: dopo aver mangiato un sacchettodi patatine, aspettate 30 min e prelevatevi uncampione di sangue, dopo la separazione ilplasma sarà lattiginoso per la presenza dimiliardi di chilomicroni (lipemia), dopo ancora15 min, 2° prelievo e il plasma sarà di nuovochiaro per il passaggio nei tessuti (fattore

chiarificante).

Grande intestino

+ -


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• Recupero di acqua ed elettroliti (Na e Cl ), circa il90% viene recuperato nel grosso intestino

• Formazione e stoccaggio delle feci (il materiale

indigerito viene mischiato a muco e batteri)• Fermentazione microbica con la produzione di enzimida parte dei batteri che possono scindere parti del

materiale indigerito (cellulosa)

Struttura:

ciecoa forma di sacco ciecocolon formato da una parte ascendente, una trasversa ed una discendente

retto sezione corta che termina nel canale rettale


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La dimensione varia a seconda della dieta: gli erbivori hanno un grandeintestino molto sviluppato, gli onnivori abbastanza sviluppato, i carnivoripiccolo e semplice.

Struttura istologica: non vi sono villi ma profonde cripteche si aprono nel lume. Le cel. staminali sono sia sul fondoche a metà delle critpte e si differenziano in cellule dellasupeficie e cellule delle critpte.

Sono presenti molte cellule di Goblet.

go

Assorbimento:acqua, sodio, cloro tramite il meccanismo già illustrato per il piccolo intescon una efficienza ancora maggiore (colon)


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scambio di Cl- con HCO3- per tamponare l’acidità creata dalle fermentamicrobiche del colon

secrezione di muco (cel . di Goblet) indotta da stimoli tattili o provenientparasimpatico dei nervi pelvici

Le feci prodotte sono normalmente costituite da un 75% di acqua e un 25mat. solido, il colore è dato dall’urobilina e stercobilina derivate dal cataboldei pigmenti biliari, l’odore è dato dalle fermentazioni batteriche del colonproducono scatolo, H2S, mercaptano.

Motilità del grande intestino

• movimenti di segmentazioni e austrazioni

• contrazioni antiperistaltiche che arrivano all’ileo che ritardano ilpassaggio del chimo, permettono la formazione delle feci e un migliore


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p gg p gassorbimento di elettroliti e acqua

• movimento di massa, cioè un’intensa contrazione peristaltica, chelibera una parte ampia dell’intestino dal suo contenuto

• Riflessi gastrocolico e duodeno colico

•I movimenti di massa indotti dai riflessi accumulano nel retto,solitamente vuoto, il materiale fecale che, distendendo l’intestino, induce

il riflesso di defecazione. E’ un riflesso spinale controllato dai nervi pelviciche induce prima il rilassamento dello sfintere interno e poi il volontariorilassamento dello sfintere esterno. Negli animali di casa è possibileinsegnare il controllo di tale riflesso.

The endocrine portion of the pancreas takes theform of many small clusters of cells called isletsof Langerhans

Pancreatic islets house three major cell types,each of which produces a different endocrineproduct:


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•Alpha cells (A cells) secrete the hormoneglucagon.

•Beta cells (B cells) produce insulin and are the

most abundant of the islet cells

•Delta cells (D cells) secrete the hormonesomatostatin which is also produced by anumber of other endocrine cells in the body.

Interestingly, the different cell types within an islet are not randomly

distributed:beta cells occupy the central portion of the islet and are surrounded by a"rind" of alpha and delta cells.

Islets are richly vascularized, allowing their secreted hormones ready


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access to the circulation. Although islets comprise only 1-2% of the mass ofthe pancreas, they receive about 10 to 15% of the pancreatic blood flow.

They are innervated by parasympathetic and sympathetic neurons, and

nervous signals clearly modulate secret

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