Il pancreas si divide in tre regioni:
- testa- che si inserisce nella C duodenale, a livello della seconda
porzione;
- corpo, e' una porzione allungata e appiattita della ghiandola che ne forma gran
parte del suo prolungamento laterale, e' lungo infatti 8-10 cm. La sua forma
triangolare in sezione ne fa distingue tre facce (antero-superiore,
antero-inferiore e posteriore) e tre margini (superiore, anteriore e inferiore).
- coda- che si porta verso l'ilo della milza.
La porzione endocrina e' formata dalle isole di Langerhans,
cordoni cellulari riccamente vascolarizzati, in cui si possono
riconoscere diversi citotipi:
- cellule a, che secernono glucagone (ormone iperglicemizzante) ;
- cellule p, che secernono insulina (ormone ipoglicemizzante)
;
- cellule delta, che secernono somatostatina (ormone che con una
modalita' di secrezione paracrina inibisce e regola il rilascio di
glucagone ed insulina da parte delle cellule alfa e beta);
- cellule e, che secernono grelina (che induce il senso di
appetito);
- cellule PP, che secernono il polipeptide pancreatico (ormone che
inibisce la secrezione esocrina del pancreas).
La porzione esocrina del pancreas presenta la struttura di una ghiandola tubulo-acinosa composta. Gli acini sono costituiti da un'unica fila di cellule di forma piramidale, chiamate cellule acinose o zimogeniche, in quanto nel loro compartimento sopranucleare si trovano i granuli secretori di zimogeno che contengono i circa venti enzimi digestivi prodotti dal pancreas. Le cellule zimogeniche poggiano su una sottile lamina basale e, al centro degli acini, si trovano le cellule centroacinose che costituiscono il tratto iniziale dei dotti intercalari. I dotti intercalari confluiscono nei dotti intralobulari, poi interlobulari e i vari dotti interlobulari drenano nel dotto pancreatico principale di Wirsung e nel dotto pancreatico accessorio del Santorini. Il dotto principale, dopo aver ricevuto il dotto pancreatico accessorio, si fonde con il coledoco per sboccare, attraverso la papilla duodenale maggiore, nella seconda porzione del duodeno, a livello dell'ampolla di Vater. Lo sbocco e' controllato dallo sfintere di Oddi.
Il pancreas esocrino produce il succo pancreatico pari ad 1/1.5/2
litri nelle 24 ore, ed e' un "succo completo", nel senso che contiene
enzimi che servono per la digestione delle tre grandi classi di
composti organici di interesse alimentare, ovvero glucidi, lipidi e
proteine.
Il succo pancreatico puo' essere distinto didatticamente in due
grosse componenti:
* una componente alcalina, fatta di acqua e sali (bicarbonati)
prodotta dalle cellule dell'epitelio duttale (che riveste i dotti
secretori);
* una componente enzimatica adibita alla digestione, prodotta dalle
cellule acinali; e' rappresentata da un secreto ricco di tutti gli
enzimi deputati alla digestione di tutti i tipi di principi
nutritivi (glucidi, lipidi, protidi, nucleotidi).
La secretina stimola la secrezione della componente alcalina del
succo pancreatico;
La colecistochinina (o pancreozimina) stimola la secrezione della
componente enzimatica.
Il succo pancreatico contiene acqua, sali ed enzimi ed e' basico
in quanto e' estremamente ricco di bicarbonato di sodio, in
particolare ha un'alta concentrazione di ioni bicarbonato. La
presenza degli ioni bicarbonato e' fondamentale per due motivi:
1) Il primo motivo e' sicuramente digestivo: gli enzimi pancreatici
che agiscono nel duodeno funzionano con un range ottimale del pH
intorno a 7-8.
2) Gli ioni bicarbonato svolgono un'azione tamponante nei confronti
dell'acidita' di provenienza gastrica. Tant'e' vero che, se il pH a
livello duodenale tende ad abbassarsi oltre una certa soglia, cio'
e'
uno dei piu' potenti stimoli per causare l'aumento delle,'secrezione
basica pancreatica. Se si incontrano bicarbonato di sodio ed acido
cloridrico, formeranno cloruro di sodio, che essendo un composto
neutro coadiuva a mantenere la neutralita' dell'ambiente, ed acido
carbonico, che a sua volta dissocera' in anidride carbonica ed acqua:
l'acqua aiuta a mantenere l'ambiente fluido, l'anidride carbonica
viene espulsa attraverso l'emuntorio intestinale o finisce nel
sangue e viene espulsa attraverso la respirazione. E importante
anche la presenza del cloro nel succo pancreatico, perche' per
spingere fuori il bicarbonato dai dotti degli acini pancreatici deve
essere funzionante un particolare canale per il cloro, detto canale
CFTR, Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator, che
significa "Regolatore della Conduttanza Transmembranaria della
Fibrosi Cistica". Questo canale e' quindi strettamente connesso alla
fibrosi cistica.
-- Amilasi pancreatica: agisce sui polisaccaridi e li
scinde in destrine e destrine limite
-- Lipasi pancreatica: agisce sui lipidi, trasformando i
trigliceridi in monogliceridi.
-- Fosfolipasi
-- Colesterolo esterasi
-- Colipasi: viene secreta in forma inattiva (procolipasi) ed
attivata nel lume intestinale dalla tripsina. e' fondamentale per
coadiuvare la lipasi nella digestione.
-- Proteasi: continuano la digestione proteica cominciata con
la pepsina.
Ve ne sono 4 tipi:
- il tripsinogeno e' attivato a tripsina
- il chimotripsinogeno e' attivato a chimotripsina
- la proelastasi e' attivata a elastasi
- la procarbossipeptidasie e' attivata a carbossipeptidasi
Tripsina, chimotripsina ed elastasi sono endopeptidasi; la
carbossipeptidasi, e' un' esopeptidasi.
In seguito all'azione di questi enzimi si ottengono dipeptidi e
tripeptidi, che verranno digeriti in amminoacidi da dipeptidasi e
amminopeptidasi presenti nel succo intestinale. I trasportatori
degli amminoacidi sono molto simili a quelli dei carboidrati, in
quanto prevedono un cotrasporto dell'amminoacido insieme ad uno ione
sodio.
-- Nucleasi: soprattutto se introduciamo carne o pesce,
questi alimenti sono fatti da cellule contenenti gli acidi nucleici,
quindi vi sono enzimi in grado di degradargli e sono le DNAsi e le
RNAsi.
Il pancreas non si autodigerisce perche':
1. gli enzimi vengono prodotti in forma inattiva, e vengono
attivati da enteropeptidasi (o enterochinasi).
Esse si trovano in parte all'interno dell'enterocita, in parte sull'orletto
a pazzola tm degli enterociti, cosicche' quando il chimo acido entra
in contatto con la mucosa duodenale, viene maggiormente stimolata la
produzione delle enteropeptidasi. Le enteropeptidasi agiscono sul
tripsinogeno, e con un'azione di clivaggio (ne staccano una porzione
peptidica) e lo attivano in tripsina.
La tripsina autocataliticamente attiva altro tripsinogeno e
contemporaneamente
attiva le altre forme inattive degli enzimi.
e' un meccanismo a feedward, ovvero a cascata.
2. ci sono degli enzimi inibitori gia' a livello acinale; ad esempio,
c'e' un enzima inibitore della tripsina affinche', se dovesse avvenire
un'attivazione precoce in sede pancreatica, possa essere prontamente
inibita.
3. questi enzimi si trovano all'interno di granuli di secrezione,
che servono ad isolare il prodotto di secrezione dal citoplasma.
La produzione degli ioni bicarbonato, che avviene nella cellula
dell'epitelio duttale, e' dovuta dalla condensazione dell'anidride
carbonica e dell'acqua, in presenza dell'anidrasi carbonica, che da'
acido carbonico. Poi, l'acido carbonico dissocia spontaneamente in
ioni H+ e ioni bicarbonato. Lo ione bicarbonato viene riversato nel
lume del dotto attraverso un cotrasportatore, che si chiama
cotrasportatore cloro-bicarbonato. Affinche' questo cotrasportatore
funzioni, ci dev'essere il funzionamento ottimale di un canale che
ricicla il cloro estruso dal cotrasportatore nel lume, il canale
CFTR, Regolatore della Conduttanza Transmembranaria della Fibrosi
Cistica. C'e' un aumento della conduttanza dello ione cloro
attraverso il canale CFTR, e viene quindi riciclato all'interno
della cellula. Quindi, vengono riversati nel lume del dotto, cloro e
bicarbonato insieme, ed il cloro viene riportato dentro la cellula
per essere riutilizzato in un seguente cotrasporto.
Nella fibrosi cistica, la mancanza di CFTR blocca la secrezione di
cloro e bicarbonato nel lume, di conseguenza la secrezione di acqua
e' altresi' alterata (manca la forza osmotica per richiamare l'acqua),
pertanto la secrezione, oltre ad essere insufficiente, diventa molto
mucosa, piu' viscosa e meno fluida. Cio' da' luogo ad un'ostruzione dei
dotti, che impedisce agli enzimi pancreatici di raggiungere
l'intestino e di funzionare ad un pH ottimale. Nel tempo, cio' puo'
causare autolisi ed infiammazione del pancreas esocrino, da cui la
pancreatite. Se questa pancreatite non viene trattata, cio' porta ad
incapacita' di tipo digestivo e quindi malnutrizione.
Per cui, molti soggetti affetti da fibrosi cistica devono essere
trattati con una terapia di sostituzione enzimatica.
Gli idrogenioni, tuttavia, non possono accumularsi nel citoplasma
della cellula, altrimenti il pH si abbassa troppo e la cellula
muore.
Quindi, affinche' tutto il meccanismo funzioni, e' necessario che
agisca un cotrasportatore che realizza un antiporto fra sodio ed
idrogeno: il sodio entra nella cellula, l'idrogenione finisce nel
sangue. E' altrettanto vero che il sodio non puo' entrare
continuamente dentro la cellula, altrimenti il potenziale di
membrana risulterebbe alterato, dunque la pompa sodio-potassio porta
tre ioni sodio fuori dalla cellula e due ioni potassio all'interno
della cellula.
In sintesi, al fine di avere un'ottimale secrezione dello ione
bicarbonato, sul versante del lume duttale ci deve essere:
- reazione di anidride carbonica ed acqua, con formazione di acido
carbonico;
- dissociazione dell'acido carbonico in ione bicarbonato e ione
idrogeno;
- simporto di cloro e bicarbonato verso il lume duttale, tramite il
relativo cotrasportatore;
- internalizzazione e riciclo del cloro, tramite il canale CFTR. Nel
frattempo, sul versante vascolare deve avvenire:
- antiporto sodio-idrogeno, per evitare abbassamento di pH
intracellulare;
- scambio sodio-potassio, affinche' il sodio non crei squilibrio
osmotico.
Tutto cio' viene stimolato dalla secretina, prodotta dalle cellule S
che fanno parte della mucosa duodenale e digiunale: all'inizio viene
prodotta prosecretina, che viene attivata in secretina e riversata
nel sangue, e va ad agire non solo a livello pancreatico, ma anche a
livello gastrico e intestinale.
Produzione della componente enzimatica L'acino pancreatico presenta
dei recettori per:
-- colecistochinina (CCK)
-- acetilcolina (ACH)
Colecistochinina ed acetilcolina, tramite l'interazione
ormone-recettore, provocano l'attivazione di una proteina G, quindi
l'attivazione della fosfolipasi C, la scissione del
fosfatidilinositolo difosfato in diacilglicerolo e inositolo
trifosfato, l'aumento del calcio intracellulare.
L'aumento della concentrazione del calcio causa il movimento e
quindi la secrezione di vescicole che contengono zimogeni, e che
vengono riversati nel lume.
Nel frattempo che vengono esocitate le vescicole, deve formarsi la
base acquosa della secrezione, pertanto, vengono aperti i canali per
gli ioni cloro e gli ioni sodio, che passano attraverso la porzione
centrale dell'acino per arrivare al dotto; se nel dotto arriva
cloruro di sodio, si genera una forza osmotica che richiama acqua,
la quale giunge nel dotto attraverso le giunzioni paracellulari.
Alla fine, si crea una soluzione di acqua, sali ed enzimi.
Regolazione della secrezione La secrezione pancreatica e' controllata
sia per via nervosa che per via umorale.
Le tre molecole che controllano la secrezione sono:
-- acetilcolina
-- colecistochinina
-- secretina
Vi sono tre fasi:
-- fase cefalica
-- fase gastrica
-- fase intestinale
Fase gastrica:
quando il bolo entra nello stomaco, la gastrina, oltre a
contribuire alla digestione gastrica, stimola a livello acinale la
produzione di enzimi.
Fase intestinale:
la colecistochinina, ha un'azione diretta sulle pareti della
colecisti, favorendone la contrazione e quindi la fuoriuscita della
bile cistica, che confluisce con la bile epatica modificandone la
composizione, e dando la bile finale.