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1 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 Controle das funções digestivas O TGI (trato gastrointestinal) desempenha cinco funções principais: a) Motilidade; b) Secreção; c) Digestão; d) Absorção; e) Armazenamento. Essas funções são coordenadas pelo sistema de controle intrínseco, que está localizado entre as diferentes camadas do TGI, e pelo sistema de controle extrínseco, localizado na parte externa da parede do TGI. O sistema de controle intrínseco possui dois componentes: o sistema nervoso entérico (SNE) e os hormônios gastrina, peptídio inibitório gástrico (PIG), colecistocinina (CCK), secretina e motilina. O sistema de controle extrínseco regulam as funções viscerais através dos nervos vago (parassimpático) e esplâncnico (simpático) e do hormônio aldosterona. Sistema de controle das função GI Intrínseco Extrínseco Nervos Hormônio s Nervos Hormônios SNE (plexos submucos o e mioen- térico) Secretina Gastrina CCK, PIG Motilina SNA (vago e esplâncnico) . Aldosterona . As secreções dos sistemas de controle intrínseco e extrínseco são de natureza regulatória e não digestória, ou seja, regulam a atividade de células e tecidos, mas não são secretadas no lúmen intestinal. Regulação neural do TGI O controle neural da função gastrointestinal é mediado por dois mecanismos de controle extrínsecos (simpático e parassimpático do SNA) e um intrínseco (SNE). a) Sistema nervoso autônomo As fibras parassimpáticas do nervo vago1 intensificam a motilidade do trato gastrintestinal, o qual inerva todo o trato através de suas 1 O nervo vago é o principal regulador neural externo da motilidade, enquanto o controle interno é feito pelas ondas lentas geradas pelas fibras do músculo liso. ramificações. Já o nervo esplâncnico fornece ao trato GI inervações simpáticas. Os neurônios do SNA parassimpático são chamados colinérgicos, pois liberam o neurotransmissor acetilcolina (ACh), que de forma geral estimula o sistema gastrointestinal. Já os neurônios do SNA simpático são chamados adrenérgicos, pois liberam o neurotransmissor norepinefrina (NE), que de forma geral inibe o sistema gastrointestinal. Fonte Substância Ação Neurônio colinérgico ACh Contração dos m. lisos Relaxamento de esfíncteres ↑ secreção salivar ↑ secreção gástrica ↑ secreção pancreática Neurônio adrenérgico NE Contração de esfíncteres Relaxamento dos m. lisos b) Sistema nervoso entérico O SNE controla a maior parte das funções GI independentemente do SNC. Está formado por: Plexo submucoso (Meissner): na túnica submucosa, controla a secreção e fluxo sanguíneo. Plexo mioentérico (Auerbach): na túnica muscular, entre as camadas muscular circular e muscular longitudinal, controla a motilidade. Os plexos entéricos se comunicam entre si através de interneurônios. Os neurônios entéricos diferem dos demais ao liberam seus neurotransmissores a partir de vesículas no axônio chamadas varicosidades, o que lhes permite ativar áreas mais amplas. As substâncias são secretadas em resposta a potenciais de ação e influenciam nas atividades dos músculos lisos e glândulas. 2 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 Ondas lentas O SNE estabelece uma comunicação constante entre os plexos e controla de modo autônomo muitas ações localizadas do TGI. No entanto, são necessários impulsos aferentes do SNA para ações coordenadas por longos segmentos do intestino. A contração do músculo liso exige a entrada de Ca+2 para dentro da célula a partir do líquido extracelular. Quando uma célula se contrai, as demais também irão contraírem-se, pois encontram-se conectadas por junções comunicantes. As junções comunicantes formam uma via de baixa resistência ao movimento de íons entre células adjacentes, o que permite a propagação do potencial de ação. O músculo liso é excitado por uma atividade elétrica intrínseca, contínua e lenta, gerada por células intersticiais interpostas entre as camadas de músculo liso. Estas células, denominadas células de Cajal, possuem canais iônicos específicos que periodicamente se abrem permitindo a entrada de Na+, o qual se propaga para as demais células através de junções comunicantes, excitando o musculo liso. São chamadas de marcapasso elétrico porque se autoexcitam e promovem variações lentas e progressivas do potencial de repouso chamadas de ondas lentas. A entrada de Na+ causa uma despolarização rítmica a intervalos regulares, porém, isoladamente a onda lenta não promove a contração muscular. A somatória das ondas gera o acúmulo de Na+ necessário para atingir o limiar elétrico e desencadear o potencial de ação. Ao atingir o limiar, finalmente, o Ca+2 entra e contrai o músculo. Quanto maior o número de potenciais de ação, mais acentuada será a força da contração das células musculares lisas. Regulação endócrina do TGI Hormônio Local de produção Órgão- alvo Função Gastrina Estômago Estômago Estimula a produção de suco gástrico Secretina Intestino Pâncreas ↑ bicarbonato CCK Intestino Pâncreas e vesícula biliar Estimula a liberação de bile pela vesícula e a liberação de enzimas pelo pâncreas. Enterogas- trona (ou PIG) Intestino Estômago Inibe o peristaltismo estomacal Secreções do TGI Secreção salivar A saliva é produzida pelas glândulas salivares (mandibular, sublingual e parótida), as quais são formadas por ácinos (células serosas e mucosas produtoras de secreção) e ductos (células excretoras que conduzem a saliva). A função primária da saliva é facilitar a mastigação e a deglutição. Felinos e caninos: resfriamento evaporativo – a respiração ofegante faz com que a saliva seja evaporada, resfriando o sangue nos capilares, logo abaixo da superfície das membranas da mucosa oral. Ruminantes: essencial a digestão microbiana no rúmen. A saliva é rica em HCO3 que torna o alimento mais alcalino, importante para evitar a entrada de ácido no rúmen, o que 3 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 poderia causar a morte da população microbiana. Onívoros: início do processo digestivo dos carboidratos (amilase salivar). Composição química da saliva A composição da saliva é de 99% água e 1 % produtos inorgânicos e orgânicos, dos quais: a) Produtos inorgânicos: bicarbonato, fosfato, sódio, cloro, cálcio, potássio e magnésio. b) Produtos orgânicos: proteínas salivares (amilase e lisozima – bactericida, é a 1ª barreira na cavidade oral contra microrganismos) e imunoglobulinas. Durante a mastigação, a saliva é alcalinizada em resposta ao hormônio secretina, produzida por células enteroendócrinas no duodeno quando o pH do duodeno diminui. Mecanismo de secreção O cérebro recebe os estímulos visuais, olfatórios ou auditivos e envia a informação através do SNA parassimpático para as glândulas salivares comprimirem o ácino e propelir a saliva pelos ductos. Outros estímulos para a salivação são a mastigação, o tipo de alimento e a distensão gástrica (ruminal em ruminantes). Secreções gástricas Seu controle é regulado a partir de receptores químicos e mecânicos no estômago e duodeno. O estômago apresenta pregas da mucosa gástrica cobertas por fossetas gástricas, que são depressões profundas com várias células secretoras: Células Secreção Região Mucosas Muco alcalino e bicarbonato Cárdia Parietais HCl e fator intrínseco Fúndica Principais Pepsinogênio e lipase SEC Histamina D Somatostatina G Gastrina Pilórica Pilóricas Pepsinogênio e muco Nos carnívoros, as fossetas gástricas do corpo são as mais longas e com mais células secretoras; a s pilóricas têm menos secreção; e a cárdia menor ainda.a) Secreções mais importantes: Pepsinogênio: precursor inativo da pepsina, a qual faz a digestão gástrica de proteínas (hidrolisa e libera os a.a.). A conversão ocorre no meio ácido (pH de 1,8 a 3,5). Muco alcalino: lubrifica os sólidos e junto com o HCO3 protegem a mucosa de revestimento. 4 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 Fator intrínseco (FI): necessário para absorção da vitamina B12 (cianocobalamina). Lipase gástrica: enzima que inicia a hidrólise de lipídios. Histamina: estimula a secreção de HCl pelas células parietais. b) Hormônios que controlam a função gástrica: Gastrina: aumenta a secreção de HCl e pepsinogênio Somatostatina: inibe a liberação da gastrina. Regulação das secreções gástricas 1) Fase cefálica (SNC): quando através do estímulo visual, olfatório e da mastigação do alimento começa a ocorrer liberação das enzimas digestivas. 2) Fase gástrica: decorre da presença do bolo alimentar no estômago estimulando a secreção. 3) Fase parietal ou intestinal: depende da presença do quimo2 duodeno. Sinalizadores enviam sinais para o fígado e pâncreas. Secreção do HCl A presença da proteína ativa o plexo mioentérico e o SNA parassimpático, os quais liberam acetilcolina. A acetilcolina estimula as células G, produtoras de gastrina, a liberar este hormônio na corrente sanguínea. Quando a gastrina chega até as células parietais, estas são estimuladas a secretar o HCl. A gastrina também é responsável por estimular as células SEC a liberar histamina, a qual age sobre as células parietais para que produzam ainda mais HCl. 2 Quimo (estômago) = alimento + HCl + enzimas gástricas Quilo (intestino delgado) = alimento + suco entérico + suco pancreático + bile. Secreção do pepsinogênio A secreção de pepsinogênio inicia quando os neurônios sensitivos detectam a acidez e enviam a informação ao plexo mioentérico, que por sua vez libera acetilcolina, estimuladora das células principais. Ao serem estimuladas, as células principais secretam pepsinogênio (forma inativa) na luz do estômago, que é clivado em pepsina (forma ativa) no meio ácido. Por ser autocatalítica, o aumento de sua concentração estimula a produção de ainda mais moléculas de pepsinogênio. Secreção de muco O desgaste químico, distensão gástrica e o contato do alimento contra o epitélio são estímulos para as células mucosas. Controle da secreção As secreções gástricas são reguladas pela ação de dois hormônios principais: a gastrina (que estimula a produção de HCl) e somatostatina (inibidora de gastrina e, consequentemente, da produção de ácido). A acidez do estômago é essencial para seu funcionamento apropriado, no entanto, a fim de manter sua dinâmica e evitar úlceras, é importante que o ácido não seja liberado em excesso. Assim, as células D, encontradas na porção distal do estômago, percebem o baixo pH do quimo e liberam a somatostatina, que inibe as células G, parietais e principais. Barreira da mucosa gástrica É um conjunto de vários mecanismos que 5 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 protegem a mucosa gástrica contra a degeneração celular. Primeiro: resistência elétrica das membranas que restringe o movimento dos íons H+. Segundo: secreção de muco estimulado pelos receptores químicos e mecanorreceptores. Terceiro: as prostaglandinas estimulam a secreção do muco protetor, reduzem o estímulo da histamina (o que a produção de HCl) e possuem propriedades citoprotetoras diretas. Quarto: capacidade de restituição do epitélio. OBS: a doença da úlcera péptica, que acomete humanos e suínos, é ocasionada pela Helicobacter pilori que atinge as células D, impedindo a produção de somatostatina. Com isso, a secreção de gastrina pelas células G não é controlada e gera uma úlcera gástrica duodenal. Secreção do pâncreas exócrino As células exócrinas do pâncreas são formadas por ácinos (local de síntese das enzimas) ductos (condução e secreção de H2O e eletrólitos). As funções exócrinas do pâncreas fornecem enzimas necessárias para a digestão dos amidos, das proteínas e dos triglicerídeos. Além das enzimas digestivas, o pâncreas secreta bicarbonato, que neutraliza o pH do quimo que chega ao duodeno e inativa a pepsina. Isso é essencial para a ativação das enzimas pancreáticas, que ocorre apenas em pH alcalino. As enzimas que digerem proteína (tripsinogênio, quimiotripsinogênio, proelastase e procarboxipeptidases), são sintetizadas como zimogênios3 para impedir a autodigestão do pâncreas. A CCK é secretada pelas células enteroendócrinas em resposta a presença de proteínas ou gordura no duodeno. A CCK estimula o pâncreas a secretar enzimas, muitas das quais estão em uma forma inativa, e atua nos enterócitos vilosos para que secretem enteroquinase no lúmen do duodeno, que faz 3 Zimogênios são enzimas sintetizadas na forma inativa e que adquirem propriedades de enzima somente depois de sofrer hidrólise. com que todas as enzimas proteolíticas inativas nas secreções pancreáticas se tornem ativas no lúmen do intestino. Algumas enzimas são secretadas na sua forma ativa, como: a) Amilase pancreática: hidrólise de carboidratos. b) Lipase pancreática: hidrólise de lipídios em AG e monoglicerídeos. c) Enterase de colesterol: hidrólise de ésteres de colesterol d) Fosfolipase: remove AG dos fosfolipídeos. Regulação da secreção pancreática CCK (colecistocinina): hormônio secretado em resposta a presença de proteína e gordura no lúmen duodenal. Atua estimulando a secreção enzimática do pâncreas. Secretina: hormônio secretado em resposta à acidez presente no lúmen duodenal. Atua estimulando a liberação de secreção aquosa rica em HCO3. Ou seja, a presença do quimo ácido contendo gordura e proteína parcialmente digeridas estimula as células enteroendócrinas a produzirem CCK e secretina. A secretina estimula a secreção de solução rica em bicarbonato; e a CCK estimula a secreção de enzimas digestivas do pâncreas e a liberação de enteroquinase pelos enterócitos para ativar as enzimas liberadas na forma de zimogênios. Trato biliar A bile, que é armazenada e secretada pela vesícula biliar, é produzida no fígado. Sua função é atuar como emulsificante (detergente) de gorduras, sendo necessária para sua digestão e absorção. 6 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 Composição da bile a) Eletrólitos b) Água c) Compostos orgânicos o Colesterol o Lecitina o Bilirrubina o Sais (ou ácidos) biliares. Nos ruminante e suíno, a secreção de bile para o intestino é contínua. O equino não possui vesícula biliar e a secreção de bile é contínua para o intestino (óbvio, não tem local de armazenamento). Nos caninos e felinos, é estocada na vesícula biliar, já que a secreção contínua é desnecessária, pois não têm frequência alimentar (carnívoros têm alimentação esporádica). Produção da bile A produção de bile pelos hepatócitos e a contração da vesícula biliar são estimuladas pelo hormônio CCK produzido pelas células enteroendócrinas do duodeno, em resposta à presença de gorduras e aminoácidos no duodeno. O fígado é um órgão parenquimatoso com várias tríades hepáticas ou tríades portais, nas quais há uma veia (v. porta), uma artéria (a. hepática) e um ducto biliar. Assim, o sangue na veia porta traz os nutrientes que foram absorvidos no intestino para serem filtrados pelos hepatócitos. O colesterol que chega aos hepatócitos é convertido em ácidos biliares, que atuam emulsificando as gorduras para ação posterior da lipase pancreática. O colesterol é totalmente insolúvel em água,já os ácidos biliares são anfipáticos, o que permite agir como um detergente, tornando os lipídios solúveis em água. Os ácidos biliares são reabsorvidos ainda no intestino, principalmente os ácidos biliares primários (são mais solúveis e prontamente absorvíveis). Os ácidos biliares que não são absorvidos no duodeno sofrem ação das bactérias da flora intestinal e são convertidos nos ácidos biliares secundários litocólico e desoxicólico que sofrem também reabsorção intestinal. Logo, a bile é produzida no fígado, liberada no intestino e retorna novamente ao seu local de síntese. Isso decorre da circulação entero- hepática. Quando o alimento contendo gordura atinge o duodeno, as células enteroendócrinas são estimuladas a secretar CCK, que causa relaxamento do esfíncter de Oddi e contração da vesícula biliar. Essas ações forçam a bile estocada para o intestino. Os ácidos biliares auxiliam na digestão e absorção de gorduras no jejuno e são reabsorvidos ainda no intestino. Após a absorção, são levados pela veia porta hepática até o fígado onde são metabolizados. O fluxo dos ácidos biliares do fígado ao intestino, ao sangue portal, ao fígado e de volta ao intestino é conhecido como circulação entero-hepática. Fígado Os hepatócitos são dispostos como tijolos e os espaços com os vasos são chamados de sinusoides. Os capilares sinusoides têm a lâmina própria descontínua para facilitar as trocas entre os hepatócitos e o sangue. As células Kupffer são macrófagos com função de metabolizar hemácias velhas e hemoglobina. Funções a) Produzir bile (exócrina); b) Produzir proteínas plasmáticas (protrombina, fibrinogênio, trombina, lipoproteína, albumina, ect...) c) Armazena Vitamina A; d) Produção energia através da reserva de TAG e glicogênio. É uma célula versátil: acumula, detoxifica, transporta e sintetiza. 7 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 Digestão intestinal O intestino tem funções digestivas e absortivas. A digestão é o processo de quebra dos nutrientes complexos em moléculas simples. Em contraste, a absorção é o processo de transporte daquelas moléculas simples através do epitélio intestinal para a corrente sanguínea. A digestão do quimo ocorre predominantemente no duodeno e nas primeiras porções do jejuno, através da secreção do suco pancreático, da bile e do suco entérico (produzido pelas células epiteliais do ID). Secreções duodenais: Células enteroendócrinas: CCK e secretina. Células caliciformes: secretam muco rico em bicarbonato. Células epiteliais: secretam o suco entérico (enzimas). Células de Paneth: secretam substâncias bactericidas. Suco entérico ou suco intestinal é composto por água e enzimas que atuam completando a digestão dos alimentos. É produzido nas células epiteliais do ID. Funções: a) Auxiliar na peristalse intestinal (fluidifica conteúdo). b) Alcalinizar o meio intestinal (pH entre 6,5 – 7,5). c) Lubrificar a mucosa intestinal (proteção). d) Participar da hidrólise dos nutrientes (digestão). Composição enzimática: sacarase, lactase, maltase, nucleopepidase, peptidase. Formação do quilo O quimo passa pelo duodeno, recebe a bile e as enzimas do suco pancreático e entérico e ao chegar no jejuno e íleo vai haver a maior parte da absorção dos nutrientes, sempre auxiliado pelos movimentos peristálticos. No duodeno, é realizada principalmente a digestão química com a ação conjunta da bile, do suco pancreático e do suco entérico, atuando sobre o quimo (suco alimentar) que vem do estômago. Ao término do processo digestório, o conjunto de substâncias resultantes forma um líquido viscoso de cor branca chamado quilo. Absorção intestinal A mucosa do intestino delgado tem umas pregas, vilosidades e microvilosidades que aumentam a área de superfície disponível para absorção em até 600 vezes. Além disso, é formada por densa rede de capilares, vênulas e ductos que permitem o aporte de substâncias e a drenagem dos nutrientes, água e eletrólitos absorvidos pelo epitélio intestinal. As microvilosidades contêm enzimas e mecanismos de transporte para digestão e absorção adicionais. O epitélio entérico possui a maior taxa de renovação em relação a qualquer outro tecido do 8 Nathália Brendler | Med. Vet. | Fisiologia digestiva - Parte 2 organismo, mas varia de acordo com a idade. Em animais recém-nascidos, a renovação ocorre mais lenta, p. ex., suínos recém-nascidos substituem o epitélio a cada 7 – 10 dias; já com três semanas de idade a renovação ocorre a cada 2 – 4 dias. OBS: o colostro confere imunidade passiva aos recém-nascidos através da absorção da proteína intacta (pinocitose) que transfere os anticorpos para o neonato. É absorvido no intestino delgado, já que o epitélio é permeável para as imunoglobulinas nas primeiras horas de vida (6h em cães e gatos, 24h em ruminantes). A partir desse período, a capacidade de absorção começa a diminuir. Além disso, os animais começam a produzir pepsinogênio e outras proteases as quais degradam as imunoglobulinas presentes no colostro. CCK 1. Inibição do esvaziamento gástrico. 2. Contração da vesícula biliar e relaxamento do esfíncter de Oddi. 3. Secreção de bicarbonato pelo pâncreas. 4. Estimulação da secreção enzimática do pâncreas. 5. Inibição da ingestão de alimentos. Secretina 1. Estimula a secreção de bicarbonato pancreático e biliar Intestino grosso As substâncias não digeridas passam para o intestino grosso misturadas com a água, onde então ela é absorvida. Gordura: digerida e absorvida quase que exclusivamente no intestino delgado. Carboidratos: digeridos no intestino delgado (enzimas) e grosso (fermentados a ácidos graxos de cadeia curta – AGCC e amônia). Proteínas: digeridos principalmente no intestino delgado (enzimas) e também no grosso (degradação microbiana) a peptídeos e aminoácidos. Digestão dos carnívoros A digestão mecânica é realizada pela língua, dentes e movimentos peristálticos e a química pelos sucos digestivos. A digestão química pelas enzimas ocorre a partir da hidrolisação das macromoléculas. RESUMO • Quais as enzimas digestivas presentes no estômago? Pepsinogênio/pepsina e lipase. • Em qual pH atuam? Ácido, pela ação do HCl. • Como ocorre a regulação das secreções? Inervação extrínseca através do sistema nervoso autônomo (S e P) e inervação intrínseca (através do plexo mioentérico). • Etapas da digestão gástrica 1. Chegada do alimento 2. Estimulação da mucosa gástrica 3. Gastrina na corrente sanguínea 4. Estimulação das glândulas gástricas 5. Liberação de ácido clorídrico e das enzimas digestivas.
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