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Fisiologia do Sistema Digestório Aula 1 Janaína Soares FISIOLOGIA DO SISTEMA DIGESTIVO Por que precisamos nos alimentar? Reposição de água, substratos energéticos, vitaminas e sais minerais Os organismos vão em busca de energia e elementos constitutivos, necessários para manter a estrutura e função das células Mas, como comemos de tempos em tempos... ... reservamos substratos energéticos. Tais reservas energéticas são armazenadas como formas complexas: TRIGLICERÍDEOS (ácidos graxos e glicerol) GLICOGÊNIO HEPÁTICO E MUSCULAR (glicose/lactato) PROTEÍNAS (aminoácidos) Do quê nos alimentamos? Da reserva de substratos energéticos complexos de outros animais e/ou de vegetais: - Glicogênio hepático e/ou muscular, amido, sacarose e lactose - Triglicerídeos (ácidos graxos e glicerol) - Proteínas (aminoácidos) FOME Variáveis do meio interno - patologias intestinais - parasitas - hormônios - hipoglicemia Fatores psicológicos Estímulos externos - ansiedade Seleção dos alimentos - Olfato - Paladar - Visão A quantidade das substancias ingeridas é determinada pela sensação de fome, resultante de: variáveis do meio interno, fatores psicológicos e estímulos do meio externo, pelo sentidos. Aliás, a seleção dos alimentos é realizada pela sensações favoráveis de gustação, olfato e visão. Olfato e o paladar ainda são importantes para a saúde pois nos ajudam a distinguir alimento bom do estragado. 1- Ingestão: a ingestão ocorre quando alimentos e líquidos entram no trato digestório pela boca; 2- Processamento mecânico: maioria dos sólidos ingerido precisam passar por um processamento mecânico. Ex: a pressão com a língua e a laceração e a trituração realizadas pelos dentes; 3- Digestão: a digestão é a quebra química e enzimática de açúcares complexos, lipídeos e proteínas em pequenas moléculas orgânicas para serem absorvidas; 4- Secreção: a digestão envolve a ação de ácidos, enzimas e soluções tampão produzidos por secreção ativa; 5- Absorção: absorção é o movimento de moléculas orgânicas , vitaminas e água através do epitélio digestório e em direção ao líquido intersticial; 6- Excreção: produtos residuais são secretados pelo trato digestório, principalmente por glândulas acessórias; 7- Compactação: é a desidratação progressiva de materiais não digeridos e resíduos orgânicos antes de sua eliminação pelo corpo. O material compactado é denominado fezes Os alimentos ingeridos são transformados pelo Sist. Digestório Funções do Sistema Digestório Ingestão do alimento Processamento químico proteínas gorduras carboidratos As principais funções fisiológicas do SGI consistem em digerir as substâncias alimentares e absorver as moléculas de nutrientes para corrente sanguinea. após a ingestão do alimento, o alimento é processado quimicamente pelas secreções produzidas na luz do TGI (estômago, intestinos delgado e grosso) e secreções lançadas na luz do TGI Esse processamento é faciliatdo pela motilidade do TGI (propicia mistura, trituração e progressão do alimento no sentido cefalocaudal). Redução do alimento em moléculas menores e absorção Excreção anal O alimento é reduzido a moléculas menores que podem ser absorvidas através do intestino delgado para o meio intersticial vascular. E, por fim, o alimento que não foi devidamente processado ou absorvido é excretado. SGI = TGI + órgãos anexos TGI Anexos O TGI é composto por órgãos ocos que se comunicam com o meio ambiente pelas extremidades. Estes órgaos são delimitados entre si por esfincteres. Os órgaos anexos são aqueles que lançam suas secreções na luz do TGI: gl salivares ( lançam na luz da cavidade oral), pancreas, fígado e vesícula biliar (lançam suas sercreções na luz do intestino delgado) O fígado é o grande produtor de bile e a vesícula biliar é quem concentra e armazena a bile. Anatomia Humana – Martini, Timmons & Tallitsch O sistema digestório consiste em um tubo muscular, denominado trato digestório e vários órgãos acessórios. Os órgãos do trato digestório se comunicam com o meio ambiente através da cavidade oral e do ânus. Componentes do Sistema Digestório Anatomia Humana – Martini, Timmons & Tallitsch O sistema digestório consiste em um tubo muscular, denominado trato digestório e vários órgãos acessórios. Os órgãos acessórios lançam suas secreções na luz do trato digestório. v v Componentes do Sistema Digestório Principais funções dos órgão gastrintestinais O SGI desempenha as suas funções através de 4 processos básicos: - Motilidade - Secreção - Digestão - Absorção intestinal e excreção 1. Motilidade realizada pela musculatura do TGI Propicia mistura, trituração e progressão cefalocaudal dos nutrientes e excreção dos produtos não digeridos e não absorvidos. 2. Secreção sintetizadas nos orgaos anexos ao TGI além das produzidas pelo estômago e intestino. Elas hidrolizam enzimaticamente os nutrientes gerando ambientes de pH, tonicidade e de composição eletrolítica adequados para digestão dos nutrientes. 3. Digestão hidrólise enzimática dos nutrientes orgânicos, transformando-os em moléculas que possam atravessar a parede do TGI e serem absorvidas através da mucosa de revestimento interno. (íntima associação com circulação portal e sistêmica) 4. Absorção consiste no conjunto de processos resultantes do transporte dos nutrientes hidrolisados, água, eletrólitos e vitaminas na luz do TGI, através do epitélio intestinal para a ciculação sistêmica. Ocorre predominantemente no delgado (duodeno e porção proximal do jejuno – 100 cm iniciais), com absorção de nutrientes orgânicos, vitaminas, a maior parte de H2O e eletrólitos. O íleo, absorve sais biliares e vit B12 e o cólon absorve um volume menor de H2O e eletrólitos. O cólon secreta K + e HCO3 - e funciona como reservatório de material fecal, preparando-o para excreção. Organização Histológica do Trato Digestório mucosa O canal alimentar, que se estende da porção proximal do esôfago até a parte distal do canal anal, tem a mesma organização estrutural em todo seu comprimento. A partir da luz é formada por 4 camadas distintas: Mucosa Submucosa Muscular externa Serosa MUCOSA Mucosa: epitélio : difere por todo o canal alimentar e é adaptado a função específica de cada parte do tubo lâmina própria: tecido conjuntivo altamente vascularizado que contém um aglomerado da glândulas secretoras de muco (lubrifica a mucosa- proteção quanto lesão mecânica e química) muscular da mucosa: porção mais profunda da mucosa. Consiste de células musculares lisas. Limite entre mucosa e submucosa. Ao se contraírem provocam dobras na mucosa . Mucosa: epitélio + lâmina própria + muscular da mucosa Apresenta 3 funções: • Proteção: o epitélio forma uma barreira contra a entrada de antígenos, patógenos e outras subst. nocivas • Absorção: ocorre devido as projeções da mucosa para a luz da via digestiva, aumentando a área de absorção • Secreção: é conduzida pelas glândulas: mucosas, submucosas e extramurais. As secreções fornecem muco para lubrificação e tamponamento para o revestimento digestivo. MUCOSA SUBMUCOSA Submucosa: tecido conjuntivo frouxo Altamente vascularizada e contém glândulas exócrinas que secretam tampões e enzimas para a luz; Ao longo de sua margem externa contém uma rede de fibras nervosas ( plexo submucoso), que controla secreção e o fluxo sanguíneo local MUSCULAR EXTERNA Muscular externa: Consiste em 2 camadas concêntricas ( longitudinal e circular) e relativamente espessas do músculo liso. Entre as duas camadas musculares encontra-se o plexo mioentérico, que controla a contração do músculo liso das duas camadas. Camada longitudinal: propele o conteúdo por encurtamento do tubo. Camada circular: comprime e mistura o conteúdo por constrição da luz. MUSCULAR EXTERNA E PERISTALSE A peristalse consiste em ondas de contração muscular que movimentam o bolo alimentar ao longo da extensão do trato digestório. extraído, quando disponível, de: http://medweb.bham.ac.uk Movimento peristáltico A contração simultânea das duas camadas musculares propicia mistura, circulação e propulsão do conteúdo luminal. MUSCULAR EXTERNA E ESFINCTERS Ao longo do tubo digestivo , a camada de músculo circular espessa-se para formar esfincters ou válvulas. A partir da orofaringe temos: Esfíncter faringoesofágico Esfíncter pilórico Válvula ileocecal Esfíncter interno do ânus Esfíncter esofágico superior: delimita a faringe do esôfago e impede a entrada de ar Esfíncter esofágico inferior: impede o refluxo gástrico do estômago para o esôfago Localizado entre o estômago e duodeno: controla a liberação do quimo para o duodeno Localizado entre na junção dos intestinos delgado e grosso: impede o refluxo do colo Circunda o canal anal Intestino Delgado X Intestino Grosso INTESTINO DELGADO: se estende do piloro até a junção iliocólica (ileocecal), que se reúne com o intestino grosso. DUODENO: é a primeira porção do intestino delgado. Recebe este nome por ter seu comprimento aproximadamente igual à largura de doze dedos (25 centímetros). JEJUNO: é a parte do intestino delgado que faz continuação ao duodeno, recebe este nome porque sempre que é aberto se apresenta vazio. ÍLEO: é o último segmento do intestino delgado que faz continuação ao jejuno. Recebe este nome por relação com osso ilíaco INTESTINO GROSSO: se estende do íleo até o ânus . O intestino grosso é dividido em 4 partes principais: CECO (cecum) CÓLON (ascendente, transverso, descendente e sigmóide) RETO ÂNUS. Intestino Grosso SEROSA Serosa: Constitui a camada mais externa do canal alimentar. É um epitélio simples que é contínuo ao mesentério (lâmina fina de tecido conjuntivo que prende a víscera ao peritônio) e ao revestimento da cavidade abdominal. Rede Neural Intrínseca do TGI O TGI possui um sistema nervoso próprio: Sistema Nervoso Entérico ou intrinseca Situa-se totalmente na parede do tubo digestivo: do esôfago ao ânus Possui cerca de 100 milhões de neurônios (equivalente a medula espinhal) Controla todas as funções motoras, secretoras e endócrinas do SGI, mesmo na ausência do SNA. → controle das secreções e fluxo sangüíneo local. → controle dos movimentos gastrintestinais Sistema Nervoso Extrínseco e Intrínseco + - As fibras neurais do SNA fazem sinapses com os neurônios dos plexos intramurais ( mioentérico e submucoso), modulando a atividade do SNE. 75% fibras aferentes (informações sensoriais para a medula) 25% fibras eferentes (medula para SGI) (Ach) NT das fibras pós-ganglionares (NA) do esôfago ao colon transverso do colon sigmóide ao Esfincter anal interno 50% fibras aferentes 50% fibras eferentes Muitas terminam nas fibras musculares lisas dos vasos sanguíneos, causando vasoconstrição No entanto...... Músculo dos vasos sanguíneos Terminações nervosas sensitivas desencadeiam reflexos locais (curtos) e centrais (longos). Regulação Neural dos Processos Digestórios Estimulados pela chegada do alimento REFELEXO CURTO OU INTRAMURAL : VIAS AFERENTES DOS RECEPTORES SENSORIAIS LOCALIZADOS NA PAREDE DO TGI FAZEM SINAPSE DENTRO DOS PLEXOS INTRAMURAIS REFELEXO LONGO: VIAS AFERENTES DOS RECEPTORES SENSORIAIS LOCALIZADOS NA PAREDE DO TGI FAZEM SINAPSE COM OS NEURÔNIOS DO SNC ATIVIDADE ELÉTRICA 1. Ondas lentas Não são potencial de ação. São alterações lentas e ondulantes no potencial de membrana em repouso (5-15 mV). Freqüência variável: 3/min no corpo do estômago 12/min no duodeno 8-9/min no íleo A amplitude e, em menor grau, a freqüência das ondas lentas podem ser moduladas por: Atividade dos nervos intrínsecos e extrinsecos Hormônios Substância Parácrinas Na maioria dos outros tecidos excitáveis, o p.m. em repouso permanece constante. No musc liso gastrintestinal ele exibe variação ou oscilação que são denominadas de ondas lentas. Essas contrações são fracas e a frequência é variável. ATIVIDADE ELÉTRICA Células intersticiais de Cajal Variações na atividade da bomba de Na+-K+ Células instersticiais de Cajal localizadas na fina camada entre a musc lisa longitudinal e circular da muscular externa. Essas células formam junções abertas com as cels musc longitudinais e circulares (acoplamento elétrico). Fazendo com que as ondas lentas se propaguem por todo musc liso do segmento do tubo. Bomba Na-K-ATPase contribui para o potencial de memb em repouso do musc liso gastrintestinal. Variações na atividade dessa bomba estaria envolvida com a origem das ondas lentas. • Hipóteses para origem das ondas lentas: 2. Potenciais em ponta São verdadeiros potenciais de ação. Surgem quando as ondas lentas atingem o limiar elétrico (> -40 mV). São deflagrados pela grande entrada de Ca2+ na célula através de canais voltagem-dependente. O complexo Ca2+-calmodulina ativa a contração muscular. Se o pico da onda lenta ultrapassar o limiar da célula responsável pelo acionamento dos potenciais de ação, poderá ser desencadeado 1 ou mais potenciais de ação durante o pico da onda lenta. Esse é o chamado potencial em ponta. A fase ascendente do p.a.é causada pelo influxo de Ca2+, através de canais dependentes de voltagem. Esse Ca2+ que penetra na célula auxilia na contração muscular, dessa maneira acoplando os fenômenos de excitação neural com contração mecânica. O resultado disso é que o p.a. aumenta a força contrátil do músculo. As ondas lentas não são responsáveis pela entrada de Ca2+ na fibra muscular, mas sim de Na+. Portanto, as ondas lentas em si, geralmente não causam contração muscular, à exceção do estômago As ondas lentas estão em fase com as contrações q os potenciais de ação aparecem nas cristas das ondas lentas Transporte e Mistura do Alimento no Tubo Alimentar • Múltiplos mecanismos nervosos e hormonais controlam os movimentos de propulsão e de mistura e o tempo que o alimento deve permanecer em cada local • A ingestão do alimento é controlada pela fome e apetite Mastigação • Dentes incisivos: cortam o alimento • Dentes molares: trituram os alimentos • Os músculos da mandíbula exercem força de aproximação dos dentes de até 25Kg nos incisivos e 90Kg nos molares • A 1ª dentição tem 20 dentes e a 2ª 32. Mastigação • Funçãoimportante para todos os tipos de alimentos, mas sobretudo para frutas e vegetais crus (possuem membrana de celulose não digerível) • A velocidade da digestão depende de uma boa mastigação, visto que as enzimas digestivas só atuam sobre a superfície das partículas alimentares Papilas Linguais Botão Gustativo Deglutição • Mecanismo complicado, pois a faringe exerce função de transporte de alimentos e participa de respiração • Fase voluntária – alimento é comprimido e empurrado para trás, na faringe, por compressão da língua para cima e para trás contra o palato Deglutição • Fase faríngea – alimento na parte posterior da boca e na faringe onde estão áreas receptoras da deglutição, principalmente nos pilares amigdalianos – os impulsos dessas áreas dirigem-se até o tronco cerebral que iniciam as contrações faríngeas – ocorre o fechamento da traquéia por 2 s, abertura do esôfago e onda peristáltica empurrando o bolo para o esôfago Deglutição • Fase faríngea – os impulsos são transmitidos por ramos sensitivos do trigêmeo e glossofaríngeo para o bulbo, na área conhecida como centro da deglutição – Esta fase é reflexa, dura cerca de 2 s e inibe a respiração Deglutição • Fase esofágica – Quando o alimento já está no esôfago – Ocorre peristaltismo pela distensão de sua parede: estimulação do SN mioentérico do esôfago e por fibras vagais – Ocorre abertura do esfíncter gastroesofágico e o estômago relaxa para receber o alimento Por que engasgamos???? Quando inspiramos e expiramos, seja pelo nariz ou pela boca, a epiglote está aberta e o ar passa pela laringe rumo aos pulmões. Quando ingerimos qualquer alimento, seja sólido ou líquido, ela precisa estar fechada, interrompendo a passagem para a laringe. Assim, o alimento segue pelo esôfago até alcançar o estômago, onde ocorre a maior parte do processo de digestão. De vez em quando, a epiglote falha em seu fechamento QUIMO é o nome que se dá para o alimento quando chega ao intestino, depois de passar pelo estômago, e está transformado em um líquido pastoso. O quimo é altamente ácido, e formado pelo bolo alimentar + HCl + suco gástrico + enzimas (pepsina). O quimo segue então para a região pilórica, atravessa o duodeno onde recebe os sucos intestinais e o suco pancreático que, com a ajuda de enzimas, decomporão ainda mais a massa alimentar, transformando-a em QUILO, que entra no intestino delgado. Colecistocinina Secretada pelas células “I” da mucosa do duodeno em resposta a produtos de hidrólise lipídica e protéica. Estimula a secreção enzimática do pâncreas, induz contração da vesícula biliar e abertura do esfincter de Oddi, retarda o esvaziamento gástrico, tem efeito trófico sobre o pâncreas exócrino e potencializa ação da secretina. Secretina Secretada pelas células “S” da mucosa do duodeno em resposta ao suco gástrico (ácido) esvaziado pelo piloro. Estimula a secreção de HCO3- pelo pâncreas e ductos biliares, inibe a secreção de HCl, retarda o esvaziamento gástrico. Peptídeo gástrico inibidor Secretado pelas células endócrinas do intestino delgado superior em resposta a gordura, aminoácidos e carboidratos. Reduz secreção e atividade motora do estômago. Alguns hormônios do SGI MOTILIDADE DO TGI Efetuada pela musculatura da parede do TGI; Propicia mistura dos alimentos com secreções luminais e contato com a mucosa de revestimento interno; Garante propulsão céfalo-caudal dos nutrientes e excreção fecal. Cavidade oral Faringe Terço superior do esôfago Esfíncter anal externo Musculatura estriada inervada por motoneurônios não-autonômicos Musculatura lisa visceral unitária Fibras se comunicam eletricamente por gap junctions (junção celular); As fibras musculares são agrupadas em feixes e estes são inervados por um único neurônio Feixe + neurônio = unidade motora O acoplamento excitação-contração na musculatura lisa visceral depende do influxo de cálcio do meio extracelular. Despolarização Ativação de canais de cálcio dependentes de voltagem Entrada de cálcio na célula (meio extracelular citosol) contração O potencial de membrana das fibras lisas viscerais sofrem oscilações = ondas lentas SECREÇÕES GASTRINTESTINAIS: ASPECTOS GERAIS -Funções primárias: enzimas digestivas e muco -Substâncias efetoras no TGI: neurócrinas (neurotrasmissores) parácrinas endócrinas Secretagogos
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