Il sistema digestivo è una serie di organi cavi uniti in un lungo tubo di torsione dalla bocca all’ano (vedi Figura 1). All’interno di questo tubo c’è un rivestimento chiamato mucosa. Nella bocca, nello stomaco e nell’intestino tenue, la mucosa contiene minuscole ghiandole che producono succhi per aiutare a digerire il cibo.
Due organi solidi, il fegato e il pancreas, producono succhi digestivi che raggiungono l’intestino attraverso piccoli tubi. Inoltre, parti di altri sistemi di organi (ad esempio, nervi e sangue) svolgono un ruolo importante nel sistema digestivo.
Perché la digestione è importante
Quando mangiamo cose come pane, carne e verdure, non sono in una forma che il corpo può usare come nutrimento. Il nostro cibo e le nostre bevande devono essere cambiati in molecole più piccole di nutrienti prima che possano essere assorbiti nel sangue e trasportati alle cellule in tutto il corpo. La digestione è il processo attraverso il quale cibo e bevande sono suddivisi nelle loro parti più piccole in modo che il corpo può usarli per costruire e nutrire le cellule e per fornire energia.
Come viene digerito il cibo
La digestione comporta la miscelazione del cibo, il suo movimento attraverso il tratto digestivo e la rottura chimica delle grandi molecole del cibo in molecole più piccole. La digestione inizia in bocca, quando mastichiamo e inghiottiamo, ed è completata nell’intestino tenue. Il processo chimico varia leggermente per diversi tipi di cibo.
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Movimento del cibo attraverso il sistema
I grandi organi cavi del sistema digestivo contengono muscoli che consentono alle loro pareti di muoversi. Il movimento delle pareti degli organi può spingere cibo e liquidi e può mescolare il contenuto all’interno di ciascun organo.
Il movimento tipico dell’esofago, dello stomaco e dell’intestino è chiamato peristalsi. L’azione della peristalsi sembra un’onda oceanica che si muove attraverso il muscolo.
Il muscolo dell’organo produce un restringimento e quindi spinge lentamente la porzione ristretta lungo la lunghezza dell’organo. Queste onde di restringimento spingono il cibo e il fluido di fronte a loro attraverso ogni organo cavo.
Il primo movimento muscolare maggiore si verifica quando il cibo o il liquido vengono ingeriti. Anche se siamo in grado di iniziare a deglutire per scelta, una volta che la rondine inizia, diventa involontaria e procede sotto il controllo dei nervi.
L’esofago è l’organo in cui viene spinto il cibo ingerito. Collega la gola sopra con lo stomaco sotto. Alla giunzione dell’esofago e dello stomaco, c’è una valvola a forma di anello che chiude il passaggio tra i due organi. Tuttavia, mentre il cibo si avvicina all’anello chiuso, i muscoli circostanti si rilassano e lasciano passare il cibo.
Il cibo entra quindi nello stomaco, che ha tre compiti meccanici da svolgere. In primo luogo, lo stomaco deve conservare il cibo e il liquido ingeriti. Ciò richiede che il muscolo della parte superiore dello stomaco si rilassi e accetti grandi volumi di materiale ingerito.
Il secondo lavoro consiste nel mescolare il cibo, il liquido e il succo digestivo prodotto dallo stomaco. La parte inferiore dello stomaco mescola questi materiali con la sua azione muscolare. (La miscela è indicata come chimo.)
Il terzo compito dello stomaco è quello di svuotare lentamente il suo contenuto nell’intestino tenue.
Diversi fattori influenzano lo svuotamento dello stomaco, tra cui la natura del cibo (principalmente il suo contenuto di grassi e proteine) e il grado di azione muscolare dello stomaco di svuotamento e l’organo successivo a ricevere il contenuto (l’intestino tenue).
Mentre il cibo viene digerito nell’intestino tenue e sciolto nei succhi dal pancreas, dal fegato e dall’intestino, il contenuto dell’intestino viene mescolato e spinto in avanti per consentire un’ulteriore digestione.
Infine, tutti i nutrienti digeriti vengono assorbiti attraverso le pareti intestinali. I prodotti di scarto di questo processo includono parti non digerite del cibo, note come fibre e cellule più vecchie che sono state liberate dalla mucosa. Questi materiali sono spinti nel colon, dove rimangono, di solito per un giorno o due, fino a quando le feci vengono espulse da un movimento intestinale.
L’intestino tenue/intestino
La miscela di cibo, liquido e succo digestivo (chimo) che esce dallo stomaco, in modo controllato e regolato, entra nell’intestino tenue/intestino. La lunghezza totale media del normale intestino tenue negli adulti è di circa 7 metri / 22 piedi. L’intestino tenue ha 3 segmenti:
- il duodeno,
- il digiuno e
- l’ileo.
Ogni parte o sezione svolge un ruolo importante nell’assorbimento dei nutrienti.
Duodeno-Il chimo entra prima nel duodeno dove è esposto a secrezioni che aiutano la digestione. Le secrezioni includono sali biliari, enzimi e bicarbonato. I sali biliari del fegato aiutano a digerire i grassi e le vitamine liposolubili (vitamina A, D, E e K). Gli enzimi pancreatici aiutano a digerire carboidrati e grassi. Il bicarbonato del pancreas neutralizza l’acido dallo stomaco.
Digiuno-Il chimo viene poi ulteriormente transitato nella seconda o parte centrale dell’intestino tenue, il digiuno. Principalmente nella prima metà del digiuno, la maggior parte (circa il 90%) dell’assorbimento dei nutrienti si verifica coinvolgendo proteine, carboidrati, vitamine e minerali.
Ileo-L’ileo è l’ultima sezione dell’intestino tenue e porta all’intestino crasso o al colon. L’ileo assorbe principalmente acqua, sali biliari e vitamina B12.
La valvola ileocecale è una valvola unidirezionale situata tra l’ileo e il cieco, che è la prima porzione del colon. Questa valvola aiuta a controllare il passaggio del contenuto nel colon e aumenta il tempo di contatto dei nutrienti e degli elettroliti (minerali essenziali) con l’intestino tenue. Inoltre impedisce il riflusso (riflusso) dal colon fino all’ileo e aiuta a ridurre al minimo il movimento dei batteri dall’intestino crasso fino all’intestino tenue.
L’intestino crasso/intestino o Colon
La funzione primaria dell’intestino crasso o del colon è quella di assorbire fluidi ed elettroliti, in particolare sodio e potassio, e di convertire il contenuto luminale rimanente in feci più solide.
Il colon assorbe in media 1-1, 5 litri (circa 1-1, 5 quarti) di liquido ogni giorno e ha una capacità di adattare il suo assorbimento di liquidi fino a 5 litri/quarti al giorno, se necessario.
Un’altra funzione del colon è quella di abbattere (fermentare) la fibra alimentare per produrre acidi grassi a catena corta – sostanze che possono essere assorbite e fornire nutrimento aggiunto.
La prima porzione del colon, il cieco, ha la forma di una sacca, ed è l’area di stoccaggio per il contenuto che arriva dall’ileo. La seconda porzione è il colon ascendente, dove i fluidi vengono assorbiti e dove inizia la formazione di feci.
Produzione di succhi digestivi
Le ghiandole che agiscono per prime sono in bocca – le ghiandole salivari. La saliva prodotta da queste ghiandole contiene un enzima che inizia a digerire l’amido dal cibo in molecole più piccole.
La prossima serie di ghiandole digestive è nel rivestimento dello stomaco. Producono acido dello stomaco e un enzima che digerisce le proteine. Uno degli enigmi irrisolti del sistema digestivo è il motivo per cui il succo acido dello stomaco non dissolve il tessuto dello stomaco stesso. Nella maggior parte delle persone, la mucosa dello stomaco è in grado di resistere al succo, anche se il cibo e altri tessuti del corpo non possono.
Dopo che lo stomaco svuota la miscela di cibo e succo nell’intestino tenue, i succhi di altri due organi digestivi si mescolano con il cibo per continuare il processo di digestione.
Uno di questi organi è il pancreas. Produce un succo che contiene una vasta gamma di enzimi per abbattere i carboidrati, grassi e proteine negli alimenti. Altri enzimi che sono attivi nel processo provengono da ghiandole nella parete dell’intestino o anche da una parte di quella parete.
Il fegato produce ancora un altro succo digestivo-la bile. La bile viene immagazzinata tra i pasti nella cistifellea. Durante i pasti, viene spremuto dalla cistifellea nei dotti biliari per raggiungere l’intestino e mescolare con il grasso nel nostro cibo.
Gli acidi biliari sciolgono il grasso nel contenuto acquoso dell’intestino, proprio come i detergenti che sciolgono il grasso da una padella. Dopo che il grasso è stato sciolto, viene digerito dagli enzimi del pancreas e dal rivestimento dell’intestino.
Assorbimento e trasporto di sostanze nutritive
Le molecole digerite del cibo, così come l’acqua e i minerali della dieta, vengono assorbite dalla cavità dell’intestino tenue superiore. La maggior parte dei materiali assorbiti attraversano la mucosa nel sangue e vengono trasportati nel flusso sanguigno ad altre parti del corpo per la conservazione o ulteriori cambiamenti chimici. Come già notato, questa parte del processo varia con diversi tipi di nutrienti.
Carboidrati
Si raccomanda che circa il 55-60% delle calorie giornaliere totali provenga da carboidrati. Alcuni dei nostri alimenti più comuni contengono principalmente carboidrati. Esempi sono pane, patate, legumi, riso, spaghetti, frutta e verdura. Molti di questi alimenti contengono sia amido che fibre.
I carboidrati digeribili sono suddivisi in molecole più semplici dagli enzimi nella saliva, nel succo prodotto dal pancreas e nel rivestimento dell’intestino tenue.
L’amido viene digerito in due fasi: in primo luogo, un enzima nella saliva e nel succo pancreatico rompe l’amido in molecole chiamate maltosio; quindi un enzima nel rivestimento dell’intestino tenue (maltasi) divide il maltosio in molecole di glucosio che possono essere assorbite nel sangue.
Il glucosio viene trasportato attraverso il flusso sanguigno al fegato, dove viene immagazzinato o utilizzato per fornire energia per il lavoro del corpo.
Lo zucchero da tavola è un altro carboidrato che deve essere digerito per essere utile. Un enzima nel rivestimento dell’intestino tenue digerisce lo zucchero da tavola in glucosio e fruttosio, ognuno dei quali può essere assorbito dalla cavità intestinale nel sangue. Il latte contiene ancora un altro tipo di zucchero, il lattosio, che viene trasformato in molecole assorbibili da un enzima chiamato lattasi, che si trova anche nel rivestimento intestinale.
Proteine
Alimenti come carne, uova e fagioli sono costituiti da molecole giganti di proteine che devono essere digerite dagli enzimi prima di poter essere utilizzate per costruire e riparare i tessuti del corpo. Un enzima nel succo dello stomaco inizia la digestione delle proteine ingerite.
L’ulteriore digestione della proteina è completata nell’intestino tenue. Qui, diversi enzimi del succo pancreatico e del rivestimento dell’intestino eseguono la scomposizione di enormi molecole proteiche in piccole molecole chiamate amminoacidi. Queste piccole molecole possono essere assorbite dalla cavità dell’intestino tenue nel sangue e quindi essere trasportate in tutte le parti del corpo per costruire le pareti e altre parti delle cellule.
Grassi
Le molecole di grasso sono una ricca fonte di energia per il corpo. Il primo passo nella digestione di un grasso come il burro è quello di dissolverlo nel contenuto acquoso della cavità intestinale.
Gli acidi biliari prodotti dal fegato agiscono come detergenti naturali per sciogliere il grasso in acqua e consentire agli enzimi di rompere le grandi molecole di grasso in molecole più piccole, alcune delle quali sono acidi grassi e colesterolo. Gli acidi biliari si combinano con gli acidi grassi e il colesterolo e aiutano queste molecole a muoversi nelle cellule della mucosa.
In queste cellule le piccole molecole si formano di nuovo in grandi molecole, la maggior parte delle quali passa in vasi (chiamati linfatici) vicino all’intestino. Questi piccoli vasi portano il grasso riformato alle vene del torace e il sangue trasporta il grasso nei depositi di stoccaggio in diverse parti del corpo.
Vitamine
Un’altra parte vitale del nostro cibo che viene assorbita dall’intestino tenue è la classe di sostanze chimiche che chiamiamo vitamine. I due diversi tipi di vitamine sono classificati dal fluido in cui possono essere sciolti: vitamine idrosolubili (tutte le vitamine del gruppo B e vitamina C) e vitamine liposolubili (vitamine A, D, E e K).
Acqua e sale. La maggior parte del materiale assorbito dalla cavità dell’intestino tenue è acqua in cui il sale viene sciolto. Il sale e l’acqua provengono dal cibo e dal liquido che inghiottiamo e dai succhi secreti dalle molte ghiandole digestive.
Come viene controllato il processo digestivo?
Regolatori ormonali
Una caratteristica affascinante del sistema digestivo è che contiene i propri regolatori. I principali ormoni che controllano le funzioni del sistema digestivo sono prodotti e rilasciati dalle cellule nella mucosa dello stomaco e dell’intestino tenue.
Questi ormoni vengono rilasciati nel sangue del tratto digestivo, tornano al cuore e attraverso le arterie e ritornano al sistema digestivo, dove stimolano i succhi digestivi e causano il movimento degli organi.
Gli ormoni che controllano la digestione sono gastrina, secretina e colecistochinina (CCK):
- La gastrina fa sì che lo stomaco produca un acido per sciogliere e digerire alcuni alimenti. È anche necessario per la normale crescita del rivestimento dello stomaco, dell’intestino tenue e del colon.
- La secretina fa sì che il pancreas invii un succo digestivo ricco di bicarbonato. Stimola lo stomaco a produrre pepsina, un enzima che digerisce le proteine, e stimola anche il fegato a produrre bile.
- CCK fa sì che il pancreas cresca e produca gli enzimi del succo pancreatico e provoca lo svuotamento della cistifellea.
Ulteriori ormoni nel sistema digestivo regolano l’appetito:
- La grelina è prodotta nello stomaco e nell’intestino superiore in assenza di cibo nel sistema digestivo e stimola l’appetito.
- Peptide YY è prodotto nel tratto GI in risposta a un pasto nel sistema e inibisce l’appetito.
Entrambi questi ormoni lavorano sul cervello per aiutare a regolare l’assunzione di cibo per l’energia.
Regolatori nervosi
Due tipi di nervi aiutano a controllare l’azione del sistema digestivo: nervi estrinseci e intrinseci.
I nervi estrinseci (esterni) arrivano agli organi digestivi dalla parte inconscia del cervello o dal midollo spinale. Rilasciano una sostanza chimica chiamata acetilcolina e un’altra chiamata adrenalina. L’acetilcolina provoca il muscolo degli organi digestivi a spremere con più forza e aumentare la “spinta” di cibo e succo attraverso il tratto digestivo. L’acetilcolina inoltre induce lo stomaco ed il pancreas a produrre più succo digestivo. L’adrenalina rilassa il muscolo dello stomaco e dell’intestino e diminuisce il flusso di sangue a questi organi.
Ancora più importanti, tuttavia, sono i nervi intrinseci (interni), che costituiscono una rete molto densa incorporata nelle pareti dell’esofago, dello stomaco, dell’intestino tenue e del colon. I nervi intrinseci vengono attivati per agire quando le pareti degli organi cavi sono allungate dal cibo. Rilasciano molte sostanze diverse che accelerano o ritardano il movimento del cibo e la produzione di succhi da parte degli organi digestivi.