Cosa succede all’apparato

digerente durante il sonno

Dr. Gambaccini D

Pisa, 15 Novembre 2013

ORGANIZZAZIONE DEL SISTEMA NERVOSO ENTERICO

Neuroni sensoriali (I e E) e Neuroni motori Interneuroni ecc/inib

Glia dei gangli Cellule interstiziali di Cajal

Brain activation evoked by GI stimuli in IBS

Verne et al., Pain 2003:103:99-110

Control

IBS

Functional MRI

ACC: anterior cingulate; PCC: posterior cingulate; PFC: prefrontal cortex; Ins: insula

Mechanical stimulus

Meccanismi alla base della motilità gastrointestinale

Eccitabilità intrinseca: -Attività di pacemaker delle cellule interstiziali di Cajal (depolarizzazione delle cellule muscolari lisce)

Modulazione: -Sistema nervoso enterico

-Sistema nervoso autonomo

-Sistema nervoso centrale

-Controllo ormonale

Riflessi

• Muscolatura liscia intestinale ha attività contrattile propria • Stimolo da Cellule pacemaker (le cellule di Cajal) • Oscillazioni spontanee del potenziale di membrana ritmiche

Eccitabilità intrinseca – Le ONDE LENTE

Lo stiramento delle pareti (per l'ingresso di cibo), irritazioni meccaniche o impulsi dal SNA modulano l'insorgenza dei potenziali a punta

Quando l’intensità della depolarizzazione supera la soglia elettrica si sviluppa una scarica di potenziali d’azione che evoca contrazioni più forti

La frequenza delle onde elettriche lente varia lungo il tratto gastroenterico

1. Stomaco distale: 3 onde/minuto

2. Duodeno: 16-18 onde /minuto

3. Ileo terminale: 8 onde/minuto

4. Cieco e colon prossimale: 6 onde/minuto

5. Colon sigmoideo: 10-12 onde/minuto

Stomaco Tenue Colon

Onde lente e svuotamento gastrico

• Onde lente assenti a livello del fondo • Deboli nella porzione orale del corpo con incremento verso l’antro • Treni di potenziale d’azione a livello antrale (onde peristaltiche più intense) • stessa frequenza per “PACEMAKER” unico del fondo

Motilità del periodo interdigestivo: - Complessi motori migranti

Motilità durante la digestione:

-Attività fasica con scarso potere propulsivo (disorganizzazione spazio-temporale, + prossimale/- distale, mixing)

-Attività fasica con carattere propulsivo (migrating clustered contractions imprevedibili ed irregolari)

-Contrazioni giganti migranti (stati patologici)

Pattern motori dell’intestino tenue

Inibiti durante il sonno

Scariche di intensa attività elettrica e contrattile separate da lunghi periodi quiescenti Ripetizioni con periodicità approssimativa di 75-90 minuti

MIGRATING MOTOR COMPLEX

(Antrale) motilina,

eritromicina

(duodenale) serotonina,

somatostatina

Induzione

MIGRATING MOTOR COMPLEX

Quando un CMM raggiunge la porzione distale dell’ileo nello stomaco si genera il CMM successivo Intensità e capacità propulsiva delle onde maggiore di quelle che hanno luogo dopo un pasto Mantenimento della pulizia del tenue, blocco della migrazione batterica dal tenue

Complesso Motorio Migrante FASE I assenza di attività contrattile per circa 40-60 min

FASE II contrazioni irregolari (30 minuti) con ampiezza 50% inferiore

FASE III contrazioni regolari (durata circa 15 minuti)

1 ciclo / 90-100 minuti Velocità : 2-8 cm/min

Le fasi del Complesso Motorio Migrante si verificano sia durante la veglia che durante il sonno

Motilità del colon

• Austrazione (segmentazione)

• Propulsione (peristalsi) 5-10 cm/h

- segmentale

- sistolica multiaustrale

• Antipropulsione (antiperistalsi)

• Movimenti di massa 3-4 volte/die

Onde non propagate a gruppi 3-8 cicli/minuto

Onde sporadiche non propagate < 60 mm Hg

Onde ad alta ampiezza 100-200 mm Hg

HAPC

Ritmi circadiani - veglia-sonno - secrezione del cortisolo - temperatura corporea

Il ritmo circadiano è autonomo e non richiede necessariamente influenze esogene Privato delle influenze esterne continua a funzionare seppur con cicli di durata superiore

I ritmi circadiani dipendono da un sistema circadiano endogeno, una sorta di complesso "orologio interno" all'organismo che si mantiene sincronizzato con il ciclo naturale del giorno e della notte mediante stimoli naturali

RITMI CIRCADIANI

Pacemaker principale: Nucleo soprachiasmatico ipotalamico

(clock controller genes, positive and negative feedback loop)

Neuropeptide Y system Imput serotoninergici

Luce

RITMI CIRCADIANI PERIFERICI Espressione genica a ritmo circadiano in fegato, cuore, muscolo, pancreas e tessuto adiposo Circadian gene expression da 7 h- 11 h

Altri generatori di ritmi circadiani nel SNC (Striatum, Amygdala, altri nuclei ipotalamici)

Restrizione calorica

Vie neuronali e umorali

La rottura dei ritmi circadiani, dovuta ai polimorfismi genetici o alla desincronizzazione delle abitudini (orari di lavoro, privazione del sonno, fattori ambientali) fattore patogenetico di numerose condizioni patologiche: -Disturbi del sonno -Malattie dell’apparato digerente (funzionali e infiammatorie) -Malattie epatiche -Sindromi metaboliche

Funzioni gastrointestinali

coinvolte nell’alterazione dei ritmi

circadiani

• Motilità Gastrointestinale

• Secrezione acida gastrica

• Mantenimento e rinnovamento dello strato

mucoso protettivo

• Produzione di enzimi digestivi

• Sistema immunitario gastrointestinale

CHRONODISRUPTION

• Generale riposo per esofago, stomaco, e colon durante le fasi del sonno dovuto principalmente al digiuno e alla riduzione della modulazione del SNA e del SNC • Attività motoria legata ai complessi motori migranti dell’intestino tenue è presente durante il sonno e i periodi interdigestivi. Il suo significato rimane ancora non completamente chiarito • Anche a livello periferico esiste una espressione genica oscillatoria ritmica legata a numerose funzioni dell’apparato digerente la cui alterazione può essere responsabile di alcuni disturbi digestivi

CONCLUSIONI

Gorowski Mieczyslaw

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Disfunzione motoria

Ipersensibilità viscerale

“Brain-gut” interaction

modif. da Drossman, 1999

5HT, CCK,…

……

Flogosi, Infezione, Allergia

Sindrome dell’intestino irritabile

Criteri diagnostici

Dolore o fastidio addominale presente in almeno 3 giorni

al mese negli ultimi 3 mesi associato con 2 o più delle

seguenti caratteristiche:

• Dolore alleviato dalla defecazione

• Variazione delle frequenza evacuativa

• Cambiamento della consistenza fecale

Le manifestazioni devono essere presenti in maniera continua o ricorrente per un periodo di almeno

6 mesi.

(Longstreth et al., 2006)

Patogenesi

-Alterazione della motilità e della secrezione intestinale

-Ipotesi flogistica ed infettiva

-Ipersensibilità viscerale (fibre C afferenti intestinali)

-Ipotesi neuroimmunoendocrina

-Profilo psicopatologico

-Predisposizione genetica (sesso femminile, polimorfismi genetici)