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1 Fisiologia do Sistema Digestório Marcos Renato Franzosi Mattos Sistema Digestório 3 FUNÇÃO: prover o organismo de água e nutrientes que suprem as necessidades energéticas do animal Processo Absortiv o Utilização pelo organismo Ingestão de Alimento grandes estruturas Processo Digestiv o Estruturas menores e moléculas 4 Maior parte do processo de digestão e absorção Intestino Delgado Intestino Delgado 5 Digestão 6 Digestão � Conjunto de processos que visa retirar substâncias essenciais dos alimentos ingeridos tais como: � Água � Eletrólitos � Nutrientes diversos � Aminoácidos � Lipídios � Carboidratos 7 Digestão � Digestão é diferente de absorção 8 Digestão � Processos mecânicos � Digestão mecânica � Mastigação � Trituração (moela) � Processos enzimáticos � Digestão química 9 Sistema Digestório � Mecanismos envolvidos (fases da digestão ?) � Apreensão dos alimentos � Mastigação / umedecimento � Amilase salivar/ptialina (onívoros) � Deglutição � Secreção de sucos digestivos / digestão � Circulação do sangue � Órgãos digestivos e glândulas anexas � Controle das funções 2 10 Sistema Digestório 11 Sistema Digestório � Diferentes espécies animais � De maneira geral � Aspectos morfofuncionais semelhantes � Tubo digestivo e glândulas anexas � Modificações específicas � Tipo de alimento ingerido � Ruminantes X Não Ruminantes X Aves � Grandes diferenças 12 Sistema Digestório � Apreensão dos alimentos � Lábios, língua, dentes, bico � Variação espécie específica � Disciplinas de anatomia, zootecnia/culturas e alimentos e alimentação 13 Sistema Digestório � Mastigação / umedecimento ��� Onívoros e carnívorosOnívoros e carnívorosOnívoros e carnívoros ��� Movimentos verticais Movimentos verticais Movimentos verticais ��� alimentos pouco alimentos pouco alimentos pouco grosseirosgrosseirosgrosseiros � Herbívoros � Movimentos laterais � alimentos grosseiros (forragens) 14 Sistema Digestório � Mastigação / umedecimento � Processo mecânico � “Digestão” mecânica � Trituração inicial dos alimentos 15 Sistema Digestório � Mastigação / umedecimento � Facilita a homogeneização � Mistura com a saliva � Capacidade trituradora 50 a 600 kg/cm2 16 Sistema Digestório � Mastigação / umedecimento � Onívoros � Amilase salivar (α amilase) � Enzima que degrada carboidratos (amido) � Onívoros (suíno, humano...) 17 Sistema Digestório � Mastigação / umedecimento � Outras enzimas � Lipases, proteases... � Irrelevantes em animais domésticos � Importantes em alguns animais selvagens 18 Sistema Digestório � Mastigação / umedecimento � Saliva � Secreção das glândulas salivares � Glândulas pares � parótidas � serosa (aquosa) � α amilase � submaxilares � mista � sublinguais � mucosa (muco) • Inervação parassimpática • Composta por água, eletrólitos e proteínas (enzimas) 3 19 Sistema Digestório � Funções da saliva � Umidificação e lubrificação dos alimentos � Dissolução parcial dos alimentos� paladar � Limpeza da boca e dos dentes � Atividade antisséptica (Ig, enzimas, lizosima...) � Sistema tampão � controle de lesões � Digere carboidratos � α amilase � Função excretora � substâncias e vírus (raiva e poliomielite) 20 Sistema Digestório � Funções da saliva � Função excretora� ruminantes � Nitrogênio � Impor tante para formação de proteínas no rúmen � Bicarbonato � Sistema tampão importan te no con trole do pH do rúmen 21 Sistema Digestório � Deglutição � Passagem dos alimentos* � Da boca � faringe/esôfago � estômago � Série coordenada de eventos musculares � SN motor e vegetativo *Alimento/ingesta/bolo alimentar “conjunto de substâncias ingeridas” ingestum / ingerere 22 Sistema Digestório 23 Sistema Digestório � Fase voluntária (boca) � Fase faríngea � Fase esofagiana reflexas e dependentes de estimulação de receptores � Esôfago � Tubo longo � cruza a cavidade torácica � estômago 24 25 Fisiologia da deglutição A deglutição normal requer a atividade coordenada da cavidade oral, faringe e esôfago. O funcionamento apropriado da deglutição permite a ingestão eficiente e unidirecional do bolo , evitando o envio de alimento para a cavidade nasal e/ou árvore respiratória. sem saliva não há deglutição 26 Estômago � Estômago � Mais de um estômago ou estômago dividido? � Cavidade única X multicavitário � Não Ruminantes X Ruminantes � Monogástrico X Poligástricos � Estômago simples X Compartimentalizado � ... 27 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Glandular � Funções � Acrescentar fluídos digestivos à ingesta � Armazenamento � Barreira imune � ↓ Multiplicação/passagem de microrganismos 4 28 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Muco � Proteção mecânica e química � Previne/minimiza lesões de abrasão, enzimáticas e químicas 29 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Muco � Proteção mecânica e química � Previne/minimiza lesões de abrasão, enzimáticas e químicas 30 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Muco � Proteção mecânica e química � Previne/minimiza lesões de abrasão, enzimáticas e químicas 31 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Muco � Proteção mecânica e química � Previne/minimiza lesões de abrasão, enzimáticas e químicas 32 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Muco � Secreção constante � Dependente de prostaglandinas (PGE2) � Redução da PGE2� redução no muco � Anti-inflamatórios (não esteróides) 33 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Glândulas gástricas � HCL � Acidificação/degradação química � Pepsinogênio � Pré-enzima � pepsinas � Enzimas proteolíticas 34 Estômago 35 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Glândulas pilóricas � Gastrina � Hormônio modulador das secreções do tubo digestivo � Estômago 36 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Nervoso e endócrino 5 37 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator psicogênico ou fase psicogênica � Fator gástrico ou fase gástrica 38 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator psicogênico ou fase psicogênica � Estímulo parassimpático � SNGI � glândulas gástricas � Fase cefálica da secreção estomacal � Estreitamente relacionada aos OS e processada no córtex cerebral 39 Estômago 40 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator gástrico ou fase gástrica da secreção � Distensão da parede estomacal � Alteração de pH � Nível local (próprio estômago) 41 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator gástrico ou fase gástrica da secreção � Distensão da parede estomacal � Receptores de estiramento � Relacionado ao volume da ingesta 42 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator gástrico ou fase gástrica da secreção � Distensão da parede estomacal � Receptores de estiramento � Relacionado ao volume da ingesta Receptores � neurônios aferentes � gânglios do SNGI � neurônios eferente � glândulas gástricas 43 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator gástrico ou fase gástrica da secreção � Efeito tampão (alteração do pH) � Receptores de pH � Relacionado ao pH da ingesta 44 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Fator gástricoou fase gástrica da secreção � Efeito tampão (alteração do pH) � Receptores de pH � Relacionado ao pH da ingesta Receptores � neurônios aferentes � gânglios do SNGI � neurônios eferentes � glândulas gástricas 45 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Gastrina � Distensão e presença de moléculas da ingesta 6 46 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Gastrina � Glândulas pilóricas � sangue � estômago � associação/potencialização com histamina � secreção de HCL e pepsinogênio 47 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Enterogastrona � Secretada no duodeno � Passagem da ingesta ao duodeno � Finaliza a secreção gástrica 48 Estômago � Estômago simples (monogástrico) � Controle das secreções � Finalização da secreção gástrica � Fim da distensão � Redução do pH � Enterogastrona 49 Intestino Delgado � Intestino delgado (monogástrico) � Duodeno, jejuno e íleo 50 � Intestino delgado (monogástrico) � Duodeno � Secreção de muco (células de Brunner) � Secreção das Criptas de Lieberküln � LEC modificado (bicarbonato de sódio) � pH 7,8 a 8,0 � Importante para a absorção Intestino Delgado 51 � Intestino delgado (monogástrico) � Duodeno � Secreção pancreática � Suco pancreático � Secreção biliar � Bile Intestino Delgado 52 � Intestino delgado (monogástrico) � Secreção pancreática � Enzimas digestivas � Tampões (bicarbonato de sódio) Intestino Delgado 53 � Secreção pancreática � Enzimas digestivas � Proteínas � Carboidratos � Lipídios (lipídeos) Intestino Delgado 54 � Secreção pancreática � Enzimas digestivas � Proteínas � Tripsinas � Quimiotripsina � Carboxipolipeptidase � outras Intestino Delgado 7 55 � Secreção pancreática � Enzimas digestivas � Carboidratos � Amilase pancreática Intestino Delgado 56 � Secreção pancreática � Enzimas digestivas � Lipídios � Lipases pancreáticas � Esterase do colesterol � Fosfolipases � outras Intestino Delgado 57 � Secreção pancreática � Enzimas digestivas � Amilase pancreática � Degradação de amido e outros carboidratos não complexos � Não degrada carboidratos complexos � Celulose � Hemicelulose � Lignina (não é CHO) Intestino Delgado 58 � Controle da secreção pancreática � Estimulação nervosa � fase cefálica � Gastrina � Colecistoquinina (CKK - CCK) � Secretina Intestino Delgado 59 Estômago 60 � Controle da secreção pancreática � Estimulação nervosa � fase cefálica � Gastrina � Colecistoquinina (CKK) � Secretina Intestino Delgado Mucosa duodenal e jejunal � pH ácido da ingesta 61 � Secreção biliar � Bile � Formada pelos hepatócitos (cordões) � Armazenada na vesícula biliar � Sais biliares, bilirrubina, colesterol, lecitina e eletrólitos Intestino Delgado 62 � Secreção biliar � Sais biliares � Ação detergente (↓ tensão superficial � gorduras) � Emulsificação das gorduras � Potencialização das enzimas pancreáticas Intestino Delgado 63 Intestino Delgado 8 64 � Secreção biliar � Bile � Sais biliares � lipídeos �micelas � Absorvidos pela mucosa intestinal � Liberação dos sais biliares � fígado (circulação porta) � Ressíntese dos lípídeos � tri-acil-gliceróis e ésteres de colesterol Intestino Delgado 65 � Secreção biliar � Bile � Sais biliares � lipídeos �micelas � tri-acil-gliceróis e ésteres de colesterol � Ligam-se a proteínas transportadoras � quilomícron � Ducto linfático abdominal � ducto linfático torácico � Veia Cava Intestino Delgado 66 � Secreção biliar � Bile � outras funções � Excreção de substâncias diversas � Bilirrubina � Colesterol � Toxinas/medicamentos � Eliminação nas fezes Intestino Delgado 67 � Controle da Secreção biliar � Nervosa? � Hormonal � Colecistoquinina (CKK) � Eqüídeos � Não possuem vesícula biliar � Secreção constante Intestino Delgado 68 � Secreções pancreática e biliar � Controle nervoso � Controle hormonal � Finalização das secreções? Intestino Delgado 69 � Secreções pancreática e biliar � Passagem da ingesta do ID � IG � Cessam estímulos da secreção de gastrina, colecistoquinina e secretina � Fim da fase cefálica Intestino Delgado 70 � Jejuno e íleo � Secreção de muco � Continuação dos eventos digestórios � * Enzimas dos enterócitos Intestino Delgado 71 � Enzimas dos enterócitos � Duodeno, Jejuno e Íleo � Enzimas de superfície celular � Enzimas intracitoplasmáticas � Digestão final de macromoléculas Intestino Delgado 72 � Enzimas dos enterócitos � Digestão no ID � Digestão luminal (fase luminal) � Digestão de membrana, membranária ou de superfície (fase membranária) Intestino Delgado 9 73 Intestino Delgado 74 Intestino Delgado 75 Intestino Delgado 76 Intestino Delgado 77 Intestino Delgado 78 Intestino Delgado 79 Intestino Delgado 80 Intestino Grosso � Secreção de muco � Eventos fermentativos � “ruminantes” 81 � Ruminante � Latim → ruminare � Mastigar de novo – remastigar � Sub-ordem Ruminantia � Sistema gástrico complexo (poligástricos) � Digestão fermentativa � Ruminação Os ruminantes 10 82 � Natureza � Herbívoros � Presas aos predadores � Mecanismos de defesa � Ingerir grandes quantidades de forragens � Digestão posterior � Longe dos predadores � Sucesso evolutivo Os ruminantes 83 � Ruminantes domésticos � Bovídeos (bovinos e bubalinos) � Ovinos � Caprinos � Camelídeos (lhama, alpaca, vicunha e guanaco) Os ruminantes 84 Os ruminantes 85 Os ruminantes 86 � Poligástricos/Estômago multicavitário/compartimentalizado � Mais de um estômago/dividido em compartimentos � Complexo estomacal dos ruminantes � 3 pré-estômagos � 1 estômago glandular (verdadeiro) Os ruminantes 87 � Complexo estomacal dos ruminantes � Metade esquerda do abdômen � Rúmen � Retículo � Omaso � Abomaso Os ruminantes Pré-estômagos Estômago glandular (verdadeiro) 88 89 � Complexo estomacal dos ruminantes � Pré-estômagos � Digestão fermentativa � Fermentação microbiana � Abomaso � Digestão glandular � Sucos digestivos Os ruminantes 90 � Digestão fermentativa � Fermentação � Atividade metabólica de degradação de substâncias orgânicas realizada por micro- organismos Digestão fermentativa 11 91 � Digestão fermentativa → Pré-estômagos � Ambiente adequado � pH � Umidade � Osmolaridade � Substratos nutritivos � Temperatura � Tempo de permanência longo Digestão fermentativa 92 � Micro-organismos � Bactérias (1010 a 1011 /grama conteúdo ruminal) � Protozoários (106 a 105) � Fungos (variável e pouco estudado) � Micoplasmas (?) Digestão fermentativa 93 � Bactérias � Mais numerosas � Multiplicação rápida � Alta capacidade → fermentação � Mais de 30 espécies → importantes � Dezenas → importância menor Digestão fermentativa 94 � Protozoários � Maior tamanho (mesma massa → bactérias) � Capacidade fermentativa menor � Controlam população bacteriana → fagocitose � Preservam substâncias da digestão fermentativa � Armazenam amido e proteínas → digestão glandular � Prevenindo acidose metabólica � Minimizam perda de proteínas por fermentação Digestão fermentativa 95 � Fungos � Pouco estudados � Negligenciados � Importante digestão de paredes celulares Digestão fermentativa 96 Digestão fermentativa 97 Digestãofermentativa 98 Digestão fermentativa 99 � Interação entre microorganismos � Catabólitos → substrato � Associação de enzimas � Duas ou mais enzimas � Uma terceira enzima diferente � Outros potenciais metabólicos Digestão fermentativa 12 100 � Vantagens da digestão microbiana? � Utilidade desta simbiose? Digestão fermentativa 101 � Folhagens das plantas forrageiras � Digestão glandular → não degrada paredes celulares � Carboidratos complexos � Celulose e hemi-celulose Digestão fermentativa 102 � Digestão microbiana � Celulases → degradam paredes celulares Digestão fermentativa 103 Digestão fermentativa 104 � Complexos enzimáticos bacterianos � Degradação muito superior � Maior aproveitamento nutricional das pastagens � Maior disponibilidade de energia � Maior versatilidade dos ruminantes � Forragens de baixa qualidade � Sucesso evolutivo Digestão fermentativa 105 � Na natureza � Maior versatilidade dos ruminantes � Forragens de baixa qualidade � Sucesso evolutivo Digestão fermentativa 106 � Produção zootécnica � Proteína animal � Trabalho � Pastagens → importância econômica Digestão fermentativa 107 � Carboidratos � Proteínas e lipídeos � Alvo das enzimas microbianas � Crescimento / multiplicação � Produção de energia Digestão fermentativa 108 � Proteínas � Forragens � Pouca proteína � Baixa qualidade (aminoácidos essenciais) � Micro-organismos � Proteínas para constituição celular � Alto valor nutricional (digestibilidade / aminoácidos essenciais) Digestão fermentativa 13 109 � Proteínas microbianas � Digestão glandular (abomaso) � Fornece proteína de alta qualidade Digestão fermentativa 110 � Grande parte das proteínas das forragens � Perdidas para produção de energia � Redução na oferta de proteínas aos ruminantes � Irrelevante → animais de baixa produção / selvagem � Importante → Animais melhorados → leite Digestão fermentativa 111 � Microorganismos � Sintetizar proteínas � Nitrogênio não protéico + carboidratos � Fisiológico � Uréia e amônia → rúmen → proteína microbiana � Uréia, nitritos e amônia → dieta � Proteína animal a baixo custo Digestão fermentativa 112 � Uso de proteínas conjugadas � Produtos industriais � Proteínas conjugadas � Minerais � Não são afetadas pelas enzimas microbianas � Não degradam nos pré-estômagos Digestão fermentativa 113 � Uso de proteínas conjugadas � Proteínas não degradáveis no rúmen � Aminoácidos importantes (essenciais) � Metionina � Alto custo → criações tecnificadas � Leite Digestão fermentativa 114 � Ácidos graxos voláteis (AGV) � Produto metabólico da digestão fermentativa � Necessita ser removido do rúmen � Inibe a fermentação � Parede dos pré-estômagos → absorção AGV Digestão fermentativa 115 Digestão fermentativa 116 Digestão fermentativa 117 � AGV � Produto de excreção bacteriana � Importante fonte de energia para ruminantes � 60-80% da energia utilizada � Tecidos musculares � Simbiose → mamífero X microorganismos Digestão fermentativa 14 118 � Digestão fermentativa � Fluxo adequado da ingesta � Motilidade e trânsito nos pré-estômagos � Reter substratos fermentáveis � Progredir substratos não fermentáveis / digeridos � Promover a ruminação Motilidade rumino-reticular 119 � Padrões de motilidade � Contrações primárias → mistura � Contrações secundárias → eructação � Regurgitação → ruminação Motilidade rumino-reticular 120 � Contrações primárias → mistura � Misturar os substratos presentes no rúmen � Separa partículas grandes das pequenas � Distribuem os microorganismos uniformemente Motilidade rumino-reticular 121 � Contrações primárias → mistura � Complexo controle da motilidade � SNGI � Complexa rede muscular Motilidade rumino-reticular 122 Motilidade rumino-reticular 123 Motilidade rumino-reticular 125 Motilidade rumino-reticular 126 � Contrações secundárias → eructação � Fermentação → produz gases � CO2 e CH4 � Distensão excessiva dos pré-estômagos � Timpanismo gasoso/espumoso Motilidade rumino-reticular 15 127 � Contrações secundárias → eructação � Eliminação dos gases por eructação � Forçam o gás em direção ao cárdia / esôfago � Regurgitação → ruminação Motilidade rumino-reticular 128 � Regurgitação � Etapa inicial da ruminação � Evento que caracteriza funcionalmente os ruminantes � Remastigação da ingesta Motilidade rumino-reticular 129 � Regurgitação � Contração extra do retículo � Processo de eructação � Relaxamento do cárdia � Contração dos músculos intercostais + diafragma � Glote fechada → pressão torácica negativa � Contração retrógrada do esôfago Motilidade rumino-reticular 130 Os ruminantes 131 � Regurgitação � Ingressa na boca � Pressão da língua → engole o excesso de água � Inicia a remastigação � Duração variável → dieta � Quantidade e qualidade das fibras Motilidade rumino-reticular 132 � Para que serve a ruminação? � Para que remastigar? � Qual a vantagem? Motilidade rumino-reticular 133 � Ruminação � Expor substratos não fermentados � Aumentar os s ítios de fermentação Motilidade rumino-reticular 134 Motilidade rumino-reticular Parede celular (celulose, hemi-celulose) + lignina 135 Motilidade rumino-reticular 16 136 � Motilidade � Sistema Nervoso Autônomo (Parasimpático) � Reflexos locais e impulsos centrais sobre o sistema nervoso gastrintestinal (SNGI) � Contrações musculares da parede dos pré-estômagos Motilidade rumino-reticular 137 � Avança o processo fermentativo � Ingesta fermentada � Água � Rúmen / retículo → Omaso Motilidade rumino-reticular 138 Os ruminantes 139 � Omaso � Pregas musculo-epiteliais � Grande superfície de contato � Absorção � Água � Bicarbonato (saliva) � Ácidos graxos voláteis Reabsorção omasal 140 � Abomaso (glandular) � Bicarbonato / AGV → excesso � Digestão glandular prejudicada Reabsorção omasal 141 � Abomaso (estômago glandular) � Semelhante aos dos monogástricos � Carnívoros � Digestão por meio de fluídos/sucos digestivos � Pepsinas (ação enzimática) � Ácido clorídrico (degradação química/ácida) Abomaso 142 � Amamentação � Leite não necessita / deve → pré-estômagos � “desvio” do leite → omaso/abomaso � Sem passar para os pré-estômagos (rúmen e retículo) Goteira esofágica 143 Os ruminantes 144 � Amamentação � Sais e eletrólitos (Ca++) � Estímulo nervoso � Formação de um “canal” Goteira esofágica 17 145 Goteira esofágica G 146 Os ruminantes 147 � Processos fermentativos � Bactérias, protozoários e fungos � Intestino grosso (ceco e colon) � Herbívoros e suínos → evidente � Ruminantes e carnívoros → irrelevante (exceto por vitaminas do complexo B) Digestão fermentativa em não ruminantes 148 � Processos fermentativos � Lagomorfos � Cecotrofos � Cecotrofagia � Digestão química/enzimática → digestão fermentativa → exterior → ingestão → digestão química → digestão fermentativa → fezes Digestão fermentativa em não ruminantes 149 Digestão fermentativa em não ruminantes 150 Ruminantes X Poligástricos 151 � Todo ruminante é poligástrico (multicavitário) � Animais domésticos � Ruminante = poligástrico Ruminantes X Poligástricos 152 � Não domésticos → não são sinônimos � Animais poligástricos não ruminantes � Xenartras → bicho-preguiça � Primatas → bugio / guariba � Marsupiais →≅ rato veado � Roedores selvagens Ruminantes X Poligástricos 153 � Ruminantes e monogástricos � Boca, esôfago e estômago/abomaso → irrelevante � Glicose e frutose � Intestino delgado → expressiva � Derivados da digestão dos carboidratos, lipídeos, proteínas, água e eletrólitos Absorção 18 154 � Ruminantes e monogástricos � Boca, esôfago e estômago/abomaso → irrelevante � Glicose e frutose � Intestino delgado → expressiva � Derivados da digestão dos carboidratos, lipídeos, proteínas, água e eletrólitos Absorção 155 � Ruminantes e monogástricos � Intestino Grosso � AGV, água, poucos eletrólitos e vitaminas � Pré-estômagos � Já abordado Absorção 156 � Ruminantes e monogástricos � Intestino delgado � Água absorvida passivamente por osmose � Lipídeos → micelas � Derivados de carboidratos e proteínas � Co-transporte (simpatria) Absorção 157 Absorção 158 � Água � Osmose � Na+ � Onde a vaca vai... O boi vai atrás Absorção 159 � Carboidratos � Monossacarídeos � Dissacarídeos � Proteínas � Peptídeos � aminoácidos Absorção 160 161 � Teorias � Leis Ingestão de Alimentos 162 � Teorias � Lipostática � Temperatura cerebral / corporal � Leis � [ ] sangüínea de glicose � Repleção gástrica � Compressão abdominal � Fatores/hormônios Ingestão de Alimentos 19 163 � Palatabilidade � Temperatura � Cor � Gosto � Odor Ingestão de Alimentos
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