Fisiologia del pancreas esocrino

FISIOLOGIA DEL PANCREAS ESOCRINO

 

appunti del dott. Claudio Italiano

l pancreas ha un ruolo essenziale nel processo digestivo e nell'omeostasi del glucosio. Questa ghiandola, localizzata nella concavità duodenale, è costituita prevalentemente da una componente esocrina e in minima parte da una componente endocrina. Il pancreas esocrino è formato da due lobuli, a loro volta suddivisi in centinaia di acini, che costituiscono le unità funzionali. Le cellule acinose pancreatiche sintetizzano, immagazzinano e secer-nono, nel lume dell'acino, gli enzimi pancreatici in forma inattiva. Il pancreas endocrino è costituito dalle isole di Langerhans, ammassi cellulari formati da cinque differenti tipi di cellule che secernono diversi tipi di ormoni, tra cui l'insulina e il glucagone, la cui funzione principale è la regolazione della concentrazione di glucosio nel sangue. La secrezione pancreatica viene regolata a livello sia neuronale sia ormonale. Le fibre nervose parasimpatiche che controllano la secrezione pancreatica derivano dal complesso va-gale dorsale, localizzato nel brainstem e composto dal nucleo del tratto solitario e dal nucleo motorio dorsale del nervo vago. Il nucleo del tratto solitario riceve le fibre afferenti viscero-sensoriali del nervo vago, mentre il nucleo motorio dorsale del nervo vago contiene i corpi cellulari delle fibre afferenti e riceve informazioni da diverse aree cerebrali, tra cui l'ipotalamo, e da numerosi ormoni e peptidi. Le fibre pregangliari del nervo vago attivano le terminazioni postgangliari che innervano il pancreas.

 

La secrezione pancreatica esocrina ed endocrina viene modulata anche dall'attivazione di diversi recettori di membrana, localizzati sulla superficie delle cellule acinose pancreatiche. Composizione enzimatica e regolazione della secrezione pancreatica La secrezione del succo pancreatico da parte del pancreas esocrino garantisce un efficace processo digestivo e un Pancreas esocrinocorretto assorbimento delle sostanze nutritive. Il succo pancreatico contiene numerosi enzimi digestivi ed è ricco di bicarbonato di sodio. Gli enzimi pancreatici" sono distinti in tre classi principali: le proteine, tra cui il tripsinogeno 1, 2 e 3, il chimotripsinogeno, la proelastasi 1 e 2, la proteasi E, il callicreinogeno, la procarbossipeptidasi A1, A2, B1 e B2, l'a-amilasi, i lipidi. Gli enzimi proteolitici vengono secreti in forma inattiva in modo da proteggere le cellule pancreatiche dalla loro azione digestiva: il tripsinogeno, per esempio, viene convertito nella forma attiva, la tripsina, che a sua volta attiva le altre proteasi pancreatiche. L'a-amilasi e le lipasi sono invece secrete direttamente in forma attiva.
Il succo pancreatico secreto dalle cellule acinose viene rilasciato nel duodeno, dove viene completato il processo digestivo e comincia l'assorbimento. Durante la fase gastrica, la digestione delle proteine, a opera della pepsina, e dei trigliceridi, a opera delle lipasi, produce aminoacidi e acidi grassi liberi che stimolano il rilascio di colecistochinina duodenale, l'ormone che favorisce la secrezione pancreatica e regola lo svuotamento gastrico. Il pH acido del chimo stimola invece il rilascio di secretina, che a sua volta favorisce la secrezione di acqua e bicarbonato da parte del pancreas. La fase gastrica rappresenta una tappa importante del processo digestivo, un punto critico soprattutto dopo gli interventi chirurgici che modificano la digestione e la motilità gastrica. Il contenuto del succo pancreatico e la secrezione enzimatica variano in relazione a diversi fattori, tra cui l'età, il genere e la dieta. I livelli di lipasi, per esempio, dipendono dalla quantità e dal tipo di lipidi ingeriti durante un singolo pasto, mentre la secrezione degli enzimi digestivi è più bassa nei neonati e nei bambini che negli adulti ed è maggiore negli uomini rispetto alle donne. L'attività pancreatica dopo un pasto è quindi correlata alla composizione, al contenuto calorico e alle proprietà fisiche del cibo ingerito unitamente agli stimoli ormonali e nervosi, in grado di modularne l'entità e la durata: la secrezione enzimatica è massima nei primi 20-60 minuti successivi al pasto e si riduce al termine della fase digestiva, 4 ore dopo il pasto. La colecistochinina (CCK) modula la secrezione del pancreas esocrino sia mediante l'attivazione delle cellule nervose localizzate nel nucleo motorio dorsale del nervo vago, che a loro volta stimolano le fibre afferenti pancreatiche, sia attraverso l'attivazione dei recettori espressi dalle cellule acinose del pancreas. CCK, mediante il legame con i recettori CCK1, attiva le vie di trasduzione del segnale mediate dalla fosfolipasi C e dalle proteine GTPasiche RhoA e Rad. Queste ultime, in particolare, sono coinvolte nella riorganizzazione delle molecole che compongono il citoscheletro, soprattutto l'actina, fondamentali per favorire la secrezione pancreatica. Successivamente alla stimolazione da parte di CCK, la proteina RhoA migra verso la parte subapicale delle cellule pancreatiche, prossima al lume dell'acino, determinando l'esocitosi, ovvero la secrezione del succo pancreatico.
Alcuni studi recenti hanno evidenziato l'esistenza di un altro meccanismo secretorio, operato dall'acetilcolina rilasciata dalle cellule stellate, che sarebbe in grado di stimolare la se¬crezione dell'amilasi da parte delle cellule acinose. CCK, insieme ad altri ormoni, quali la grelina e la leptina, è in grado di modulare anche la secrezione del pancreas endocrino agendo sul rilascio di insulina. Alcuni studi condotti in topi obesi mostrano il ruolo protettivo di CCK nei confronti delle cellule b e delle isole di Langerhans: CCK sarebbe in grado di modulare l'espressione di insulina mediante la prevenzione della morte cellulare indotta dallo stress ossidativo. La secrezione di insulina viene inoltre ridotta sia dal peptide anoressizzante grelina, probabilmente attraverso l'attivazione di una via di trasduzione coinvolta nell'ossidazione degli acidi grassi (AMPK-UCP2), sia dalla leptina, un ormone prodotto in prevalenza dagli adipociti che agisce mediante la stimolazione dei neuroni del sistema nervoso simpatico, localizzati nell'ipotalamo ventromediale.

Biodisponibilità dei lipidi: il ruolo degli enzimi pancreatici

La digestione dei cibi contenenti amido comincia nella bocca a opera dell'amilasi salivare, continua nell'intestino grazie all'amilasi pancreatica e termina con l'azione delle oligosaccaridasi. La gran parte delle digestione e dell'assorbimento dei lipidi avvengono invece tra il piloro e il legamento di Treitz, a opera di diverse lipasi. I trigliceridi introdotti con la dieta vengono rilasciati nello stomaco per azione della lipasi gastrica, che continua la sua attività nel duodeno insieme alle lipasi pancreatiche, fino alla degradazione di questi enzimi da parte delle proteasi pancreatiche. Il 40-70% dei trigliceridi viene idrolizzato dalla lipasi pancreatica umana, che in presenza del cofattore colipasi elimina i gruppi estere dalle molecole di trigliceridi, generando due molecole di acidi grassi liberi e una molecola di monogliceride. In sinergia con la lipasi pancreatica umana agisce la lipase-related 2 protein, che è in grado di idrolizzare i trigliceridi contenuti nel latte e ha un ruolo importante nella di-gestione dei lipidi nei bambini che vengono nutriti con latte umano. La lipasi carbossil estere idrolizza invece i trigliceridi, i digliceridi, i fosfolipidi e gli esteri delle vitamine liposolubili e del colesterolo. Infine, la fosfolipasi A2 idrolizza i fosfolipidi a lisofosfolipidi, essenziali per l'assorbimento dei cibi contenenti lipidi. I prodotti derivati dalla lipolisi vengono poi solubilizzati dalla bile in micelle e liposomi e assorbiti dai villi intestinali. Una volta assorbiti, i lipidi derivati dalla digestione vengono trasformati di nuovo in trigliceridi, fosfolipidi ed esteri del colesterolo e delle vitamine liposolubili, quindi immagazzinati sottoforma di chilomicroni e veicolati ai diversi distretti dell'organismo attraverso la circolazione sistemica.

Elenco degli enzimi pancreatici

Tripsina:

prodotta come tripsinogeno, viene attivata dall'enteropeptidasi duo­denale. Interviene nei legami peptidici che compongono gli aminoacidi basici, quali arginina e lisina.

Chimotripsina:

prodotta come chimotripsinogeno, viene attivata dalla tripsina. Inter­viene nei legami peptidici che compongono gli aminoacidi aromatici, quali tirosina, triptofano e fenilalanina.

Elastasi:

prodotta come proelastasi, viene attivata dalla tripsina. È l'unico en­zima capace di degradare l'elastina.
Carbossipeptidasi: secreta in forma attiva e inattiva. Interviene nei legami peptidici del­l'estremità carbossilica della catena amminoacidica.

Amilasi:

interviene nella digestione degli amidi, che comincia nella cavità orale a opera della ptialina.

Lipasi:

interviene nella digestione dei grassi, coadiuvata dalla bile e dall'azione emulsionante dei sali biliari.
 

indice argomenti di gastroenterologia