Acido cloridrico: meccanismo di secrezione, funzioni e controllo

di Andrea De Simone

L'acido cloridrico (HCl) svolge importantissime funzioni nel nostro apparato digerente, in particolare nello stomaco. Vediamo quali sono le principali :
- attiva i pepsinogeni, precursori inattivi di pepsine , presenti nel succo gastrico
- crea un ambiente ottimale, con pH intorno ai 2,5 - 3 , per l'azione di questi enzimi
- rappresenta una difesa contro i batteri immessi durante l'introduzione degli alimenti, ed evita la loro putrefazione
- denatura le proteine rompendo i legami deboli .

Quando il bolo arriva allo stomaco, vi è la necessità di idratazione del lume. L' acqua deriva dall'esterno, ma anche dai liquidi interstiziali. Proprio la secrezione di HCl, richiamerà la quantità di H20 necessaria per l'idratazione. Ma vediamo nello specifico il meccanismo di secrezione dell' acido cloridrico.

Le cellule atte alla secrezione di HCL , sono quelle parietali (o ossintiche). Queste sono formate da una porzione apicale, e da una membrana baso-laterale. Ognuna di queste cellule presenta desmosomi, e pertanto lo spazio che vi è tra una cellula parietale e l'altra è molto ridotto. In teoria quindi, il processo di "richiamo" di H20 dovrebbe essere estremamente lento vista la ridotta permeabilità. Tuttavia non è cosi.
In primis, a livello della parte apicale e della membrana baso-laterale, sono presenti delle acquaporine, che inevitabilmente facilitano il passaggio di acqua. In secundis, la membrana apicale, cosi come tutte le cellule epiteliali, è microvillare ..Questa si introflette formando i cosiddetti canalicoli , fondamentali per la secrezione di HCl .
Le cellule parietali non sono danneggiate dalla produzione di acido cloridrico perchè questo viene prodotto all'esterno di esse, precisamente nel lume ghiandolare, dove è presente un pH comune di circa 7 e aventi quindi, già muco protettivo. Inoltre, la formazione di HCl avviene in seguito alla produzione e secrezione (separata) di ioni H+ e Cl-.

Vediamo nello specifico le varie fasi che caratterizzano questo processo.

• Secrezione H+ : essa avviene nel versante del cosiddetto lume ghiandolare . Il meccanismo base per la fuoriusciuta di H+ è quello di una pompa protonica (ovviamente con consumo di ATP) con K+ (successivamente questo ione uscirà nel versante baso-laterale attraverso proteine canale).
  Per ogni ione idrogeno prodotto, si formerà un ossidrile che resterà nella cellula. Onde evitare un eccessiva alcalinizzazione del citoplasma (che causa un arresto del meccanismo di secrezione di HCl) , occorre un processo di neutralizzazione atto a formare H20, utilizzando un altro ione H+, ottenuto attraverso il processo di ionizzazione di anidride carbonica (C02) prodotta dal nostro metabolismo.
  Un enzima, l'anidrasi carbonica, catallizza la formazione di H2C03 a partire da CO2 , e , successivamente di H+ (ione utilizzato per la neutralizzazione con l'ossidrile, si forma acqua, questa si dissocia, e lo ione H+ prodotto sarà estruso nel lume ghiandolare) e HCO3- .
  In altri termini :
  
  CO2 => H2CO3 => H+  +  HCO3- (tramite anidrasi)
  
  Lo ione HCO3- , tramite un antiporto senza dispendio energetico con Cl- , uscirà nel versante esattamente opposto, e cioè quello baso-laterale, si unirà a Na+ prodotto continuamente tramite pompa sodio potassio, e formerà il bicarbonato di sodio .
  Questo diffonderà nel plasma sanguigno, rendendo alcalino il sangue dopo il pasto (circa 7.4 di pH ) per bilanciare la secrezione acida. Questo fenomeno è noto come marea alcalina digestiva.

Immagine riassuntiva della regolazione di HCl

• Secrezione Cl- : anche questa avviene nel versante del lume ghiandolare. Proprio gli ioni Cl- che entrano con l'antiporto di HC03-, fuoriescono secondo gradiente elettrochimico con una proteina . A questo punto si formerà HCl nel lume ghiandolare che si riverserà nel lume dello stomaco, svolgendo le funzione citate in precedenza.

La secrezione di acido cloridrico ovviamente dispone di tutta una serie di sistemi di regolazione che provvedono a bloccare o incrementare la sua azione. L' acetozolamide ad esempio, è un farmaco che blocca la secrezione di HCl perchè blocca l'azione dell'anidrasi carbonica, oppure la cimitilna, farmaco che diminuisce l'acidità dello stomaco inibendo l'istamina. Ma oltre ai farmaci, esistono metodi "naturali" (e intendo a base di enzimi o composti molecolari propri del nostro organismo) che modulano il rilascio di acido cloridrico. Vediamo i più importanti:

- istamina => l'azione dell'istamina viene mediata da recettori specifici. Tra questi quattro sono i principali (H1, H2, H3 e H4) . In particolar modo l'H2, proprio della parete gastrica, aumenta la secrezione di HCl nello stomaco. Esso funziona attivando l'adenilato ciclasi tramite una proteina Gs e quindi AMPciclico con PKA (chinasi A) per gli effetti molecolari.

- gastrina => la cui azione viene espletata attraverso i recettori CCKb. E' prodotta dalle cellule G della mucosa pilorica dello stomaco ovviamente, e in parte del tenue.

- acetilcolina => questa oltre a poter reagire con un recettore H3 (citato in precedenza) metabotropo, che inibisce l'attività dell'adenilato ciclasi,e, attraverso dei dimera beta, può attivare l'apertura di alcuni canali ionici, tra cui quello del Ca2+ che consente l'aumento del calcio intracellulare.

Le cellule ECL dispongono di recettori sia per gastrina che acetilcolina. Abbiamo due metodi principali: il diretto, che la secrezione di HCl viene stimolata direttamente dall'istamina , favorita a sua volta dall'acetilcolina ; e l'indiretto in cui Ach e gastrina possono interagire a livello delle ECL e producono istamina per l' HCl.

- somatostatina => è un fattore che diminuisce l'HCl, attraverso recettori presenti sulla parete gastrica. Stimola la produzione di adenilato ciclasi, e quindi le proteine Gs.

- prostaglandine => inibisce acidità dello stomaco, prodotte da macrociti.

(fonte immagine: web)