Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC...

Profa. Dra. Cristina Maria Henrique PintoProfa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC

Como citar este documento: PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas. Disponível em:

<http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: (coloque a data aqui)

Fisiologia do Sistema Fisiologia do Sistema Digestório Digestório

e aplicações clínicase aplicações clínicas

http://www.cristina.prof.ufsc.br/

Esta apresentação foi utilizada em minhas aulas para a

graduação em Medicina (6ª fase) até o ano de 2007. Para

que este material não se perca, deixo aqui à disposição

daqueles que eventualmente tenham interesse.

Bons estudos!

Bibliografia básica recomendada sobre Fisiologia Humana

Livros-textos:“Berne & Levy: Fisiologia” Koeppen & Stanton, 2009,

6ª Ed. (Ed. Elsevier)“Tratado de Fisiologia Médica” Guyton & Hall, 2006,

11ª Ed. (Ed. Elsevier)“Fisiologia” Aires, M. M. 2008, 3ª Ed.

(Ed. Guanabara Koogan)“Fisiologia” Costanzo, 2007,

3ª Ed. (Ed. Elsevier)“Berne & Levy: Fundamentos de Fisiologia”, Levy et al,

2006, 4ª Ed. (Ed. Elsevier)“Fundamentos de Fisiologia Médica” Johnson, 2003

(Ed. Guanabara Koogan)“Fisiologia: texto e atlas” Silbernagl e Despopoulos, 2003

(Ed. Artmed)

Motilidade do ID Propriedades do músculo liso e tipos de movimentos Regulação da motilidade

Secreções próprias do ID Características do epitélio intestinal Tipos de secreções (exócrinas e endócrinas ) Regulação das secreções

Digestão dos principais nutrientes pelo ID Carboidratos e proteínas

Absorção de nutrientes, água e eletrólitos no ID

Fisiologia do Sistema Digestório Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicase aplicações clínicas relacionadas relacionadas

ao intestino delgadoao intestino delgado

No jejum:Complexo migratório mioelétrico (CMM): estômago Int. Grosso

Durante a alimentação:Movimentos segmentares (mistura) e peristálticos

radiografia por contraste (bário)

Movimentos observados no Intestino Delgado

No jejum:Complexo migratório mioelétrico (CMM) fase III: estômago Int. Grosso

Durante a alimentaçãoMovimentos segmentares (mistura) e peristálticos

Radiografia por contraste (bário)

Movimentos observados no Intestino Delgado

The phase III of the migrating motor complex originates simultaneously at the stomach and duodenum and migrates within 90 to 120 minutes along the small intestine (dog)

Interdigestive CyclesPhases

Contractionof reservoir

Pylorus

Aboral migration

Accumulation of residues

of chyme

Stomach

Duodenum

Jejunum

Ileum

III I II III

Phase III

Phase II

Phase I

Forcefulperistaltic

waves

Motilidade durante o jejum: complexo migratório mioelétrico (CMM, estômago Int. Grosso)

ocorre durante a Fase III dos ciclos interdigestivos

http://www.wzw.tum.de/humanbiology/data/motility/34/?alt=english


Movimentos do intestino delgado durante o jejum: complexo migratório mioelétrico (CMM)

estômago Int. delgado Grosso)

Contractile activity in the stomach and small intestine of a fasting dog, showing the characteristic pattern of the migrating myoelectric complex. The ligament of Treitz marks the border between the duodenum and the jejunum. Berne et al., 2004

Videofluoroscopia de movimentos do intestino delgado (jejuno) no período interdigestivo (jejum) de cão

CMM fase III do jejuno observada graças à injeção de contraste através de

cateter (seta cor-de-rosa).

Complexo migratório mioelétrico

no jejum



extraído, enquanto disponível, de: http://medweb.bham.ac.uk/research/toescu/Teaching/OverviewGITY2.html

Movimentos do intestino delgadodurante a alimentação:

peristálticos (ou propulsivos) e de mistura (segmentares)

Videofluoroscopia de movimentos peristálticos do intestino delgado de cão após a ingestão de

substância não-calórica (goma).

Velocidade de propagação rápida e

deslocamento por grandes distâncias.

Repare nos movimentos antrais do esvaziamento gástrico

(bomba pilórica ou antral)

Movimentos peristálticos

do duodeno e jejuno



Videofluoroscopia de movimentos segmentares do intestino delgado de cão após injeção de substância

contrastante.

Repare que o bolo alimentar flui e reflui num

mesmo segmento

Movimentos segmentares

do jejuno


Como estes fenômenos motores são regulados?

As células intersticiais de Cajal determinam o ritmo elétrico básico (gerando as

ondas lentas).

O S.N.E. possui o arranjo neuronal apropriado.

O Parassimpático, o Simpático e os hormônios do TGI modulam a atividade

motora.

Célula Intersticialde Cajal isolada

http://www.physio.unr.edu/ICC/gallery/LES-1.htm University of Nevada,-School of Medicine

Cartoon summarizing positions of ICC in

the stomach (data obtained from

studies of mouse and guinea-pig)

Origem do ritmo elétrico básico“células marca-passo” do TGI ou células intersticiais de Cajal (ICC)

CÉLULAS INTERSTICIAIS DE CAJAL NO ESTÔMAGO

Conceito clássico de inervação motora dos músculos do TGI. As varicosidades liberam o neurotransmissor próximo às

céls. musculares

As ICC´s seriam “intermediárias” na modulação motora dos músculos

gastrointestinais

ICC-IM


Role of interstitial cells of Cajal in neural control of gastrointestinal smooth muscles. Ward, Sanders e Hirst 2004 caso não tenha acesso, escreva-me

Intracellularly recorded electrical activity from a guinea-pig antral ICC-MY identified with ACK2-Alexa 488. Panel A shows a network of ICC-MY labelled with ACK2-Alexa 488 visualized using fluorescence microscopy, and a single ICC-MY impaled with a LY-filled microelectrode. Panel B shows changes in membrane potential recorded intracellularly from an ICC-MY. One slow wave, marked with the horizontal line in Panel B, is shown in Panel C at an expanded time scale. The scale bar is 15μm. Physiological study of interstitial cells of Cajal identified by vital staining. Hanani et al., 2002. Neurogastroenterology and Motility,14 , p.189, 2002



ICC: células intersticiais de CajalSMC: fibra muscular lisaMG: gânglio mientéricoFBL: fibroblasto

A diagrammatic representation of the relationships of the Interstitial Cells of Cajal to other structures in the gastrointestinal wall, emphasizing the pronounced differences between organs.

http://www.vh.org/adult/provider/internalmedicine/motilitygastro/3.html

A distribuição das células intersticiais de Cajal (ICC) no TGI não é homogênea em número, localização e/ou subtipos

circuitos reflexos

programas motores

inibidores

excitadores

padrões contráteis

SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO Sistemas efetores

neurônios sensoriais

interneurôniosneurônios motores


SISTEMA NERVOSO CENTRAL

Extraído, enquanto disponível, de: http://medstat.med.utah.edu/physio/5200GI_lectures/index.html

CCK receptoresácidos graxos de cadeia longaaminoácidososmolaridade (glicose) e/ou pH luminal

Estímulos no lúmen eliciam reflexos vago-vagais (alça longa) e locais (alça curta) os quais ativam programas motores específicos do SNE.

REGULAÇÃO DOS MOVIMENTOS DO TGIPARASSIMPÁTICO

Dani, 2006

Importância do conhecimento

dos fenômenos motores, secretores e absortivos

do intestino delgado:

alterações podem levar à

SÍNDROME DE MAL-ABSORÇÃO INTESTINAL

Dani, 2006

outras

Má digestão na

membrana do enterócito

Má digestão luminal

SÍNDROME DE MAL-ABSORÇÃO INTESTINALAfecções gastrointestinais associadas com:

Mal-absorçãono

enterócito

Dani, 2006



Também chamadas

“pré-epiteliais”

ou

“pré-entéricas”

Impedimento da hidrólise luminal ou

solubilização

Dani, 2006

ESTÔMAGO:

Hipocloridria (desnutrição protéica)

Hipersecreção gástrica (Síndrome de Zollinger-Ellison)

(aumento da secreção de ácido, pH intestinal e consequente desativação

enzimática)

Síndrome de dumping(esvaziamento gástrico acelerado e sobrecarga

osmótica no ID)

DIVERSAS ORIGENS:




solubilização

Dani, 2006

DIVERSAS ORIGENS:

Má digestão luminal PÂNCREAS:

Fibrose cística (impedimento secreções enzimáticas

e de bicarbonato)

Pancreatite aguda/crônica (impedimento secreções enzimáticas)

Deficiência de enzimas



solubilização


Dani, 2006

FÍGADO:

Síndromes colestáticas (impedimento secreções de sais biliares)

Doença ou cirurgia ileal (Doença de Crohn)

(pool deficiente de sais biliares por

diminuição na reabsorção ileal)

DIVERSAS ORIGENS:



solubilização

Dani, 2006

Má digestão na



Também chamadas

“epiteliais”

ou

“entéricas” Impedimento da função da mucosa

(digestão, captação e absorção)

Dani, 2006

Má digestão na


Deficiência de enzimas da

borda-em-escova

Congênita:(lactase, sacarase-isomaltase

e trealase)

Adquirida ou tardia (envelhec.)por dano à mucosa

(lactase, sacarase-isomaltase e

glicoamilase)


Impedimento da função da mucosa

(digestão, captação e absorção)

Dani, 2006

Mal-absorção no

enterócito


Também chamadas

“pós-epiteliais”

ou

“pós-entéricas”

Impedimento à remoção dos

nutrientes da mucosa

Dani, 2006

Mal-absorção no

enterócito

Má nutrição protéica(mucosa alterada)

Doença por sensibilidade ao glúten ou Doença Celíaca

(dano à superfície digestivo-absortiva)

Infecção/inflamação bacteriana(dano à superfície digestivo-absortiva e

motilidade anormal)

Doença de Crohn(dano à superfície digestivo-absortiva e

perda crônica de sangue)


Impedimento à remoção dos

nutrientes da mucosa

DOENÇA CELÍACA ou Enteropatia sensível ao glútenLesão da mucosa intestinal por intolerância ao glúten

(gliadina) presente em farinhas de trigo, centeio, cevada e aveia

Comprometimento do intestino delgado proximal (importante sítio de digestão e absorção de nutrientes)

- Alterações dos mecanismos específicos de digestão e transporte de nutrientes, de água e de eletrólitos - Redução da área absortiva

Consequências: - Espoliação de vários nutrientes e aumento de

secreção pelas criptas(desnutrição e diarréia)

DOENÇA CELÍACA

Cross-sections of intestinal villi: normal epithelium (left) and celiac epithelium (right), characterized by infiltration of intraepithelial lymphocytes and flattened villi.

Extraído, enquanto disponível, de: http://www.uihealthcare.com/news/currents/vol4issue2/celiacdiseae.html

DOENÇA CELÍACA

http://www.pathology.vcu.edu/education/gi/lab2.c.html

Gluten enteropathy or celiac disease is believed to be due to a hypersensitivity response of the intestinal mucosa to gliadin, a component of gluten, which is the major protein in wheat, rye, barley and oats. The

mechanism of the disease is unclear, but some immunological basis is thought to be likely. Hypersensitivity to gluten results in destruction of the villus epithelial cells. The increased rate of cell loss results in an adaptive

mucosal response that is characterized by hyperplasia and increased replication of the crypt epithelium.

Classificação de Marsh

Dani, 2006

Mal-absorção no

enterócito

outras

Má digestão na




Dani, 2006

outras


Síndromes de imunodeficiências

Gastroenteropatia alérgica

Insuficiência cardíaca congestiva

Obstruções do transporte linfático

Drogas

Motilidade do ID Propriedades do músculo liso e tipos de movimentos Regulação da motilidade

Secreções próprias do ID Características do epitélio intestinal Tipos de secreções (exócrinas e endócrinas ) Regulação das secreções

Digestão dos principais nutrientes pelo ID Carboidratos e proteínas

Absorção de nutrientes, água e eletrólitos no ID

Fisiologia do Sistema Digestório Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicase aplicações clínicas relacionadas relacionadas

ao intestino delgadoao intestino delgado

Características do Intestino Delgado:adaptações morfofuncionais para a digestão e absorção

Adaptações da mucosa intestinal (pregas, vilosidades e microvilosidades) amplificam a superfície de contato entre o epitélio absortivo e os nutrientes.

vilos

microvilos


Pregas, vilosidades e microvilosidades multiplicam em 600 vêzes a superfície absortivae digestiva dointestino delgado

pregas circulares

vilos

microvilos


Pregas, vilosidades e microvilosidades multiplicam em 600 vêzes a superfície absortivae digestiva dointestino delgado

pregas circulares

Área total do intestino delgado: 200m2


http://www.mc.vanderbilt.edu/histology/index.php?page=searchresult&category_name=intestine&cur_type=1

Existência de uma densa rede de capilares, vênulas e ductos lacteais que permeiam os vilos intestinais permitindo, assim, o aporte de substâncias e a drenagem dos nutrientes, água e eletrólitos absorvidos pelo epitélio intestinal.

Overall fluid balance in the human gastrointestinal tract. About 2 L of water is ingested each day, and 7 L of various secretions enters the gastrointestinal tract. Of this total of 9 L, 8.5 L is absorbed in the small intestine. About 500 ml is passed on to the colon, which normally absorbs 80% to 90% of the water presented to it. (From Vander AJ, Sherman JH, Luciano DS: Human physiology, ed 6, New York, 1994, McGraw-Hill.)

VOLUMES DIÁRIOS

INGERIDOS, SECRETADOS, ABSORVIDOS E EXCRETADOS

PELO TGI

Secreções do intestino delgadoExócrinas: Mucosa Hidro-eletrolítica Serosa (enzimas constitucionais de membrana)Endócrinas: Hormônios (Secretina, CCK, Gastrina, GIP, etc)Parácrinas: 5HT, SOM, etc

células caliciformes secreção mucosa

duodeno

epitélio colunar simplessecreção hidro-eletrolítica

(água, eletrólitos e bicarbonato)

e enzimas digestivas (constitucionais de

membrana)

CARACTERÍSTICAS DO INTESTINO DELGADOcélulas secretoras exócrinas do ID

íleo

CARACTERÍSTICAS DO INTESTINO DELGADOdiferenças da ocorrência de tipos celulares nos

diferentes segmentos do ID

http://coo.med.rug.nl/colleges/nieuwenhuis/mdk/25.85.html

jejuno

DISTRIBUIÇÃO DOS PEPTÍDEOS GASTROINTESTINAIS NO TGIPEPTÍDEOS ENDÓCRINOS E PARÁCRINOS

Nome estímulo para liberação

ação(ões) fisiológica(s) meia-vida

GASTRINApeptídeos, aas e

distensão gástrica secreção ácida 3 min.

GHRELINA(antro gástrico e ID)

restrição calórica estimula a secreção de GHestimula a ingestão de alimento

SECRETINA acidez duodenal secreção de HCO3- pancreático

(ductos)

3 min.

CCK-PZ(colecistoquinina)

ácidos graxos e aasno ID

contração da vesícula biliar, secreção de enzimas pancreáticas (ácinos)

inibe a ingestão de alimento

5 min.

GIP(peptídeo insulinotrópico

glicose-dependente)

glicose e ácidos graxosno ID

estimula a secreção de insulina 21 min.

extraído, enquanto disponível, de: http://human.physiology.arizona.edu/

ALGUMAS CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS HORMÔNIOS DO ID PEPTÍDEOS ENDÓCRINOS GASTROINTESTINAIS

The Enteric Nervous System: A Second Brain, GERSHON, M. D. - Columbia University, 1999

CARACTERÍSTICAS DO INTESTINO DELGADOcélulas secretoras parácrinas do ID

programas motores

padrões secretores

SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO Sistemas efetores


interneurônios


SISTEMA NERVOSO CENTRAL

CCK e

Secretina

receptoresácidos graxos de cadeia longaaminoácidososmolaridade (glicose) e/ou pH luminal

Estímulos no lúmen eliciam reflexos vago-vagais (alça longa) e locais (alça curta) os quais ativam programas secretomotores específicos do SNE.

REGULAÇÃO DAS SECREÇÕES DO ID

inibidores?

estimuladores

VIP e Ach

neurônios secretomotores

PARASSIMPÁTICO

circuitos integradores

Extraído, enquanto disponível, de: http://medstat.med.utah.edu/physio/5200GI_lectures/index.html

Características do Intestino DelgadoEnzimas constituintes dos enterócitos

(na borda-em-escova e citoplasmáticas)

Digestão final de polissacarídeos: Glicoamilase Isomaltase (alfa-dextrinase) Sacarase Lactase Trealase

Digestão final de polipeptídeos:enteroquinaseaminopeptidasesdi- e tripeptidades (citoplasmáticas)

Digestão e absorção de carboidratos

Amilopectina (amido) da batata

Digestão do amido (amilopectina) e glicogênioiniciada pelas alfa-amilases salivar e pancreática e...

substratos das enzimas do ID

salivar e pancreática

Digestão do amido (amilopectina) e glicogêniofinalizada pelas enzimas da borda-em-escova intestinais

Functions of the major brush border oligosaccharidases. The glucose, galactose, and fructose molecules released by enzymatic hydrolysis are then transported into the epithelial cell by specific transport proteins. The glucose-galactose transporter is also known as SGLT1 and the fructose transporter as GLUT5. G, Glucose; Ga, galactose; F, fructose. Berne et al., 2004

Amidoglicogênio

Digestão e absorção dos derivados da digestão do amido (amilopectina) ~ glicogênio

enzimas e transportadores presentes nos microvilos (borda-em-escova)

(SGLT1)

salivar epancreática

Fig. 33-2 Functions of the major brush border oligosaccharidases. The glucose, galactose, and fructose molecules released by enzymatic hydrolysis are then transported into the epithelial cell by specific transport proteins. The glucose-galactose transporter is also known as SGLT1 and the fructose transporter as GLUT5. G, Glucose; Ga, galactose; F, fructose. Berne et al., 2004

(SGLT1)

SacaroseLactose

Amidoglicogênio

Digestão e absorção de dissacarídeos da dietaLACTOSE e SACAROSE

enzimas e transportadores presentes nos microvilos (borda-em-escova)

salivar epancreática

Absorção, pelos enterócitos, dos monossacarídeos da dieta normal

transportadores luminais e basolaterais

Digestão de proteínas e absorção de AAS

Vander, Sherman e Luciano, 1997

ENTEROQUINASE ou ENTEROPEPTIDASEativação do Tripsinogênio (pró-protease pancreática)

e das demais enzimas proteolícas pancreáticasno lúmen do ID

duodeno

jejuno

íleo

Digestão de proteínas e absorção de AASpresença nos microvilos do ID da

duodeno

jejuno

íleo

The hierarchy of proteases and peptidases that functions in the small intestine. The pancreatic proteases convert dietary proteins to oligopeptides. Brush border peptidases then convert the oligopeptides to amino acids (about 70%) and dipeptides and tripeptides (about 30%). The amino acids are taken up across the brush border membrane by amino acid transporters and the small peptides by a peptide transporter. In the cytosol of the enterocyte, dipeptides and tripeptides are cleaved to single amino acids. Berne et al, 2004

PROTEÍNAS

Digestão de proteínas e absorção de AAS

(pancreáticas)

Pepsinas (gástricas)

ÍLEO Duodeno e jejuno

A wide variety of dipeptides and tripeptides is taken up across the brush border plasma membrane by a single type of H+-powered secondary active transport protein. The H+ gradient is created by Na+-H+ exchangers in the brush border membrane. In the epithelial cell cytosol, peptidases cleave most of the dipeptides and tripeptides to single amino acids, which leave the cell at the basolateral membrane by facilitated transport. Berne et al., 2004

Mecanismos celulares da digestão de proteínas e absorção de di- e tripeptídeos (duodeno e jejuno)

duodeno

jejuno

íleo

Mecanismos celulares da digestão de proteínas e absorção de di- e tripeptídeos (duodeno e jejuno) e de aminoácidos (no duodeno, jejuno e no íleo)

Transportadores de membrana apical dependentes de Na+: preferencialmente para aas básicos, ácidos e iminoácidos (prolina e hidroxiprolina) e independentes de Na+: preferencialmente para

aas. neutros, básicos e cisteína

duodeno

jejuno

íleo

ID não contribui diretamente para a digestão de lipídeos, mas sim para a absorção, formando os quilomícrons

DIGESTÃO DE LIPÍDEOS

http://www.lipidsonline.org/slides/slide01.cfm?tk=31&dpg=17

ABSORÇÃO DE PRODUTOS DA DIGESTÃO DE GORDURAS NO IDJEJUNO E ÍLEO PROXIMAL

Transporte de lipídeos da dieta pelas micelas e difusão através da membrana da borda-em-escova do Intestino Delgado

camada estacionária de água

Absorção de produtos da digestão de gorduras no ID:síntese de quilomícrons

Transporte através de borda-

em-escova:difusão simples

ou através de transportadores

de membrana

Comparação por ordem de tamanho das lipoproteínas

quilomícrons

Reabsorção de sais biliares no íleo terminal

duodeno

jejuno

íleo

Absorption of bile acids by epithelial cells of the terminal ileum. Bile acids are absorbed both by simple diffusion and by Na+-powered secondary active transport. Conjugated bile acids are absorbed avidly by active transport. Unconjugated bile acids are absorbed chiefly by simple diffusion. In the cytosol of the epithelial cells, bile acids are bound to specific binding proteins. The mechanisms of transport of bile acids across the basolateral membrane remain to be elucidated. Levy et al, 2006

Recirculação dos sais biliares

excreção

http://www.lipidsonline.org/slides/slide01.cfm?tk=31&dpg=17

Recirculação dos sais biliares

Profa. Dra. Cristina Maria Henrique PintoProfa. Dra. Cristina Maria Henrique PintoProfa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSCProfa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC

Como citar este documento: PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas. Disponível em:

<http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: (coloque a data aqui)

Fisiologia do Fisiologia do Sistema Digestório Sistema Digestório e aplicações clínicase aplicações clínicas

VVeja mais aquieja mais aqui

Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC...

Documents

Transcript of Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC...