Gli ormoni dell'apparato...

4
fetti inibitori sull'apparato gastrointesti- nale. Per esempio tende a diminuire la motilità gastrointestinale e a bloccare la secrezione di acido cloridrico da parte dello stomaco, il rilascio della bile dalla cistifellea, l'assorbimento di molecole nutritive attraverso la parete intestinale e anche la secrezione di ormoni quali la gastrina e la colecistochinina. La soma- tostatina contrasta anche l'effetto di sti- molo della crescita indotto dalla gastrina e dalla colecistochinina. Poiché la soma- tostatina è un ormone inibitorio, il suo controllo da parte del sistema nervoso è opposto a quello degli ormoni di stimo- lazione: la sua secrezione è inibita dal- l'attività del vago e stimolata dall'attività del nervo splancnico. Lo stress, che favorisce la via catabolica del metabolismo, è anche causa d'inson- nia. Dopo la digestione, d'altro canto, mentre le sostanze nutritive vengono im- mobilizzate, spesso l'individuo prova sonnolenza e una sensazione di benesse- re. Questi effetti psicologici postpran- diali hanno origine in gran parte nell'ap- parato gastrointestinale. La colecisto- chinina iniettata nei ratti inibisce l'assun- zione di cibo; Robert S. Mansbach del- l'Università del Vermont a Burlington e colleghi hanno notato che l'inoculazione dell'ormone nei ratti può anche produr- re tracciati elettroencefalografici carat- teristici del sonno. La resezione del ner- vo vago fa scomparire l'effetto inibitorio della colecistochinina sull'assunzione di cibo, indicando che (almeno nei ratti) le informazioni sono trasmesse dall'appa- rato gastrointestinale al cervello lungo determinate vie nervose. L'attività normale dell'apparato ga- strointestinale si modifica durante la gra- vidanza e questo cambiamento determi- na il caratteristico aumento di peso della gestante. Studi condotti in alcuni centri per la maternità in Svezia dimostrano che durante la gravidanza una donna au- menta in media di 15 chilogrammi. Parte dell'aumento è rappresentata dal peso del feto stesso, dalla crescita dimen- sionale dell'utero e dall'aumentato volu- me ematico, ma almeno quattro chilo- grammi sono dovuti alla deposizione di grasso. Gli ormoni dell'apparato gastrointestinale Il tubo digerente è la ghiandola endocrina di maggiori dimensioni e svolge anche funzioni importanti nelle modificazioni del metabolismo che si accompagnano alla gravidanza, alla crescita fetale e a quella infantile di Kerstin Uvriàs-Moberg / 'apparato gastrointestinale può ap- parire semplicemente come una cavità lunga e sinuosa in cui vie- ne introdotto il cibo perché venga dige- rito e ridotto in molecole che possano essere assorbite dalle pareti intestinali e quindi entrare in circolo. In realtà l'ap- parato gastrointestinale è molto più di questo. È la più grossa ghiandola endo- crina dell'organismo e gli ormoni che secerne esercitano effetti importanti non solo sui processi digestivi, ma anche sul metabolismo delle sostanze nutritive in- gerite e perfino sulle emozioni e sul comportamento. Gli stadi della vita in cui queste fun- zioni fisiologiche sono più critiche sono la crescita e la riproduzione. Qualsiasi organismo richiede una maggior quanti- tà di nutrimento durante la fase della crescita. I giovani di molte specie man- giano (relativamente) più degli adulti; l'apporto calorico per chilogrammo di peso nei bambini supera di quattro volte quello negli adulti. Il fabbisogno di nu- trimento è elevato anche negli organismi che attraversano la fase della riproduzio- ne, spesso preceduta da un periodo di maggiore apporto e immobilizzazione di energia. La nutrizione è così importante per la riproduzione che quest'ultima non potrebbe avvenire in assenza di un ade- guato nutrimento. Nei mammiferi, compreso l'uomo, il ruolo maggiore nella riproduzione è svolto dalla femmina. Le donne perciò ,..11.,..113,knit) Uabli uv iiiiiii IIGI SCUSO CLIC, invece di avere un solo importante pe- riodo di crescita, dall'infanzia all'adole- scenza, possono subire ulteriori processi di crescita durante la gravidanza. Fin dall'inizio della gravidanza una donna aumenta di peso immagazzinando ener- gia sotto forma di grasso per far fronte alle necessità del feto e in previsione dell'elevato fabbisogno di energia neces- sario per l'allattamento. Negli esseri umani, inoltre, l'introduzione e l'im- mobilizzazione di energia sono collegate alla capacità riproduttiva. Se una donna è troppo magra, per gravi carenze di ci- bo, per regimi dietetici rigorosi o per un'eccessiva attività fisica, l'ovulazione non si verifica ed ella è sterile (si veda l'articolo Peso corporeo e fertilità di Rose E. Frisch in «Le Scienze» n. 237, maggio 1988). Dal momento che un maggiore appor- to nutrizionale è un requisito basilare per la crescita e dato che il cibo viene digerito nell'apparato gastrointestinale, lo stomaco e l'intestino devono funzio- nare in modo ottimale durante i periodi di riproduzione e di crescita intensa. Questo si verifica grazie a una complessa riorganizzazione dell'attività degli or- moni gastrointestinali. Nel mio labora- torio al Karolinska Institut di Stoccolma e in molti altri laboratori le interazioni di questi ormoni sono state studiate in donne gravide, in feti e in neonati e, du- rante l'allattamento, sia nella madre sia nel bambino. p er comprendere il ruolo dell'appara- to gastrointestinale nella crescita e nella riproduzione, bisogna per prima cosa considerare le funzioni normali de- gli ormoni intestinali. Gli ormoni sono polipeptidi: brevi catene proteiche for- mate da un numero di amminoacidi va- riabile da 10 a 100. Essi vengono sinte- tizzati da cellule endocrine specializzate le cui pi ()tube, duce a fui tua di spazzola, denominate microvilli, rivestono le pa- reti dello stomaco e dell'intestino tenue. Dopo un pasto, differenti tipi di cellule avvertono sia la distensione della parete del tubo digerente sia la presenza di so- stanze nutritive o di un pH basso e sono di conseguenza indotte a secernere i loro ormoni tanto nel tubo digerente quanto in circolo. L'attività delle cellule endo- crine dell'apparato gastrointestinale è influenzata anche dal sistema nervoso autonomo. Mentre l'attivazione del ner- vo vago del sistema nervoso parasimpa- tico promuove la secrezione degli or- moni che favoriscono la digestione, l'at- tivazione del nervo splancnico del siste- ma nervoso simpatico produce l'effetto opposto. Gli ormoni a loro volta influenzano la motilità gastrointestinale e la secrezione di enzimi e acidi digestivi. Per esempio la gastrina, un ormone prodotto nella parte più bassa dello stomaco (precisa- mente nella mucosa antrale), favorisce la digestione stimolando sia la motilità gastrica, sia la secrezione di acido gastri- co. Un ormone chimicamente correlato, la colecistochinina, secreto da cellule della mucosa del duodeno, inibisce l'u- scita del cibo dallo stomaco favorendo perciò la digestione e l'assorbimento in circolo delle sostanze nutritive; stimola anche il rilascio della bile dalla cistifellea e la secrezione degli enzimi pancreatici. La secretina, un ormone prodotto nella stessa regione intestinale, stimola la se- crezione alcalina del pancreas (che neu- tralizza l'acido gastrico). Recentemente si è dimostrato che questi polipeptidi sti- molano anche la crescita degli organi su cui agiscono, provocando in particolare un ispessimento della mucosa di rivesti- mento dei vari organi. In altre parole essi agiscono nell'apparato gastrointestinale come ormoni della crescita. Un ormone gastrointestinale che non svolge la funzione di favorire ia dige- stione è la somatostatina. Questo po- lipeptide fu identificato per la prima vol- ta nel cervello, e precisamente nell'ipo- talamo. Ora si sa che esso viene prodot- to anche nell'apparato gastrointestinale, dove è presente un numero particolar- mente elevato di cellule deputate alla produzione di somatostatina nello sto- maco e nel duodeno. La somatostatina esercita profondi ef- D opo l'assorbimento, il cibo ingerito può essere metabolizzato in due modi. Può seguire la via dell'anaboli- smo, ossia della costruzione, a partire da molecole di piccole dimensioni, di mole- cole più grandi che possono concorrere alla crescita o essere immagazzinate nel- l'organismo per un utilizzo futuro; oppu- re può essere scisso, nel processo che prende il nome di catabolismo, per for- nire energia. Quando si verifica una ele- vata richiesta di energia, come nel caso di esercizio fisico o di stress psicologico, l'energia viene mobilizzata da processi catabolici che avvengono nel fegato, nei muscoli e nel tessuto adiposo in risposta all'attività del sistema nervoso simpatico e delle ghiandole surrenali. Al contrario l'anabolismo prevale do- po l'ingestione di un pasto, quando il «combustibile» di riserva deve essere de- positato nel fegato e nel tessuto adi- poso. Questa immobilizzazione di so- stanze nutritive è favorita da un ormone pancreatico, l'insulina, che viene secreto quando il livello ematico di glucosio au- menta in risposta alla digestione di un pasto. Con i pasti aumenta anche l'atti- vità del sistema nervoso parasimpatico e perciò del sistema endocrino gastrointe- stinale. Diversi ormoni gastrointestina- li tra cui la gastrina, la colecistochi- nina e la secretina favoriscono il rilascio di insulina indotto dal glucosio, stimo- lando ulteriormente l'attività anabolica. La somatostatina, d'altro canto, sembra inibire l'assunzione di sostanze nutri- tive e l'immagazzinamento di queste nei tessuti. Il fatto che gli ormoni gastrointestinali esercitino una influenza importante sul metabolismo è dimostrato molto chiara- mente da alcune osservazioni di anato- mia comparata. Sture Falkmer del Karo- linska Institut ha dimostrato che il pan- creas (che produce insulina) deriva dal tubo digerente. Nei vertebrati primitivi, che non hanno un pancreas separato, l'insulina è prodotta dalle cellule endo- crine intestinali ed è rilasciata in circolo dopo il contatto diretto tra quelle cellule e il contenuto dell'intestino. Gli ormoni gastrointestinali hanno ef- fetti tanto metabolici quanto psicologici. Una madre che allatta viene ritratta in Maria e il bambino, dipinto fiammingo della fi- ne del XV secolo. L'opera, dell'artista conosciuto come Maestro della leggenda di Santa Caterina, è custodita presso il Museo nazionale di Stoccolma. Oggi si sa che l'allat- tamento al seno promuove una simbiosi fisiologica mediata da ormoni tra madre e figlio. 60 61

Transcript of Gli ormoni dell'apparato...

Page 1: Gli ormoni dell'apparato gastrointestinaledownload.kataweb.it/mediaweb/pdf/espresso/scienze/1989_253_5.pdf · dove è presente un numero particolar-mente elevato di cellule deputate

fetti inibitori sull'apparato gastrointesti-nale. Per esempio tende a diminuire lamotilità gastrointestinale e a bloccare lasecrezione di acido cloridrico da partedello stomaco, il rilascio della bile dallacistifellea, l'assorbimento di molecolenutritive attraverso la parete intestinalee anche la secrezione di ormoni quali lagastrina e la colecistochinina. La soma-tostatina contrasta anche l'effetto di sti-molo della crescita indotto dalla gastrinae dalla colecistochinina. Poiché la soma-tostatina è un ormone inibitorio, il suocontrollo da parte del sistema nervoso èopposto a quello degli ormoni di stimo-lazione: la sua secrezione è inibita dal-l'attività del vago e stimolata dall'attivitàdel nervo splancnico.

Lo stress, che favorisce la via catabolicadel metabolismo, è anche causa d'inson-nia. Dopo la digestione, d'altro canto,mentre le sostanze nutritive vengono im-mobilizzate, spesso l'individuo provasonnolenza e una sensazione di benesse-re. Questi effetti psicologici postpran-diali hanno origine in gran parte nell'ap-parato gastrointestinale. La colecisto-chinina iniettata nei ratti inibisce l'assun-zione di cibo; Robert S. Mansbach del-l'Università del Vermont a Burlington ecolleghi hanno notato che l'inoculazionedell'ormone nei ratti può anche produr-re tracciati elettroencefalografici carat-teristici del sonno. La resezione del ner-vo vago fa scomparire l'effetto inibitoriodella colecistochinina sull'assunzione di

cibo, indicando che (almeno nei ratti) leinformazioni sono trasmesse dall'appa-rato gastrointestinale al cervello lungodeterminate vie nervose.

L'attività normale dell'apparato ga-strointestinale si modifica durante la gra-vidanza e questo cambiamento determi-na il caratteristico aumento di peso dellagestante. Studi condotti in alcuni centriper la maternità in Svezia dimostranoche durante la gravidanza una donna au-menta in media di 15 chilogrammi. Partedell'aumento è rappresentata dal pesodel feto stesso, dalla crescita dimen-sionale dell'utero e dall'aumentato volu-me ematico, ma almeno quattro chilo-grammi sono dovuti alla deposizione digrasso.

Gli ormonidell'apparato gastrointestinale

Il tubo digerente è la ghiandola endocrina di maggiori dimensioni e svolgeanche funzioni importanti nelle modificazioni del metabolismo che siaccompagnano alla gravidanza, alla crescita fetale e a quella infantile

di Kerstin Uvriàs-Moberg

/ 'apparato gastrointestinale può ap-parire semplicemente come unacavità lunga e sinuosa in cui vie-

ne introdotto il cibo perché venga dige-rito e ridotto in molecole che possanoessere assorbite dalle pareti intestinalie quindi entrare in circolo. In realtà l'ap-parato gastrointestinale è molto più diquesto. È la più grossa ghiandola endo-crina dell'organismo e gli ormoni chesecerne esercitano effetti importanti nonsolo sui processi digestivi, ma anche sulmetabolismo delle sostanze nutritive in-gerite e perfino sulle emozioni e sulcomportamento.

Gli stadi della vita in cui queste fun-zioni fisiologiche sono più critiche sonola crescita e la riproduzione. Qualsiasiorganismo richiede una maggior quanti-tà di nutrimento durante la fase dellacrescita. I giovani di molte specie man-giano (relativamente) più degli adulti;l'apporto calorico per chilogrammo dipeso nei bambini supera di quattro voltequello negli adulti. Il fabbisogno di nu-trimento è elevato anche negli organismiche attraversano la fase della riproduzio-ne, spesso preceduta da un periodo dimaggiore apporto e immobilizzazione dienergia. La nutrizione è così importanteper la riproduzione che quest'ultima nonpotrebbe avvenire in assenza di un ade-guato nutrimento.

Nei mammiferi, compreso l'uomo, ilruolo maggiore nella riproduzione èsvolto dalla femmina. Le donne perciò,..11.,..113,knit) Uabli uv iiiiiii IIGI SCUSO CLIC,

invece di avere un solo importante pe-riodo di crescita, dall'infanzia all'adole-scenza, possono subire ulteriori processidi crescita durante la gravidanza. Findall'inizio della gravidanza una donnaaumenta di peso immagazzinando ener-gia sotto forma di grasso per far frontealle necessità del feto e in previsionedell'elevato fabbisogno di energia neces-sario per l'allattamento. Negli esseri

umani, inoltre, l'introduzione e l'im-mobilizzazione di energia sono collegatealla capacità riproduttiva. Se una donnaè troppo magra, per gravi carenze di ci-bo, per regimi dietetici rigorosi o perun'eccessiva attività fisica, l'ovulazionenon si verifica ed ella è sterile (si vedal'articolo Peso corporeo e fertilità diRose E. Frisch in «Le Scienze» n. 237,maggio 1988).

Dal momento che un maggiore appor-to nutrizionale è un requisito basilareper la crescita e dato che il cibo vienedigerito nell'apparato gastrointestinale,lo stomaco e l'intestino devono funzio-nare in modo ottimale durante i periodidi riproduzione e di crescita intensa.Questo si verifica grazie a una complessariorganizzazione dell'attività degli or-moni gastrointestinali. Nel mio labora-torio al Karolinska Institut di Stoccolmae in molti altri laboratori le interazionidi questi ormoni sono state studiate indonne gravide, in feti e in neonati e, du-rante l'allattamento, sia nella madre sianel bambino.

per comprendere il ruolo dell'appara-to gastrointestinale nella crescita e

nella riproduzione, bisogna per primacosa considerare le funzioni normali de-gli ormoni intestinali. Gli ormoni sonopolipeptidi: brevi catene proteiche for-mate da un numero di amminoacidi va-riabile da 10 a 100. Essi vengono sinte-tizzati da cellule endocrine specializzatele cui pi ()tube, duce a fui tua di spazzola,denominate microvilli, rivestono le pa-reti dello stomaco e dell'intestino tenue.Dopo un pasto, differenti tipi di celluleavvertono sia la distensione della paretedel tubo digerente sia la presenza di so-stanze nutritive o di un pH basso e sonodi conseguenza indotte a secernere i loroormoni tanto nel tubo digerente quantoin circolo. L'attività delle cellule endo-crine dell'apparato gastrointestinale è

influenzata anche dal sistema nervosoautonomo. Mentre l'attivazione del ner-vo vago del sistema nervoso parasimpa-tico promuove la secrezione degli or-moni che favoriscono la digestione, l'at-tivazione del nervo splancnico del siste-ma nervoso simpatico produce l'effettoopposto.

Gli ormoni a loro volta influenzano lamotilità gastrointestinale e la secrezionedi enzimi e acidi digestivi. Per esempiola gastrina, un ormone prodotto nellaparte più bassa dello stomaco (precisa-mente nella mucosa antrale), favoriscela digestione stimolando sia la motilitàgastrica, sia la secrezione di acido gastri-co. Un ormone chimicamente correlato,la colecistochinina, secreto da celluledella mucosa del duodeno, inibisce l'u-scita del cibo dallo stomaco favorendoperciò la digestione e l'assorbimento incircolo delle sostanze nutritive; stimolaanche il rilascio della bile dalla cistifelleae la secrezione degli enzimi pancreatici.La secretina, un ormone prodotto nellastessa regione intestinale, stimola la se-crezione alcalina del pancreas (che neu-tralizza l'acido gastrico). Recentementesi è dimostrato che questi polipeptidi sti-molano anche la crescita degli organi sucui agiscono, provocando in particolareun ispessimento della mucosa di rivesti-mento dei vari organi. In altre parole essiagiscono nell'apparato gastrointestinalecome ormoni della crescita.

Un ormone gastrointestinale che nonsvolge la funzione di favorire ia dige-stione è la somatostatina. Questo po-lipeptide fu identificato per la prima vol-ta nel cervello, e precisamente nell'ipo-talamo. Ora si sa che esso viene prodot-to anche nell'apparato gastrointestinale,dove è presente un numero particolar-mente elevato di cellule deputate allaproduzione di somatostatina nello sto-maco e nel duodeno.

La somatostatina esercita profondi ef-

Dopo l'assorbimento, il cibo ingeritopuò essere metabolizzato in due

modi. Può seguire la via dell'anaboli-smo, ossia della costruzione, a partire damolecole di piccole dimensioni, di mole-cole più grandi che possono concorrerealla crescita o essere immagazzinate nel-l'organismo per un utilizzo futuro; oppu-re può essere scisso, nel processo cheprende il nome di catabolismo, per for-nire energia. Quando si verifica una ele-vata richiesta di energia, come nel casodi esercizio fisico o di stress psicologico,l'energia viene mobilizzata da processicatabolici che avvengono nel fegato, neimuscoli e nel tessuto adiposo in rispostaall'attività del sistema nervoso simpaticoe delle ghiandole surrenali.

Al contrario l'anabolismo prevale do-po l'ingestione di un pasto, quando il«combustibile» di riserva deve essere de-positato nel fegato e nel tessuto adi-poso. Questa immobilizzazione di so-stanze nutritive è favorita da un ormonepancreatico, l'insulina, che viene secretoquando il livello ematico di glucosio au-menta in risposta alla digestione di unpasto. Con i pasti aumenta anche l'atti-vità del sistema nervoso parasimpatico eperciò del sistema endocrino gastrointe-stinale. Diversi ormoni gastrointestina-li tra cui la gastrina, la colecistochi-nina e la secretina favoriscono il rilasciodi insulina indotto dal glucosio, stimo-lando ulteriormente l'attività anabolica.La somatostatina, d'altro canto, sembrainibire l'assunzione di sostanze nutri-tive e l'immagazzinamento di queste neitessuti.

Il fatto che gli ormoni gastrointestinaliesercitino una influenza importante sulmetabolismo è dimostrato molto chiara-mente da alcune osservazioni di anato-mia comparata. Sture Falkmer del Karo-linska Institut ha dimostrato che il pan-creas (che produce insulina) deriva daltubo digerente. Nei vertebrati primitivi,che non hanno un pancreas separato,l'insulina è prodotta dalle cellule endo-crine intestinali ed è rilasciata in circolodopo il contatto diretto tra quelle cellulee il contenuto dell'intestino.

Gli ormoni gastrointestinali hanno ef-fetti tanto metabolici quanto psicologici.

Una madre che allatta viene ritratta in Maria e il bambino, dipinto fiammingo della fi-ne del XV secolo. L'opera, dell'artista conosciuto come Maestro della leggenda diSanta Caterina, è custodita presso il Museo nazionale di Stoccolma. Oggi si sa che l'allat-tamento al seno promuove una simbiosi fisiologica mediata da ormoni tra madre e figlio.

60

61

Page 2: Gli ormoni dell'apparato gastrointestinaledownload.kataweb.it/mediaweb/pdf/espresso/scienze/1989_253_5.pdf · dove è presente un numero particolar-mente elevato di cellule deputate

,.,/,,,..„

/ACIDOCISTIFELLEA CLORIDRICO

CELLULA PARIETALE

BILE

CELLULASECERNENTESOMATOSTATINA

PANCREASCELLULA

SECERNENTEGASTRIN

DOTTOPANCREATICO

UCCHIPANCREATICI

DOTTOBILIARE

COMUNE

INTESTINO TENUE

111111r-CELLULA

SECERNENTELECISTOCHININ

SECERNENTESECRETINA

STOMACOISOLA DI LANGERHANS

ESTROGENI

SSITOCINA-

1PbTALAMO

SSITOCINA,COLECISTOCHININ-A -

‘ E ALTRI PE TIDI

IPOFISI

AL CIRCOLO

CELLULAPARIETALE

CELLULASECERNENTE

-SOMATOSTATINACELLULA

SECERNENTEAt>\11,STRINA +

INT INO —

NUE

CELLUL S CERNENTECOLECISTOCHININA

PROGESTERONE

FIBRE '.\\SECERNENTI

ONCOOSSITOCINy)

REARACE—'

NUCLEOMOTOREVAGALE

NERVOSPLANCNICO

NERVOVAGO

CATENA DEL SIMPATICO

NUCLEOSENSORIODEL VAGO

GANGLIOSENSORIODEL VAGO

GANGLIOCELIACO

\STOMACO

La spiegazione più semplice dell'au-mento di peso durante la gravidanzasembrerebbe risiedere nella maggiorequantità di cibo ingerito. (Come dice lasaggezza popolare: «Sta mangiando perdue».) In realtà l'aumentato apporto dicibo è solo in parte responsabile dell'in-grassamento. Come ho ricordato prece-dentemente, una donna aumenta di pesoprecocemente, già durante il primo tri-mestre di gravidanza, quando in generesoffre di nausea e di conseguenza mangiadi meno, non di più. Devono perciò es-sere coinvolti altri meccanismi fisiologicied è ora chiaro che un ruolo primario èsvolto da cambiamenti nell'attività or-monale gastrointestinale.

Il mio e altri gruppi di ricerca sonostati in grado di dimostrare che il rila-scio postprandiale di colecistochininaaumenta nelle donne durante la gravi-danza. Lavorando su femmine di canegravide riuscimmo a effettuare misura-zioni ripetute che indicavano un aumen-to del livello plasmatico medio di coleci-stochinina. L'aumento è massimo du-rante il primo terzo della gravidanza; daallora esso diminuisce gradualmente , marimane chiaramente più elevato del nor-male fino al parto.

La variazione dei livelli ormonali hadiverse conseguenze. Per prima cosa sial'aumento della colecistochinina sia ladiminuzione della somatostatina, con isuoi effetti inibitori, concorrono a ot-timizzare il processo digestivo. Inoltrerisulta favorito l'anabolismo e perciòl'aumento di peso, poiché il livello de-gli ormoni che amplificano il rilascio del-l'insulina indotto dal glucosio aumenta eil livello di somatostatina diminuisce.Infine, il maggiore aumento postpran-diale della colecistochinina è responsa-bile probabilmente, tramite una stimo-lazione vagale diretta verso il cervello,della sonnolenza e della spossatezzapostprandiali caratteristiche della primafase della gravidanza. Questo affatica-mento ha un effetto adattativo: tende a

15

102cc

O-J

o

o16 24 32 40

SETTIMANE DI GRAVIDANZA

Una donna inizia ad aumentare di peso(curva in colore) fin dal primo trimestredi gravidanza, quando mangia relativa-mente poco e prima che il peso del feto(curva in nero) sia apprezzabile. I dati sonomedie recenti relative a donne svedesi.

ridurre l'attività fisica per risparmiareenergia da immobilizzare. (Naturalmen-te molte donne lavoratrici nelle societàindustriali avanzate continuano il lorolavoro per quasi tutta la gravidanza an-che se, da un punto di vista fisiologico,questo non è il modo migliore di condur-re la gravidanza.)

I primi mesi di gestazione sono carat-terizzati non solo da un senso di stan-chezza, ma anche da alcuni sintomi fa-stidiosi quali una fame acuta intervallatada nausea, abbassamento della pressio-ne arteriosa e vertigini. La correlazionedell'apparato gastrointestinale con que-sti sintomi è evidente. Sia la fame fre-quente, sia le vertigini possono esseremesse in relazione con un abbassamentodel livello ematico di glucosio, causatoin parte dall'effetto di rilascio dell'insu-lina indotto dalla colecistochinina e daaltri ormoni gastrointestinali. Il malesse-re e le spiacevoli sensazioni gastriche so-no probabilmente dovute al ritardatosvuotamento 'dello stomaco provocatodagli elevati livelli di colecistochinina.

he cosa provoca i cambiamenti nelsistema endocrino gastrointestinale

durante la gravidanza? L'iperattività delnervo vago (che, come ho già detto, re-gola la secrezione degli ormoni gastroin-testinali) è una delle probabili cause.Koji Takeuchi del Kyoto College ofPharmacy in Giappone ha dimostratoche, resecando il nervo vago di femminedi ratto gravide, si riduce drasticamentela ipersecrezione fisiologica di succhi di-gestivi quali l'acido cloridrico.

Qual è la causa del fenomeno? L'atti-vità vagale è influenzata, tra l'altro,dall'ossitocina, un piccolo neuropeptideprodotto dai nuclei dell'ipotalamo. Al-cune fibre che trasportano l'ossitocinasi estendono verso l'ipofisi e da qui ilpeptide è secreto in circolo; altre fibre sidirigono verso il nucleo motore vagalenel tronco cerebrale e stimolano il nervovago (si veda l'illustrazione nella paginaa fronte, in basso a sinistra). La secrezio-ne di ossitocina è notevolmente amplifi-cata dagli estrogeni, ormoni steroidei icui livelli aumentano durante la gravi-danza. La secrezione di ormoni gastro-intestinali può anche essere influenzatalocalmente dagli estrogeni e da un altroormone steroideo, il progesterone.

L'uomo moderno ha ereditato il ma-teriale genetico e la fisiologia dei suoiantenati. Per millenni tutti i meccanismifisiologici che rendevano disponibile unamaggior quantità di energia durante lagravidanza devono essere stati di impor-tanza fondamentale per la gestazione elo sviluppo di bambini sani quando il ci-bo era scarso. Nelle società industrialiavanzate di oggi, caratterizzate - per lamaggior parte degli individui - da un'ab-bondanza di cibo, la capacità propriadella donna di diminuire il dispendio dienergia durante la gravidanza è ancoraespressa, ma in genere viene consideratanegativamente, sotto forma di sintomi

spiacevoli e di rischio di sovrappeso.Da un punto di vista più generale, siala facilità con cui la maggior parte delledonne aumenta di peso, sia la più elevatafrequenza di obesità tra le donne rispet-to agli uomini può rispecchiare la capa-cità latente della donna di accumula-re energia, una capacità che tuttora siesprime pienamente durante i periodi digravidanza.

T 'aumento di peso di una donna duran-1--• te la gravidanza è di gran lunga su-perito dalla sorprendente velocità dicrescita dei bambini, che di solito in circasei mesi raddoppiano il loro peso allanascita. Per farlo essi consumano unaquantità di cibo relativamente elevata.Un neonato di sei settimane e di circaquattro chilogrammi di peso beve circa650 millilitri di latte al giorno; per unadulto di 65 chilogrammi, il volume cor-rispondente di latte dovrebbe essere di10 litri! L'apporto calorico medio perchilogrammo di peso dei bambini in etàneonatale è quattro volte maggiore diquello degli adulti. L'apparato gastroin-testinale deve avere dimensioni suffi-cientemente ampie e deve essere moltoattivo per far fronte alla quantità di ciboe di calorie ingerita nell'infanzia. Datoche la maggior parte delle sostanze nu-tritive è destinata al metabolismo anabo-lico per la crescita ci si deve attendereche il sistema endocrino che promuoveil rilascio di insulina sia particolarmenteattivo.

A supporto di questa tesi, Alan Lucasdella Dunn Nutrition Unit del MedicalResearch Council di Cambridge, A.Aynsley-Green dell'Università di Ox-ford e il mio gruppo hanno dimostratoche i livelli di gastrina nei neonati sonoda 5 a 10 volte più elevati che in individuial termine della crescita. Questi elevatilivelli di gastrina nei neonati non sonouna diretta conseguenza dell'abbondan-te apporto di cibo. Di fatto il bambinoingerisce quantità molto piccole di lattedurante i primi giorni di allattamento ei livelli elevati di gastrina si riscontranoprima del notevole consumo di cibo chesi verifica più tardi.

Gli elevati livelli di gastrina in una fasemolto precoce possono essere spiegatialmeno in parte dal fatto che le funzionigastrointestinali del neonato sono stateprestimolate durante la vita fetale. An-che se il nutrimento viene fornito al fetopassivamente attraverso il cordone om-belicale, il suo apparato gastrointestina-le viene «istruito» nell'utero ai suoi futu-ri compiti digestivi. Di tanto in tanto ilfeto inghiotte liquido amniotico; movi-menti di deglutizione sono stati osservaticon apparecchi a ultrasuoni a partire dalprimo trimestre di gravidanza da HeinzF. R. Prechtl dell'Università di Stato diGroningen nei Paesi Bassi. Il liquidoamniotico contiene diverse sostanze, tracui il fattore di crescita dell'epidermidee la gastrina, che stimolano l'accresci-mento dell'apparato gastrointestinale.

Gli ormoni gastrointestinali vengono immessi nell'apparato dige-rente e in circolo da cellule endocrine situate nelle pareti dellostomaco e dell'intestino tenue. Gastrina, colecistochinina e secre-tina favoriscono la secrezione di insulina dal pancreas. La gastrinastimola inoltre il rilascio di acido cloridrico, la crescita delle cellule

Il controllo sul rilascio degli ormoni gastrointestinali è esercitato dai nervi vago e splancni-co. Le fibre del vago, in parte attivate dall'ossitocina, stimolano ( o inibiscono (—) la se-crezione di ormoni dalle cellule endocrine e di insulina dal pancreas; i segnali del nervosplancnico si oppongono agli effetti del vago. Gli aumentati livelli di estrogeni in gravidanzastimolano il rilascio di ossitocina facendo aumentare la secrezione degli ormoni e dell'in-sulina; pare che il progesterone agisca localmente, favorendo il rilascio di colecistochinina.

Segnali nervosi viaggiano anche dall'appa-rato gastrointestinale al cervello. La coleci-stochinina induce nell'intestino tenue im-pulsi vagali i quali attivano le fibre del vagoche innervano il cervello, favorendo com-portamento materno, sazietà e sonnolenza.

della mucosa e la motilità gastrica. La colecistochinina rallenta losvuotamento dello stomaco e stimola l'emissione di bile dalla cisti-fellea e la secrezione di enzimi digestivi dal pancreas; la secretinarende alcalino il succo pancreatico. La somatostatina inibisce lasecrezione degli ormoni gastrointestinali e si oppone ai loro effetti.

62

63

Page 3: Gli ormoni dell'apparato gastrointestinaledownload.kataweb.it/mediaweb/pdf/espresso/scienze/1989_253_5.pdf · dove è presente un numero particolar-mente elevato di cellule deputate

AL TUBO DIGERENTEE AL PANCREAS

AL TUBO DIGERENTEE AL PANCREAS

71

_

OSSITOCINA

!POTALA

•PROLATTINA

•:

NUCLEOMOTORIO

VAGALE

NERVI SENSORI

MIDOLLO SPINALE

T :importanza dell'ingestione di liquidoamniotico per lo sviluppo dell'appa-

rato gastrointestinale del feto fu dimo-strata da Sean J. Mulvihill della Schoolof Medicine dell'Università della Cali-fornia a Los Angeles. Quando egli pro-cedette alla legatura dell'esofago di fetidi coniglio, notò che lo sviluppo dell'in-testino era gravemente compromesso; losviluppo normale riprese quando venneintrodotto nell'intestino liquido amnio-tico di bovino. Ann-Marie Widstróm,Jan Winberg e io abbiamo esaminato ilcontenuto dello stomaco di neonati im-mediatamente dopo la nascita. Dai no-stri dati possiamo concludere che nel fe-to umano i periodi di ingestione di liqui-do amniotico sono seguiti dalla secrezio-ne di gastrina, somatostatina e acidogastrico fetali: evidentemente anche nel-l'utero queste sostanze sono rilasciate inuna sequenza temporale simile a quellache si osserva in seguito a un pasto dopola nascita.

Una seconda spiegazione degli elevatilivelli di gastrina osservabili subito dopola nascita può essere che la poppata delneonato, stimolando i nervi sensori dellabocca, provochi l'attivazione vagale e ilconseguente rilascio di gastrina e di al-tri ormoni gastrointestinali. GiovannaMarchini e io abbiamo registrato la se-crezione di peptidi gastrointestinali cor-relata alla poppata monitorando i lorolivelli plasmatici. Quando i bambini ven-gono allattati, i loro livelli di gastrina,colecistochinina e insulina aumentano.Si nota un primo picco apparentementedovuto all'azione vagale: è notevole chei livelli aumentino in modo simile anchequando i bambini tengono semplice-mente in bocca un succhiotto. Una se-

conda risposta ormonale più prolungatasi verifica con la presenza di cibo nellostomaco e nell'intestino, ma è probabil-mente amplificata dall'attività vagale in-dotta dalla poppata.

È dimostrato che l'atto stesso del suc-chiare ha effetti sia fisiologici sia psico-logici. Judy C. Bernbaum della Schoolof Medicine dell'Università della Penn-sylvania ha scoperto che i bambini chedevono essere nutriti con un catetere pervia nasale crescono più velocemente, aparità di calorie ingerite, se tengono inbocca un succhiotto mentre vengono nu-triti mediante il catetere. Sia l'allatta-mento sia il succhiotto calmano i bambi-ni e inducono sonnolenza, probabilmen-te perché il succhiare fa aumentare il li-vello di colecistochinina. I succhiotti, fraparentesi, sono spesso sconsigliati per-ché si ritiene che non siano igienici o checostituiscano un «vizio» per il bambino.Al contrario, dare al neonato un suc-chiotto può avere un valore fisiolo-gico ben preciso. Dopo tutto, l'anda-mento originale dell'allattamento nel-l'uomo (che è ancora oggi osservabilein alcune tribù di cacciatori-raccoglitori)prevedeva diversi periodi di poppata aogni ora del giorno e della notte. Forseil succhiotto ha la funzione di compen-sare il ridotto tempo di poppata impo-sto dal rigido schema di allattamentomoderno.

I bambini sofferenti (qualunque sia ladiagnosi specifica) crescono più lenta-mente e manifestano sintomi gastrointe-stinali, quali ritenzione gastrica, costipa-zione e anche vomito. Marchini, Win-berg e io abbiamo scoperto che i bambiniindisposti hanno livelli di somatostatina10 volte più elevati dei bambini sani. In

periodi di tensione (come avviene anchein caso di stress causato da una malattia)il sistema nervoso simpatico viene at-tivato, mobilizzando le riserve energe-tiche. Nello stesso tempo le funzionigastrointestinali vengono inibite, in par-te come conseguenza di un'aumentatasecrezione di somatostatina. Dato che lasomatostatina inibisce non solo la mo-tilità e la secrezione gastrointestinali,ma anche il rilascio di ormoni che stimo-lano la via anabolica (di immobilizzazio-ne di energia) del metabolismo, essa vie-ne considerata causa di una crescita ri-tardata e di una funzionalità gastrointe-stinale alterata. Ancora una volta esi-ste una precisa connessione tra la cresci-ta e l'apparato gastrointestinale, con-nessione che in questo caso si manifestanegativamente.

Da un punto di vista fisiologico l'allat-tamento è una continuazione della

gravidanza: i sistemi endocrino e dige-rente della madre continuano a fornirenutrimento al bambino. La differenzaprincipale sta nel fatto che la madreora accumula energia in un «deposito»specializzato, il seno, e che il bambi-no riceve il suo nutrimento sotto formadi latte anziché con il passaggio di so-stanze nutritive attraverso il cordoneombelicale.

Il fabbisogno calorico di una donnadurante l'allattamento è ancora più ele-vato che in gravidanza; è stato calcolatoche una donna che allatta dovrebbe au-mentare il proprio apporto calorico del25 per cento rispetto alla norma. Comeriesce a farlo? Ancora una volta il modopiù semplice è quello di mangiare di piùa causa di un aumento dell'appetito.

La poppata stimola il nervo vago nella madre, tramite recettorisensoriali sul capezzolo, e nel bambino, per mezzo di recettorisituati nella bocca. I segnali vagali modificano i livelli degli ormo-

ni gastrointestinali nella madre e nel piccolo, coordinando il lorometabolismo. La poppata fa aumentare anche i livelli di prolattinae ossitocina nella madre, il che promuove la produzione del latte.

64

Page 4: Gli ormoni dell'apparato gastrointestinaledownload.kataweb.it/mediaweb/pdf/espresso/scienze/1989_253_5.pdf · dove è presente un numero particolar-mente elevato di cellule deputate

< 200

c.)o

PRIMA 0 10 30 60DELLAPOPPATA TEMPO DOPO LA POPPATA

(MINUTI)

Il livello di colecistochinina in un bambinoè mostrato prima dell'allattamento, subitodopo di esso e a distanza di 10, 30 e 60minuti. L'ascesa iniziale è una risposta al-l'azione del succhiare; il livello sale nuo-vamente quando le cellule endocrine avver-tono il passaggio di sostanze nutritive.

Questo è proprio ciò che succede; infattiè stato dimostrato che nei ratti lo stimolodei piccoli che succhiano fa aumentare ilconsumo di cibo da parte della madre.

Tuttavia, non sempre vi è disponibilitàdi cibo in abbondanza durante l'allatta-mento; vi è quindi la necessità di un mec-canismo fisiologico diverso dalla fameche soddisfi le necessità energetiche del-la madre e del figlio. Un modo attraver-so cui la madre può diminuire la propriadipendenza dal cibo è quello di consu-mare circa quattro chilogrammi di grassoaccumulati durante la gravidanza. Ilgrasso di solito si deposita sulle cosce esui glutei, e in genere si riesce a mobiliz-zare poca energia dal grasso deposto inqueste parti del corpo. Per Bjorntorpdell'Ospedale Sahlgrenska di Góteborgha scoperto che la mobilizzazione ener-getica è favorita nelle donne che allatta-no al seno da un elegante meccanismofisiologico: l'attività della lipoproteinalipasi, un enzima che favorisce l'accumu-lo adiposo, è ridotta specificamente nelgrasso depositato sulle cosce e sui gluteidurante l'allattamento.

Rimane il fatto che non tutte le donneche allattano hanno accumulato grassodurante la gravidanza, perciò ci si puòattendere l'esistenza di altri meccanismifisiologici che permettono un risparmiodi energia nella madre, anziché renderedisponibile più energia. Recentementeparecchi ricercatori hanno trovato unadiscrepanza tra l'aumento teorico del-l'apporto energetico necessario all'allat-tamento (25 per cento nelle donne) el'aumento medio effettivo che si verifica,durante l'allattamento, nelle femmine diratto (che non hanno riserve di grasso) enelle donne che non hanno accumulatograsso o che allattano per lungo tempo.Più precisamente, P. J. Illingworth delNinewells Hospital and Medical Schooldi Dundee, in Scozia, e collaboratori

hanno scoperto che viene generato me-no calore nei muscoli striati a riposo (chenormalmente emettono calore dopo unpasto) nelle donne impegnate nell'allat-tamento rispetto alle donne che non al-lattano. Questo risparmio di energia puòspiegare in parte come le donne che al-lattano riducano il proprio dispendioenergetico.

onostante la presenza dei meccani-smi per la mobilizzazione dell'ener-

gia e per il suo risparmio, uno dei prin-cipali fattori che soddisfano l'aumentatarichiesta energetica per l'allattamento,come nel caso della gravidanza, è un au-mento dell'attività del sistema endocrinogastrointestinale. La maggiore attività èin parte la conseguenza di un più elevatoapporto di cibo, ma è anche causata dalneonato che succhia. Angelica Lindén,Maud Eriksson, Kerstin Svennersten,Widstrom e io abbiamo scoperto, sia indonne sia in ratti, maiali, cani e vacche,che ciascuna poppata è seguita dal rila-scio di gastrina, insulina e colecistochi-nina e da una diminuzione del livello disomatostatina. Il mutamento delle se-crezioni endocrine è una risposta riflessaal succhiare, mediata dal nervo vago: glieffetti scompaiono nei ratti che allattanoquando si esegue una resezione del ner-vo vago. (In realtà è probabile che l'at-tività dell'intero sistema nervoso para-simpatico sia amplificata in risposta al-l'allattamento. Questo fatto tenderebbea contrastare l'attività del sistema ner-voso simpatico e potrebbe quindi costi-tuire la causa della diminuzione dellaproduzione di calore nei muscoli, unprocesso catabolico regolato dal sistemasimpatico.)

Le conseguenze fisiologiche del rila-scio di ormoni gastrointestinali durantel'allattamento sono importanti. Per pri-ma cosa, il processo digestivo è ottimiz-zato e la mucosa dell'intero apparatogastrointestinale si ispessisce per soddi-sfare le aumentate richieste metabolichedell'allattamento.

Inoltre, l'energia viene accumulataanziché consumata per via catabolica.L'energia si deposita nelle ghiandolemammarie a causa dell'aumento del li-vello di prolattina, un ormone ipofisarioche provoca una diminuzione del nume-ro di recettori dell'insulina nelle riservedi grasso della madre (riducendo perciòl'immobilizzazione di sostanze nutritivein questi tessuti) e un aumento del nu-mero di recettori nelle ghiandole mam-marie, il che porta a un accumulo di so-stanze nutritive in esse.

L'effetto dell'allattamento sulla secre-zione degli ormoni gastrointestinali con-tribuisce a un buon equilibrio tra l'ap-porto e il consumo di energia nel corsodell'allattamento, dal momento che laquantità di latte prodotto è regolata dal-lo stimolo stesso della poppata. Bo Al-gers dell'Università di scienze veterina-rie a Skara e io abbiamo scoperto chel'azione del succhiare da parte dei maia-

lini fa aumentare il livello di prolattina eriduce il livello di somatostatina nellamadre e che l'entità di questi cambia-menti varia con la stimolazione comples-siva delle mammelle (la sua durata mol-tiplicata per il numero dei maialini).Un'altra scoperta, effettuata da Wid-strom e da me, dimostra ulteriormen-te l'importanza del sistema endocrinogastrointestinale per l'efficacia dell'al-lattamento: la diminuzione, causata dal-la poppata, del livello di somatostatinanelle donne che allattano è strettamentecorrelata con la quantità di latte dato albambino.

Infine, l'allattamento influenza ancheil comportamento della madre. Unadonna tende spesso ad avere sonnolen-za mentre sta allattando al seno; lefemmine di ratto presentano tracciatielettroencefalografici tipici del sonnomentre allattano i loro piccoli. Poiché lacolecistochinina viene rilasciata nell'ap-parato gastrointestinale in risposta allostimolo della poppata, questo peptidedeve essere probabilmente coinvolto,tramite il nervo vago, in questi effettipsicologici. La sedazione indotta dallapoppata può avere diversi scopi. In pri-mo luogo costituisce un risparmio dienergia, ma può anche contribuire a farrimanere più a lungo la madre con lapropria prole.

È degno di interesse il fatto che, comeil lettore ricorderà, l'azione del succhia-re da parte del bambino inneschi unarisposta ormonale gastrointestinale me-diata dal nervo vago sia nel bambino sianella madre. Infatti la frequenza e l'in-tensità delle poppate regolano la funzio-ne gastrointestinale sia della madre siadel bambino e perciò sincronizzano il lo-ro metabolismo. In altri termini, la ma-dre e il piccolo sono in simbiosi non solopsicologica, ma anche fisiologica.

BIBLIOGRAFIA

UVNAS-MOBERG KERSTIN, Gastrointe-stinal Hormones and Pathophysiology ofFunctional Gastrointestinal Disorders in«Scandinavian Journal of Gastroentero-logy», 22, supplemento 128, 1987.

NUMAN MICHAEL, Materna! Behaviorin The Physiology of Reproduction a cu-ra di E. Knobil e altri, Raven Press,1988.

UVNAS-MOBERG KERSTIN, Neuroen-docrine Regulation of Hunger and Sa-tiety in Obesity in Europe, Vol. 1, a curadi P. BOrntorp e S. Ròssner, John Lib-bey & Company, Ltd, in stampa.

UVNAS-MOBERG K. e WINBERG L , Rolefor Sensory Stimulation in Energy Eco-nomy of Mother and Infant with Particu-lar Regard to the Gastrointestinal Endo-crine System in Textbook of Gastroente-rology and Nutrition in Infancy, secondaedizione, a cura di E. Lebenthal, RavenPress, in stampa.

66