Il pancreas è una voluminosa ghiandola annessa all'apparato
digerente. Esso è formato da una parte esocrina e una endocrina. La sua
principale funzione è quella di produrre succo pancreatico (prodotto dalla parte
esocrina), insulina e glucagone (entrambi prodotti dalla parte endocrina). Il
succo pancreatico ha la funzione di digerire alcune sostanze nell'intestino
tenue, mentre l'insulina ed il glucagone hanno come principale funzione quella
di controllare la concentrazione di glucosio nel sangue. Il pancreas si divide in tre regioni:
- testa, che si inserisce nella c duodenale, a livello della seconda
porzione;
- corpo
- coda, che si porta verso l'ilo della milza.
E' una ghiandola extramurale anficrina, ossia ha una porzione a secrezione
esocrina (acini pancreatici) e una porzione a secrezione endocrina (isolotti di
Langerhans).
Da un punto di vista istologico, il pancreas è molto simile alle ghiandole
salivari, tanto che alcuni autori lo definiscono "la grande ghiandola salivare
dell'apparato digerente".
Il pancreas è una grossa ghiandola di forma allungata, rassomigliante ad una lingua più spessa nella sua porzione mediale, accolta nella concavità del duodeno, e più sottile e schiacciata nella sua porzione laterale che si spinge fino all'ilo della milza, in direzione antero-superiore rispetto alla testa. Si trova compreso tra L1 e L2 (prime due vertebre lombari) la coda risale sino alla 7° costa, ed è un organo retroperitoneale.
La porzione endocrina è 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 modalità 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. II dotto principale, dopo aver ricevuto il dotto pancreatico accessorio, si
fonde con il
coledoco (dotto epatico-cistico) per sboccare, attraverso la papilla duodenale
maggiore
nella seconda porzione del duodeno, a livello dell'ampolla di Vater.
Lo sbocco è controllato dallo sfintere di Oddi.
Il pancreas esocrino produce il succo pancreatico pari ad 1/1.5/2 litri nelle 24 ore, ed è 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 può 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; è 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 è basico in quanto è
estremamente ricco di bicarbonato di sodio, in particolare ha un'alta
concentrazione di ioni bicarbonato. La presenza degli ioni bicarbonato è
fondamentale per due motivi:
1) Il primo motivo è 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'acidità
di provenienza gastrica.
Tant'è vero che, se il pH a livello duodenale tende ad abbassarsi oltre una
certa soglia, ciò è uno dei più 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 neutralità dell'ambiente, ed acido carbonico, che a sua
volta dissocerà 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, perchè 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 è 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. è fondamentale per coadiuvare la lipasi nella
digestione.
Proteasi: continuano la digestione proteica cominciata con la pepsina.
Ve ne sono 4 tipi:
- il tripsinogeno-> attivato a tripsina
- il chimotripsinogeno->attivato a chimotripsina
- la proelastasi->attivata a elastasi
- la procarbossipeptidasi->attivata a carbossipeptidasi
Tripsina, chimotripsina ed elastasi sono endopeptidasi; la carbossipeptidasi, è
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 perché:
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
spazzola degli enterociti, cosicché 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. è un meccanismo a feedward, ovvero a cascata.
2. ci sono degli enzimi inibitori già a livello acinale; ad esempio, c'è un
enzima inibitore della tripsina affinché, 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.
Produzione degli ioni bicarbonato
La produzione degli ioni bicarbonato, che avviene nella cellula dell'epitelio
duttale, è dovuta dalla condensazione dell'anidride carbonica e dell'acqua, in
presenza dell'anidrasi carbonica, che dà 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. Affinché
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'è 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 è altresi alterata
(manca la forza osmotica per richiamare l'acqua), pertanto la secrezione, oltre
ad essere insufficiente, diventa molto mucosa, più viscosa e meno fluida. Ciò dà
luogo ad un'ostruzione dei dotti, che impedisce agli enzimi pancreatici di
raggiungere l'intestino e di funzionare ad un pH ottimale.vNel tempo, ciò può causare autolisi ed infiammazione del pancreas esocrino, da
cui la pancreatite. Se questa
pancreatite non viene trattata, ciò porta ad incapacità di tipo digestivo e
quindi malnutrizione.
Per cui, molti soggetti affetti da fibrosi cistica devono essere trattati con
una terapia di sostituzionevenzimatica.
Gli idrogenioni, tuttavia, non possono accumularsi nel citoplasma della cellula,
altrimenti il pH si abbassa troppo e la cellula muore.
Quindi, affinché tutto il meccanismo funzioni, è necessario che agisca un cotrasportatore che realizza un antiporto fra sodio ed idrogeno: il sodio entra
nella cellula, l'idrogenione finisce nel sangue.
è altrettanto vero che il sodio non può 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, affinché il sodio non crei squilibrio osmotico.
Tutto ciò 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 è 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.