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Resumo baseado nos livros Fisiologia – Berne & Levy 5ªEd, Fisiologia – Berne & Levy 6ªEd, Fisio- logia Gastrintestinal – Kim E. Barrett, Tratado de Fisiologia Médica 12ªEd – Guyton, Fisiologia Humana 13ªEd – Vander, Fisiologia Médica 2ªEd, Walter Boron, Fisiologia 4ªEd – Margarida Fisi- ologia 6ªEd – Linda Constanzo, Fisiologia Humana Uma Abordagem Integrada 6ªEd – Dee Un- glaub Silverthorn e Princípios de Anatomia e Fisiologia 12ªEd – Tortora Resumo de Fisiologia GASTROINTESTINAL Danilo Fernando – MED UFRGS Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 1 1 Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 2 2 Sumário Visão Geral do Sistema Digestório ...................................................................................................................... 4 Organização Anatômica e Função Geral do Trato Gastrointestinal ................................................................ 5 Estrutura Básica da Parede Gastrointestinal ................................................................................................... 7 Camada Mucosa .......................................................................................................................................... 7 Camada Submucosa .................................................................................................................................... 7 Camada Muscular e Serosa ......................................................................................................................... 8 Mecanismos Reguladores do Trato Gastrointestinal .................................................................................... 11 Regulação Endócrina ................................................................................................................................. 12 Regulação Parácrina .................................................................................................................................. 15 Regulação Neural ....................................................................................................................................... 16 Sistema Estomatognático .................................................................................................................................. 20 Sucção ............................................................................................................................................................ 20 Mastigação .................................................................................................................................................... 20 Dentes ........................................................................................................................................................ 22 Secreção Salivar ......................................................................................................................................... 23 Motilidade do Trato Gastrointestinal ................................................................................................................ 28 Deglutição ..................................................................................................................................................... 28 Fase Oral (ou Voluntária) ........................................................................................................................... 29 Fase Faríngea ............................................................................................................................................. 29 Fase Esofágica ............................................................................................................................................ 29 Motilidade Gástrica ....................................................................................................................................... 34 Anatomia Funcional do Estômago ............................................................................................................. 34 Características da Motilidade Gástrica ...................................................................................................... 35 Motilidade do Intestino Delgado ................................................................................................................... 42 Anatomia Funcional do Intestino Delgado ................................................................................................ 42 Motilidade do Intestino Delgado ............................................................................................................... 43 Motilidade do Intestino Grosso (Colo) .......................................................................................................... 45 Anatomia Funcional do Intestino Grosso .................................................................................................. 45 Motilidade do Intestino Grosso ................................................................................................................. 46 Defecação .................................................................................................................................................. 47 Secreções do Trato GastroIntestinal ................................................................................................................. 50 Secreção Gástrica .......................................................................................................................................... 50 Visão Geral ................................................................................................................................................. 50 Secreção de Ácido ..................................................................................................................................... 53 Secreção de Pepsinogênio ......................................................................................................................... 56 Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 3 3 Secreção de Fator Intrínseco ..................................................................................................................... 57 Secreção de Muco e de Bicarbonato ......................................................................................................... 58 Secreção Pancreática ..................................................................................................................................... 59 Visão Geral ................................................................................................................................................. 59 Regulação da Secreção do Suco Pancreático ............................................................................................ 63 Secreção Biliar ............................................................................................................................................... 64 Visão Geral – Anatomia Funcional do Fígado e Considerações Estruturais .............................................. 64 Formação e Secreção da Bile ..................................................................................................................... 67 Concentração de Bile e Armazenamento na Vesícula Biliar ...................................................................... 71 Secreções Intestinais ..................................................................................................................................... 72 Digestãoe Absorção ao Longo do Trato Gastrointestinal ................................................................................. 73 Carboidratos .................................................................................................................................................. 75 Carboidratos na Dieta ................................................................................................................................ 75 Digestão de Carboidratos .......................................................................................................................... 76 Absorção de Carboidratos ......................................................................................................................... 78 Proteínas ........................................................................................................................................................ 79 Digestão de Proteínas ................................................................................................................................ 79 Absorção de Proteínas ............................................................................................................................... 80 Digestão e Absorção de Lipídeos ................................................................................................................... 82 Digestão dos Lipídeos no Estômago .......................................................................................................... 82 Digestão de Lipídeos no Duodeno e Jejuno .............................................................................................. 82 Absorção dos Produtos da Digestão dos Lipídeos ..................................................................................... 85 Esteatorreia ............................................................................................................................................... 87 Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 4 4 Visão Geral do Sistema Digestório • Dois grupos de órgãos compõem o sistema digestório (observe a imagem abaixo): a) Trato gastrointestinal (TGI). Tubo contínuo que se estende da boca até o anus – Possui aproximadamente de 5 a 7 metros de comprimento; Composto pela boca, grande parte da faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso. b) Órgãos acessórios da digestão. Composto por dentes, língua, glândulas sali- vares, fígado, vesícula biliar e pâncreas. • O sistema digestório, de uma forma geral, rea- liza seis processos básicos: a) Ingestão: Compreende a introdução de ali- mentos e líquidos na boca (comer). b) Secreção: Processo pelo qual as glândulas as- sociadas ao trato gastrointestinal secretam água e substâncias para dentro do trato. Células no interior das paredes do TGI e dos órgãos acessórios da digestão secretam um total de aproximadamente 7 litros de água, ácidos, tam- pões e enzimas no lúmen do trato. c) Mistura e propulsão: Contração e o relaxa- mento alternados do músculo liso nas paredes do trato GI misturam o alimento e as secreções, em- purrando-os em direção ao ânus. Essa capacidade do trato GI de misturar e mo- ver material ao longo de sua extensão é denomi- nada motilidade. d) Digestão: Processos químicos e mecânicos de- compõem o alimento ingerido em partículas me- nores. e) Absorção: Processo pelo qual as moléculas nu- trientes são absorvidas pelas células que revestem o trato gastrointestinal e penetram na corrente sanguínea. * Importante: Para manter a homeostase, o vo- lume de líquido que entra no lúmen do TGI por in- gestão ou secreção deve ser igual ao volume que deixa o lúmen (conforme a imagem acima). Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 5 5 Organização Anatômica e Função Geral do Trato Gastrointestinal • O trato gastrointestinal (TGI) consiste em uma série de segmentos ocos que se estendem da boca ao ânus e em várias glândulas acessórias e órgãos que adicionam secreções a eles. Cada um desses segmentos é separado uns dos outros por estrutura especializada denominada de esfíncteres (imagem abaixo). • Boca e orofaringe: São responsáveis por triturar o alimento em pequenas porções, lubrificar e ini- ciar a digestão de carboidratos e gordura e impulsionar o alimento para o esôfago. • Esôfago: Atua como um canal condutor para o estômago. • Estômago: Armazena temporariamente o alimento e também inicia a digestão através da mistura aos produtos de sua secreção (proteases e ácido). • Intestino delgado: Continua o processo de digestão, sendo o principal local para a absorção dos nutrientes. • Intestino grosso: Reabsorve fluidos e eletrólitos e também armazena o material fecal antes de sua expulsão do corpo. • Glândulas acessórias e órgãos: Incluem glândulas salivares, pâncreas e fígado. Glândulas salivares: Secreta enzimas digestivas (amilase e lipase), atua na lubrificação do ali- mento e também protege o organismo através de imunoglobulinas. Pâncreas: Secreta enzimas digestivas no duodeno, além de secretar HCO3- para neutralizar o ácido gástrico. Fígado: Secreta a bile, que é estocada na vesícula biliar para posteriormente ser liberada no du- odeno após uma refeição. - Bile: Contém ácidos biliares que desempenham um importante papel na digestão de gorduras. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 6 6 • Observe na imagem abaixo as principais funções dos órgãos gastrointestinais. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 7 7 Estrutura Básica da Parede Gastrointestinal • Anatomia da parede do TGI varia ao longo do seu comprimento, porém há uma organização ca- racterística que é comum a todos os segmentos. Formado pelas camadas da mucosa, submucosa, muscular e serosa (observe a imagem a seguir) • O epitélio do TGI é monoestratificado e heterocelular – Apresenta vários tipos celulares cujos nú- meros e funções variam conforme as suas localizações ao longo do TGI. Camada Mucosa • Camada mais interna do trato gastrointestinal. • Camada composta por: a) Epitélio: Formado por uma camada celular contínua. Epitélio colunar possui tight junctions (junções oclusivas) e a superfície do epitélio pode ser for- mado por vilosidades (aumenta a área da mucosa) ou criptas (invaginações do epitélio). Epitélio é renovado constantemente pelas células-tronco intestinais situadas na cripta. * Importante: As invaginações do epitélio, no intestino, são denominadas criptas; e no estômago, glândulas gástricas. * Curiosidade: Rápida renovação e taxa de divisão no TGI torna esses órgãos suscetíveis ao desen- volvimento de cânceres. b) Lâmina própria: Formada por tecido conjuntivo subepitelial – Mantém o epitélio no lugar Pode conter linfonodos (importante devido a exposição a patógenos). c) Muscular da mucosa: Camada fina de músculo liso mais interna do intestino. - Altera a disposição das vilosidades Otimiza o contato com as substâncias. Camada Submucosa • Região onde encontra-se os troncos nervosos, os vasos sanguíneos e os vasos linfáticos de maior calibre, além do plexo submucoso. Plexo submucoso (de Meissner): Situado entre a camada submucosa e a muscular circular. - Inerva as células da camada epitelial, bem como o músculo liso da camada muscular da mucosa.Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 8 8 A leitura do adendo a seguir é opcional. Ele foi feito com o objetivo de facilitar a com- preensão a respeito do músculo liso do TGI. Continuação do assunto na página 10. Camada Muscular e Serosa • Camada muscular é composta por músculo liso. Possui duas camadas de células musculares lisas: a) Camada circular: Diminui o diâmetro do lúmen – Atua na fragmentação do conteúdo luminal. b) Camada longitudinal: Encurta o tubo – Impulsiona o conteúdo do lúmen. * O estômago possui uma terceira camada incompleta de músculo oblíquo entre a camada muscu- lar circular e a submucosa. Plexo de Auerbach (plexo mioentérico): Localizado entre as camadas circular e longitudinal. - Controla e coordena a atividade motora da camada muscular externa. • Serosa: Cobertura mais externa que consiste em camada de células mesoteliais escamosas. Músculo Liso – Adendo* • Músculo liso: Encontrado principalmente nas paredes dos tubos e dos órgãos ocos (com cavidade), sua contra- ção e relaxamento ocorrem de forma muito mais lenta do que nos músculos esquelético e cardíaco (conforme o grá- fico ao lado). Utiliza menos energia para gerar uma determinada quantidade de força e pode mantê-la por longos períodos. - Mantém contrações por longos períodos sem entrar em fadiga. • Estrutura do músculo liso: Compostos de células pequenas, fusiformes e com apenas um núcleo. Apresenta filamentos de actina e de miosina mais longos. ATPase da miosina é mais lenta – Diminui a reciclagem das pontes cruzadas e aumenta o tempo de contração. Tem menos retículo sarcoplasmático (RS) – Principal canal de libe- ração de Ca2+ é o canal acoplado ao receptor de IP3. - Cavéolas (vesículas agrupadas perto da membrana plasmática) aju- dam a armazenar cálcio – Estão próximas ao RS (imagem ao lado). Tem filamentos espessos e delgados que não estão dispostos em sarcômeros; por isso, aparecem homogêneos e não estriados. - Não há estrias Z, mas os corpos densos no citoplasma são ligados pela α-actinina aos filamentos de actina. • Tipos de músculo liso: Unitário e multiunitário (observe a imagem a seguir). Músculo liso multiunitário: Cada fibra opera independentemente das outras – São isoladas umas das outras por uma membrana composta de colágeno e glicoproteínas. - Cada fibra se contrai de modo independente. - É densamente inervado – A contração é controlada por inervação neural (p.e. sistema nervoso au- tônomo). - Está presente na íris, no músculo ciliar do cristalino, nos músculos piloeretores e no canal defe- rente. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 9 9 Músculo liso unitário: É o tipo mais comum e ocorre no útero, no trato gastrointestinal, no ureter, na be- xiga e em muitos vasos sanguíneos. - Centenas a milhares de fibras musculares lisas con- traem simultaneamente, como uma só unidade, devido as fibras dispostas em feixes e suas membranas aderi- das entre si em múltiplos pontos. ∟ Gap junctions permitem a propagação de potenciais de ação entre as células e a troca de íons. • Contração do músculo liso: Inicia-se com a sinaliza- ção de Ca2+ – Ca2+ proveniente do LEC e do RS. (observe a imagem abaixo para compreender a contração e o relaxamento do musculo liso). Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 10 10 Músculo liso NÃO tem troponina Sinal de Ca2+ inicia uma cascata que termina com a fosforila- ção da miosina. - Depende da calmodulina (proteína ligante encontrada no citosol – Possui capacidade para 4Ca2+) – Estimula a cinase da cabeça leve da miosina (MLCK), desencadeando na ativação da cinase que ↑Atividade da ATPase da miosina Leva a força muscular. • Relaxamento do músculo liso: Ocorre com a retirada do Ca2+ do citosol pela bomba SERCA para o RS e pelo antiporte Na+/Ca2+ e outra bomba de cálcio para o LEC. Retirada de Ca2+ leva a inativação da cinase Desencadeia na ativação da fosfatase da miosina Desfosforilação da cadeia leve da miosina ↓Força (*). (*) Curiosamente, a desfosforilação da miosina não resulta automaticamente no relaxamento. Ela pode permanecer ligada à actina por um período denominado “estado de tranca (ou trava)” Mantém a tensão da fibra muscular SEM consumir ATP. Capacidade do músculo liso de sustentar a contração sem entrar em fadiga. • Inervação do músculo liso se dá pela varicosidade do neurônio autônomo (conforme a imagem ao lado). Liberação de N.T no músculo liso leva à propagação do potencial de ação. Ancoragem dos músculos lisos pelos corpos densos leva a contração conjunta dos músculos. Músculo Liso do Gastrointestinal • Músculo liso do gastrointestinal funciona como um sincício – É do tipo unitário. Feixes musculares (longitudinais e circulares) possuem fibras musculares que se conectam eletri- camente através de junções comunicantes. Possibilita a rápida transmissão de sinais elétricos. • Músculo liso do trato gastrointestinal é excitado por ativi- dade elétrica intrínseca, contínua e lenta, nas membranas das fibras musculares. Atividade elétrica dividida em ondas lentas e potenciais em ponta (conforme a imagem ao lado). • Ondas lentas: São variações lentas e ondulantes do potencial de repouso da membrana. Intensidade varia entre 5 a 15mV e a frequência varia nas diferentes partes do TGI. Células intersticiais de Cajal: Atuam como marca-passos elétricos das células do músculo liso e formam as ondas lentas (também chamadas de ritmo elétrico básico – REB). - Passam por mudanças cíclicas devido a canais iônicos específicos que, periodicamente, se abrem, permitindo correntes de influxo (marca-passo) que, assim, pode gerar atividade de onda lenta. Dependem de sinalização para aumentar a força de contração do músculo liso. - Ondas lentas não estão associadas à entrada de Ca2+ na fibra do músculo liso (somente Na+). Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 11 11 * Importante: Ondas lentas não são potenciais de ação! • Potenciais em ponta: São os verdadeiros potenciais de ação – Geram contrações. Ocorrem automaticamente quando atingem o limiar para a contração. Quanto maior o potencial da onda lenta, maior a frequência dos potenciais em ponta. - Ultrapassa o limiar elétrico (conforme a imagem abaixo). Durante os potenciais em ponta ocorre entrada significativa de Ca2+ Contração muscular. • Além das ondas lentas e dos potenciais em ponta, o nível basal de voltagem do potencial de re- pouso da membrana do músculo liso também pode variar. Despolarização da membrana: Fibras musculares ficam mais excitáveis – Potencial fica menos negativo. Hiperpolarização da membrana: Fibras musculares ficam menos excitáveis – Potencial fica mais negativo. Mecanismos Reguladores do Trato Gastrointestinal • As funções do trato gastrointestinal são reguladas e coordenadas pelos hormônios, agonistas pa- rácrinos e neurônios. • A regulação é classificada como endócrina, parácrina e neurócrina (conforme a imagem abaixo). Grande parte da regulação hormonal e neural das funções gastrointestinais é intrínseca do TGI. - Regulação intrínseca: Células que regulam e as células que respondem a regulação encontram-se no trato gastrointestinal. - Regulação extrínseca: Mediada pelas células endócrinas que estão localizadas fora do TGI e pelos neurônios cujos corpos celularesestão localizados no SNC ou nos gânglios simpáticos pré-vertebrais e paravertebrais. * Importante: Esses mecanismos permitem um controle sutil e preciso das funções gastrointestinais (observe na tabela a seguir os principais hormônios peptídicos gastrointestinais) Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 12 12 Regulação Endócrina • Hormônios: Produzidos pelas células endócrinas e liberados na corrente sanguínea para atingir as células-alvo via circulação. • Processo por meio do qual a célula sensora do TGI, a célula enteroendócrina, responde a um estí- mulo secretando um peptídeo ou hormônio regulador que viaja pela corrente sanguínea até célu- las-alvo situadas em um local distante de onde ocorreu a secreção. As células enteroendócrinas estão repletas de grânulos de secreção, cujos produtos são secreta- dos pelas células em resposta a estímulos químicos e mecânicos que atingem a parede do TGI. - Também podem ser estimuladas por impulsos neurais ou por outros fatores não associados à re- feição. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 13 13 Gastrina • Liberada por células endócrinas localizadas na parede da parte distal do estômago. • Contém 17 aminoácidos (“gastrina pequena”) – É a forma secretada em resposta a uma refeição. Toda a atividade biológica da gastrina reside nos quatro aminoácidos C-terminais. • “Gastrina grande” contém 34 aminoácidos, embora não seja um dímero da gastrina pequena. • Ações da gastrina: a) Aumenta a secreção de H+ pelas células parietais gástricas; b) Estimula o crescimento da mucosa gástrica por meio da estimulação da síntese de RNA e de no- vas proteínas; Os pacientes com tumores secretores de gastrina apresentam hipertrofia e hiperplasia da mu- cosa gástrica. • Estímulos para a secreção de gastrina: Secretada pelas células G do antro gástrico em resposta a uma refeição – É secretada em resposta aos seguintes estímulos: a) Pequenos peptídeos e aminoácidos no lúmen do estômago – Os estímulos mais potentes para secreção de gastrina são a fenilalanina e o triptofano; b) Distensão do estômago; c) Estimulação vagal, mediada pelo peptídeo liberador de gastrina (GRP, do inglês gastrin-releasing peptide); A atropina (fármaco inibidor de acetilcolina) não bloqueia a secreção de gastrina mediada pelo vago, visto que o mediador do efeito vagal é o GRP, e não a acetilcolina (ACh). • Inibição da secreção de gastrina: H+ no lúmen estomacal inibe a liberação de gastrina – Esse con- trole por retroalimentação negativa assegura a inibição da secreção de gastrina se o conteúdo gás- trico for suficientemente acidificado. Somatostatina também inibe a liberação de gastrina. • Síndrome de Zollinger-Ellison (gastrinoma): Ocorre quando a gastrina é secretada por tumores do pâncreas que não sejam das células β. Colecistoquinina (CCK) • Colecistoquinina contém 33 aminoácidos. É homóloga a gastrina – Os cinco aminoácidos C-terminais são os mesmos na CCK e na gastrina. A atividade biológica da CCK reside no heptapeptídio C-terminal. - O heptapeptídio contém a sequência homóloga à gastrina e tem atividade de gastrina, bem como de CCK. • Ações da CCK: a) Estimula a contração da vesícula biliar e, simultaneamente, causa relaxamento do esfíncter de Oddi para a secreção de bile; b) Estimula a secreção das enzimas pancreáticas; c) Potencializa a estimulação da secreção pancreática de HCO3- induzida pela secretina; d) Estimula o crescimento do pâncreas exócrino; Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 14 14 e) Inibe o esvaziamento gástrico. Refeições com gordura estimulam a secreção de CCK, o que retarda o esvaziamento gástrico, proporcionando mais tempo para a digestão e a absorção intestinais. • Estímulos para a liberação de CCK: Liberada pelas células I da mucosa duodenal e jejunal por: a) Pequenos peptídios e aminoácidos; b) Ácidos graxos e monoglicerídios; Os triglicerídios não estimulam a liberação de CCK porque não conseguem atravessar as mem- branas celulares intestinais. Secretina • Secretina contém 27 aminoácidos. É homóloga ao glucagon; 14 dos 27 aminoácidos da secretina são os mesmos do glucagon. - Todos os aminoácidos são necessários para a atividade biológica. • Ações da secretina: São coordenadas para reduzir a quantidade de H+ no lúmen do intestino del- gado. a) Estimula a secreção pancreática do HCO3- e aumenta o crescimento do pâncreas exócrino. O HCO3- pancreático neutraliza o H+ no lúmen intestinal; b) Estimula a secreção de HCO3- e de H2O pelo fígado e aumenta a produção de bile; c) Inibe a secreção de H+ pelas células parietais gástricas. • Estímulos para a liberação de secretina: Liberada pelas células S do duodeno em resposta à pre- sença de: a) H+ no lúmen do duodeno; b) Ácidos graxos no lúmen do duodeno. Peptídeo Inibidor Gástrico (GIP) • Peptídeo inibidor gástrico (GIP), também conhecido como peptídeo insulinotrópico dependente de glicose – Contém 42 aminoácidos. É homólogo à secretina e ao glucagon. • Ações do GIP: a) Estimula a liberação de insulina. Na presença de uma carga de glicose oral, o GIP causa a liberação de insulina do pâncreas. - Glicose oral é mais efetiva do que a glicose intravenosa para induzir a liberação de insulina e, por- tanto, a utilização da glicose. b) Inibe a secreção de H+ pelas células parietais gástricas. • Estímulos para a liberação de GIP: Liberado pelas células K do duodeno e pelo jejuno. O GIP é o único hormônio GI liberado em resposta aos lipídios, proteínas e carboidratos. Secreção do GIP é estimulada por ácidos graxos, aminoácidos e pela administração oral de gli- cose. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 15 15 Motilina • Motilina é secretado pelas células M do duodeno e jejuno. Aumenta a motilidade do sistema GI e está envolvida com o complexo motor migratório (CMM). Polipeptídeo Pancreático • Polipeptídeo pancreático é secretado pelas células PP do pâncreas endócrino. Inibe as secreções pancreáticas; GLP-1 liga-se às células β pancreáticas e estimula a secreção de insulina; - Substâncias análogas ao GLP-1 podem ser úteis no tratamento de diabetes melito tipo 2. Regulação Parácrina • Substâncias parácrinas regulam as funções secretórias e motoras do TGI. • As principais substâncias parácrinas gastrointestinais são a somatostatina e a histamina. • Existem outros mediadores parácrinos na parede do intestino, entre eles prostaglandinas, a ade- nosina e o óxido nítrico (NO). Funções não são bem-conhecidas, porém produzem alterações no TGI. * Importante: Agonistas parácrinos são liberados pelas célu- las do sistema imune gastrointestinal (denominado GALT – Gut associated lymphoid tissue) – Representado por agrega- dos de tecido linfoide (p.e., placas de Peyer) e uma popula- ção difusa de células imunológicas que liberam histamina, prostaglandinas, citocininas, imunoglobulinas etc. ∟ Observe na imagem ao lado a lâmina própria com GALT. Secreta anticorpos em resposta a antígenos alimentares específicos e monta uma defesa imunológica contra muitos microrganismos patogênicos. Há liberação de mediadores inflamatórios que se difundem para as células secretórias e muscu- lares lisas do trato gastrointestinal. Somatostatina • É secretada por células G em todo o sistema GI, em resposta à presença de H+ no lúmen. Sua secreção é inibida pela estimulação vagal Inibe a liberação de todos os hormônios GI; Inibe a secreção gástrica de H+. Também age como parácrino sobre as ilhotas pancreáticas. - Inibe a secreção de insulina e glucagon. De modo geral, a somatostatina inibe a liberação de todos os hormônios peptídicos. Histamina • É secretada por mastócitos da mucosa gástrica. Aumenta a secreção gástrica de H+ diretamente e ao potencializar os efeitos da gastrina e da es- timulação vagal. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 16 16 Regulação Neural • Possui dois tipos de inervação: Sistema nervoso extrínseco (sistema nervoso autônomo – paras- simpático e simpático) e intrínseco (sistema nervoso entérico – SNE). Na maioria dos casos, os nervos autonômicos influenciam nas funções do TGI modulando as ati- vidades dos neurônios do sistema nervoso entérico (observe a imagem abaixo). • Libera diversos neurotransmissores e neuromoduladores do TGI (Observe a tabela abaixo). Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 17 17 Sistema Nervoso Extrínseco • Inervação parassimpática: Composta pelos nervos vago e pélvicos (conforme a imagem ao lado). Estimulação parassimpática aumenta a atividade do sistema nervoso entérico (SNE). - Geralmente estimula as atividades motoras e secretó- rias do TGI. Nervo vago (NC X): Inervação do esôfago, estômago, vesícula biliar, pâncreas, primeira parte do intestino, ceco e a parte proximal do cólon. Nervos pélvicos: Inervação da parte distal do cólon e da região anorretal. - Lesão do nervo leva a perda do reflexo de defecação. Parassimpático não inerva diretamente os neurônios efetores na parede do intestino – Transmissão nervosa parassimpática ocorre SEMPRE por meio de neurônio do SNE (conforme a imagem da página anterior). * Importante: Fibras parassimpáticas são pré-ganglionares e predominantemente colinérgicas. • Inervação simpática: Composta por corpos celulares situados na medula espinhal e fibras nervosas que ter- minam nos gânglios pré-vertebrais (gânglios celíaco, mesentérico superior e inferior) (imagem ao lado). Fibras acompanham os principais vasos sanguíneos e seus ramos. Estimulação simpática, em geral, inibe a atividade motora e secretória do TGI. *Importante: Diferentemente do parassimpático, o simpático possui fibras que inervam diretamente os vasos sanguíneos do trato digestório – Atua como regulador do tônus dos vasos (constrição/dilatação). • Inervação extrínseca tem influência sobre as funções motoras e secretórias do TGI. • Simpático e parassimpático também possuem vias aferentes (em direção ao SNC). SNC recebe informações sobre o conteúdo luminal (acidez, concentração de nutrientes, osmola- ridade, grau de estiramento/contração do músculo liso). Transmissão de estímulos dolorosos ao SNC. * Importante: Neurotransmissores liberados pelas terminações nervosas do SNC e SNE. ∟ Acetilcolina, polipeptídeo intestinal vasoativo (VIP), substância P, óxido nítrico (NO), colecisto- quinina (CCK), 5-hidroxitriptamina (serotonina), somatostatina. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 18 18 Inervação Neural Intrínseca • Sistema nervoso entérico (SNE): Sistema nervoso próprio do TGI localizado inteiramente na pa- rede intestinal – Começando no esôfago e se estendendo até o ânus. Possui cerca de 100 milhões de neurônios e é formado, basicamente, por dois plexos – Plexo mioentérico (ou de Auerbach) e plexo submucoso (ou de Meissner) (conforme a imagem abaixo). - São redes de fibras nervosas e corpos celulares ganglionares. - Os interneurônios nos plexos conectam as fibras sensoriais aferentes com os neurônios eferentes para as células musculares lisas e as células secretórias – Formam arcos reflexos que estão comple- tamente localizados dentro da parede do TGI. ∟Plexos mioentérico e submucoso podem coordenar a atividade na ausência de uma inervação ex- trínseca do TGI – SNE possui relativa autonomia em relação ao SNA. Grande parte da regulação das atividades gastrointestinais pode ser efetuada pelo SNE, indepen- dentemente do estímulo simpático ou parassimpático. a) Plexo mioentérico (ou plexo de Auerbach): Plexo externo localizado entre as camadas muscula- res longitudinal e circular. - Controla quase todos os movimentos gastrointestinais, ou seja, a motilidade. b) Plexo submucoso (ou plexo de Meissner): Plexo interno localizado na submucosa. - Controla, basicamente, a secreção gastrointestinal e o fluxo sanguíneo local. • Fibras extrínsecas simpáticas e parassimpáticas se conectam com o plexo mioentérico e com o submucoso (conforme a imagem ao lado) Estimulação do SNA pode intensificar ou inibir as funções gastrointestinais. • Terminações nervosas sensoriais que se originam no epitélio gastrointestinal ou na parede intestinal enviam fibras afe- rentes para os dois plexos do SNE. Podem provocar reflexos locais (na própria parede intestinal) e, ainda, outros reflexos que são transmitidos ao intes- tino pelos gânglios pré-vertebrais e das regiões basais do cérebro. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 19 19 Substâncias Neuromoduladoras • A maior parte dos neurotransmissores e substâncias neuromoduladoras que funcionam no sis- tema nervoso central também funciona no trato gastrointestinal. • Função dos neurônios entéricos: a) Neurônios mioentéricos: Maioria dos neurônios nos gânglios mioentéricos são neurônios moto- res – Incluem tanto os neurônios excitatórios quanto os inibitórios. ∟ Esses neurônios emitem projeções para as células musculares lisas da muscular externa. Neurônios motores excitatórios: Liberam acetilcolina (ACh) e substância P. - Promovem a contração do músculo liso. Neurônios motores inibitórios: Liberam polipeptídeo intestinal vasoativo (VIP) e óxido nítrico. - Inibem a contração, ou seja, promovem o relaxamento do músculo liso. * Importante¹: Existe uma interação positiva entre o VIP e o NO. - NO produzido nos terminais nervosos promove a liberação de VIP; - VIP liga-se a receptores nas células dos músculos lisos que são acoplados a NOs (NO sintase); ∟ NO produzido pelas células do músculo liso promove mais liberação de VIP. * Importante²: ATP também é um transmissor inibitório em alguns locais. b) Neurônios submucosos: Maioria dos neurônios nos gânglios submucosos regula a secreção glan- dular, endócrina e das células epiteliais. Neurônios estimuladores da secreção e da motilidade: Liberam acetilcolina (ACh) e VIP nas cé- lulas glandulares ou células epiteliais. Também possuem neurônios sensoriais – Há liberação de serotonina (5-HT), pelas células ente- rocromafins (EC), em resposta a estímulos mecânicos ou químicos, que estimula os neurônios sen- soriais. c) Reflexos intrínsecos: Todos os componentes de um reflexo intrínseco estão localizados na pa- rede do trato gastrointestinal – Controlam as atividades motoras e secretoras de cada segmento. Um reflexo intrínseco bem caracterizado é mostrado na imagem abaixo – A estimulação mecâ- nica ou química localizada na mucosa intestinal desencadeia contrações acima (oral) e relaxamento abaixo (anal) do ponto de estimulação. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 20 20 Sistema Estomatognático• Sistema Estomatognático: Compreende uma região anatomo funcional que engloba estruturas da cabeça, face e pescoço e que compreende estruturas ósseas, dentárias, musculares, glandulares, nervosas e articulares, envolvidas com a função da cavidade oral. Composto por sucção, mastigação, deglutição, respiração e fonação. Compõe o sistema digestório. * Importante: Mastigação sem a adição de enzimas digestivas não compõe o sistema digestório! Sucção • É uma função estomatognática inata do ser humano e de extrema importância para o seu desen- volvimento – Exerce papel fundamental no suprimento das necessidades nutricionais do bebê nos primeiros meses de vida. • Sucção em neonatos até ±4º mês de vida é um reflexo de alimentação, rítmico e simples, sob con- trole de medula e ponte – Após esse período torna-se uma ação voluntária. Sucção se dá na inspiração, por intermédio do tórax, no intervalo compreendido entre cada duas respirações. Envolve e colabora no desenvolvimento de vários grupos musculares e parte óssea da região oral, favorecendo o equilíbrio entre essas estruturas. Durante a execução da sucção, o bucinador é o músculo que apresenta maior atividade elétrica. Mastigação • Apesar da mastigação ser algumas vezes um comportamento voluntário, ela é mais frequente- mente um comportamento reflexo. • Funções da mastigação: Triturar mecanicamente, lubrificar o alimento e misturá-lo. Diminui o tamanho das partículas – Facilita a deglutição. • Possui atuação dos músculos da mastigação, dos dentes e da secreção salivar para desempenhar as funções mastigatórias. • Mastigação é um ato voluntário e involuntário (reflexo). Mediada pelos músculos mastigatórios (masseter, pterigoideos lateral e medial, e o temporal). - São músculos inervados pelo NC V3 (nervo mandibular – terceiro ramo do nervo trigêmeo); - Realizam abertura, fechamento e oclusão (ato de “apertar” quando a boca já está fechada). Mastigação inicia-se como um processo aparentemente voluntário determinado pelo córtex ce- rebral. Sistema Trigeminal: Responsável pela mecanocepção, termocepção e nocicepção. Aferências somestésicas atuam sobre a mucosa oral, ⅔ anteriores da língua, parte da dura- máter, periodonto, polpa dentária e gengiva circundante. Núcleos do Trigêmeo Principal: Mecanorreceptores da face e da cavidade oral (tato e pressão); Espinhal: Sensibilidade térmica e dolorosa (ipsilateral ao estímulo); Mesencefálico: Propriocepção (único proprioceptivo) Reflexo da mastigação; Motor: Reflexo da mastigação. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 21 21 Alimento na cavidade oral leva ao fechamento inconsciente/reflexo da boca Há mecanorre- ceptores localizados na língua, lábios, mucosa palatina e gengival. - Porção anterior da boca contém maior densidade desses receptores – Diferenciam com elevado grau de precisão o que está na boca (tamanho, textura, forma) – Essa capacidade de precisão é cha- mada de estereognosia bucal. Reflexo mastigatório: Fechamento da boca estimula os mecanorreceptores e desencadeia em um aumento de tensão no músculo (detectado pelo órgão tendinoso de Golgi), resultando no esti- ramento do músculo (detectado pelo reflexo miotático), levando à inibição do músculo antagônico e a ativação do músculo protagonista, levando à abertura da boca – Contrário também é válido. * Na imagem abaixo temos o reflexo de abertura bucal provocado por estimulação do mecanorre- ceptores mucosos, periodontais e articulares. * Na imagem abaixo temos o reflexo de fechamento bucal provocado pela distensão da muscula- tura da mandíbula: a Receptor ânulo-espiral, que produz reflexo miotático e movimentação da mandíbula (ascenso). b Órgão de Golgi. Nesta fase não há excitação dos pressorreceptores muco- sos e periodontais, nem dos articulares. Reflexo de estiramento ou miotático: Fuso muscular detecta o estiramento em um determi- nado músculo, ativando-o, e inibe o músculo antagônico. Reflexo miotático invertido (órgão tendinoso de Golgi): Detecta a tensão muscular de um de- terminado músculo, inibindo-o, e ativa o músculo antagônico. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 22 22 Dentes • Os dentes são órgãos acessórios da digestão, localizados nos alvéolos dos processos alveolares da mandíbula e da maxila. • Os dentes cortam, dilaceram e pulverizam o alimento. Alimentos sólidos são reduzidos a partículas menores para facilitar a deglutição. Dentes e principais funções: a) Dentes incisivos: Cortam c) Dentes pré-molares: Trituram b) Dentes caninos: Laceram d) Dentes molares: Moem • São divididos na boca em quatro quadrantes com 8 dentes em cada (Imagem ao lado). Quadrante 1: Superior direito Quadrante 2: Superior esquerdo Quadrante 3: Inferior esquerdo Quadrante 4: Inferior direito • Estrutura do dente (Conforme a imagem ao lado). Esmalte: Responsável pela proteção do dente. - Protege contra o desgaste da mastigação e contra áci- dos que, facilmente, dissolvem a dentina. Dentina: Formada por canalículos preenchidos com líquido – Ligam o esmalte a região pulpar. - Dentina, em condições normais, não está exposta. Câmara pulpar: Região onde estão os vasos e nervos. - Vasos sanguíneos conduzem nutrientes, os vasos linfá- ticos oferecem proteção e os nervos produzem sensibili- dade do dente. ∟ Tratamento de canal: Desnervação e desvasculariza- ção da câmara pulpar. * Importante: Teoria hidrodinâmica da dor – Compressão e descompressão do líquido da dentina são detectados por nociceptores na câmara pulpar Dor. • Inervação dentária: Inervados por porções das divisões maxilar e mandibular do nervo trigêmeo. Inervação com fibras do tipo C, Aδ e Aβ; Esmalte e dentina são desprovidos de inervação. * Importante: Sistema trigeminal é responsável pela mecanocepção, termocepção e nocicepção. Aferências somestésicas atuam sobre o periodonto, polpa dentária e gengiva circundante. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 23 23 Secreção Salivar • A secreção salivar difere das outras secreções do TGI pelas seguintes características: Adulto pode produzir em torno de 1000 a 1500ml de saliva por dia; - Velocidade máxima de produção: 1ml/min/g – Glândulas produzem o seu próprio peso em saliva; Glândulas salivares possuem elevado metabolismo e elevado fluxo sanguíneo. - Proporcionais a velocidade de formação de saliva; - Em secreção máxima, se comparado a atividade de um músculo esquelético em contração ativa (com mesma massa que a glândula salivar), o fluxo sanguíneo das glândulas é 10x maior. Secreção salivar é regulada, principalmente, pelo sistema nervoso autônomo. - Estímulo parassimpático aumenta o fluxo sanguíneo (dilata a vasculatura das glândulas). ∟ Ação da acetilcolina (ACh) e do peptídeo intestinal vasoativo (VIP). Saliva é levemente alcalina (caso ocorra refluxo gástrico (HCl), pode prevenir lesões no esôfago); Saliva final é hipotônica em relação ao plasma. • Principais funções da secreção salivar: a) Lubrificação: Através das mucinas e H2O. Atua na gustação e auxilia na deglutição e fonação. b) Digestão: Através da amilase salivar e da lipase lingual. Secreção de amilase e lipases em pequena quantidade. c) Proteção: Através das imunoglobulinas (anticorpos – defesa imunológica), lisozimas (hidrolisa as membranas externas bacterianas) e lactoferrinas (sequestra ferro – inibe o crescimento de bacté- rias que necessitam dessa substância). - pH básico da saliva ajuda a prevenir as cáries dentárias. d) Tampão: Resulta do pH alcalino da saliva promovido pelo HCO3- Protege a mucosa oral contra alimentos ácidos e os dentes contra produtos ácidos da fermenta- ção bacteriana dos resíduos alimentares alojados entre os dentes. e) Gustação: Saliva permite que a substância seja identificada pelo quimiorreceptor gustativo. f) Formação e maturação dos dentes: Saliva possui solutos inorgânicos como Ca2+ e Pi • Promovida pela glândula submandibular, glândula sublingual e parótida (imagem abaixo). Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 24 24 Parótida (exclusivamente serosa), glândula sublingual (serosa e mucosa) e glândula submandi- bular (serosa e mucosa, porém com predomínio seroso) – Conforme os cortes histológicos abaixo. • Estrutura das glândulas salivares (observe a imagem abaixo – esquerda – glândula salivar mista). a) Células acinares serosas: Localizadas nas partes terminais serosas (ácinos). Possuem grânulos de zimogênio apicais que contêm amilase salivar (imagem abaixo – direita). b) Células acinares mucosas: Secretam mucinas (glicoproteínas) na saliva. Ácinos drenam para um sistema de ductos intercalares e intralobulares (estriados), que drenam para ductos interlobulares e, finalmente, drenam para o interior da cavidade oral. Miofibroblastos (células contráteis) contribuem para a força hidrostática Expele saliva da glândula – Possibilita o aumento da taxa secreção salivar. Produção de saliva por uma glândula salivar começa nas extremidades terminais secretoras. - Formam um líquido denominado secreção primária. Ácinos serosos Secretam constituintes proteicos Ácinos mucosos Secretam muco e água Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 25 25 • Composição iônica da saliva: A saliva é sempre hipotônica em relação ao plasma (mesmo em diferentes fluxos). - Concentrações salivares de Na+ e Cl- são menores do que aquelas do plasma (gráfico abaixo). Depende do estímulo e da intensidade do fluxo salivar: a) Fluxo elevado = Reduz as trocas - Reduz o tempo da saliva no ducto – Trocas ocorrem com menos efetividade. - Alteração da composição iônica aproxima a composição salivar próxima à do plasma, porém ainda permanece hipotônica em relação a ele – 70% da osmolaridade plasmática com fluxo máximo. b) Fluxo reduzido = Trocas elevadas - Aumento do tempo da saliva no ducto. - Saliva mais hipotônica em relação ao plasma. - Elevados níveis de K+ na saliva. • Secreção primária: Produzida pelas células acinares nas partes secretórias finais (ácinos). Secreção praticamente isotônica e concentração de íons principais são similares ao plasma. - Também há secreção de amilase – Taxa de secreção depende do nível e o tipo de estimulação. Secreção é, predominantemente, sinalizada pelo Ca2+ que abre os canais de Cl- nos canais da membrana apical das células acinares. ∟ Cl- flui para o lúmen e estabelece o gradiente osmótico e elétrico Contribui para o transporte paracelular, pelas junções celulares, de H2O e Na+ (epitélio acinar é relativamente permeável). ∟Também pode haver transporte transcelular de H2O Canais AQP. • Secreção secundária: Modifica a saliva quando ela passa pelas células do ducto excretório e pelas células do ducto estriado – Modifica o conteúdo iônico, porém não acrescentam volume à saliva. Células do ducto reabsorvem Na+ e Cl- e secretam K+ e HCO3- no lúmen. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 26 26 AC • Mecanismo na célula acinar (conforme a figura ao lado). Membrana basolateral: Bomba Na+/K+ (estabelece o gradi- ente de Na+) e simporte Na+/K+/2Cl- - Bomba Na+/K+ impulsiona a entrada de Na+ pelo simporte Na+/K+/2Cl- para dentro da célula. Membrana apical: Cl- e HCO3- que estão na célula saem, atra- vés de canais iônicos, para o lúmen do ácino. Secreção de ânions estabelece um gradiente elétrico, permi- tindo, assim, a entrada de Na+ e, consequentemente, H2O atra- vés das junções celulares, pela via paracelular. * Importante: Secreção de fluido para célula acinar é fortemente aumentada em resposta a elevações na [Ca2+] intracelular – Re- sultado da atividade dos receptores muscarínicos (estímulo pa- rassimpático) para acetilcolina (ACh). • Mecanismo nas células ductulares (Figura ao lado) Membrana basolateral: Bomba Na+/K+ estabelece o gradiente de Na+ e de K+ – Responsável pela maioria dos outros processos de transporte iônico da célula. Membrana apical: Antiporte Na+/H+, antiporte Cl-/HCO3- e anti- porte H+/K+. - Absorção de Cl- e Na+ do lúmen em troca de H+ e HCO3- - H+ é reciclado para transferir K+ ao lúmen do ducto. - Secreção de HCO3- sem um H+ acompanhante faz com que o pH da saliva seja >7 (alcalina) quando ela entra na boca. ∟ Importante para restringir a ação bacteriana. Epitélio do ducto possui baixa permeabilidade passiva, isto é, água não consegue atravessar rapidamente as junções oclusivas com taxas moderadas de secreção salivar, fazendo com que não seja possível acompanhar a reab- sorção de Cl- e Na+ Saliva hipotônica! * Importante lembrar: CO2 produzido pelo metabolismo da célula é associado à água e a anidrase carbônica H2O + CO2 ↔ <H2CO3> ↔ H+ + HCO3- * Importante: Controle fisiológico primário das glândulas salivares se faz pelo sistema nervoso pa- rassimpático Interrupção do parassimpático prejudica a secreção salivar e leva a atrofia das glândulas salivares! Interrupção dos nervos simpáticos não perturba a função salivar. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 27 27 Regulação Neural • Glândulas salivares são as únicas do sistema gastrointestinal a serem moduladas, exclusivamente, por vias neurócrinas e pelo SNA. Parassimpático (nervo facial – NCVII, e nervo glossofaríngeo NC IX): Inicia a secreção salivar e pode sustentar altas taxas de secreção (conforme a imagem abaixo). - Aumenta a síntese e a secreção de amilase salivar e de mucina. - Estímulo parassimpático modulado pela acetilcolina (ACh) – Atua nos receptores muscarínicos. ∟ Agentes anticolinérgicos (p. ex., atropina) inibem a produção de saliva Ressecamento da boca. - Atua nas células acinares e nas células dos ductos das glândulas. - Também atua nos vasos sanguíneos (dilatação) Supre as necessidades de líquidos e substâncias metabólicas. Mantém a alta taxa de secreção. - Reflexos condicionados, como olfato e paladar, e reflexos de aumento de pressão na cavidade oral Estimulam o parassimpático. - Fadiga, sono, medo e desidratação Supri- mem o parassimpático. Simpático (gânglio cervical superior): Não são capazes de, independentemente, iniciar e susten- tar a secreção (conforme a imagem ao lado). - Potencializa os efeitos da regulação parassimpática por meio da liberação de noradrenalina (NAdr) – Atua nos receptores β-adrenérgicos. - Atua nos vasos sanguíneos (vasoconstrição) e na contração das células mioepiteliais Diminui astrocas de líquidos e substâncias metabólicas – Reduz irrigação Diminui a taxa de secreção. ∟ Razão pela qual não mantém a secreção! * Importante: Tanto a estimulação simpática quanto a parassimpática causam contração das célu- las mioepiteliais que rodeiam os ácinos Esvaziamento dos conteúdos acinares ↑Fluxo. • Transdução do sinal: NAdr atua nos receptores β-adrenérgicos - ATP AMPc Desencadeia estímulo para exocitose serosa – Maior secreção de enzi- mas digestivas (amilase). * Importante: VIP também eleva a [AMPc]. Acetilcolina (M3), Substância P, noradre- nalina (receptores α-adrenérgicos) - Estimula IP3 Promove ↑[Ca2+] intracelu- lar Secreção mucosa predominante. ∟ Menor quantidade de enzimas digestivas (amilase) e maior quantidade de líquido. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 28 28 LEI DO INTESTINO – “Contrai acima” e “relaxa abaixo” Contração no sentido oral – ACh e Substância P Relaxamento no sentido anal – VIP e NO Motilidade do Trato Gastrointestinal Deglutição • A deglutição pode ser iniciada voluntariamente mas, em seguida, ela está quase que inteiramente sob o controle reflexo. • Orofaringe possui o reflexo de deglutição – Possui receptores mecâ- nicos (mecanorreceptores) – Leva ao fechamento da epiglote. Receptores enviam aferências para o centro da deglutição. - Desencadeia a deglutição através de eferências para os músculos na faringe e no esôfago, bem como para os músculos respiratórios. Esse reflexo também inibe a respiração – Previne alimento na traqueia durante a deglutição. • Deglutição é dividida em três fases: Oral, faríngea e esofágica. * Curiosidade: Dificuldade em realizar intubação orotraqueal – Toque na orofaringe leva ao fecha- mento da epiglote e ao relaxamento do esfíncter esofágico superior Tubo segue pelo esôfago. - ⅓ superior do esôfago contém músculo esquelético – Possui inervação somática – ACh. - Uso de inibidores de acetilcolina (p.e. curare) Músculos esqueléticos ficam inativos (incluindo diafragma Pausa respiratória) – Solução: Hiperoxigenação antes da intubação. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 29 29 Fase Oral (ou Voluntária) • Deglutição é iniciada quando a ponta da língua separa uma porção da massa do alimento dentro da boca. • Língua pressiona o alimento contra o palato duro. Movimenta o bolo para cima e depois para trás da boca. Bolo é forçado para dentro da faringe – Estimula os recepto- res (mecanorreceptores) da orofaringe. - Reflexo da deglutição é iniciado. • Após o reflexo da deglutição, inicia-se a fase faríngea. Fase Faríngea • Envolve a seguinte sequência de eventos, que ocorrem em menos de 1 segundo: a) Palato mole é elevado para evitar que o alimento entre na cavidade nasal; b) Cordas vocais se aproximam e a laringe move-se para frente e para cima contra a epiglote. Evitam que o alimento penetre na traqueia e ajudam abrir o esfíncter esofágico superior; c) Esfíncter esofágico superior (EES) relaxa – Permite a entrada do alimento no esôfago. d) Início de uma onda peristáltica a partir do EES. * Importante: Durante a fase faríngea da deglutição a respiração é reflexamente inibida. Fase Esofágica • Controlada principalmente pelo centro da deglutição. • Passagem do bolo alimentar pelo EES causa uma ação reflexa de constrição do EES e relaxamento do EEI. • Peristalse primária começa logo abaixo do EES. Onda viaja entre 3 – 5cm/s e percorre todo o esôfago em menos de 10s. Caso seja insuficiente para esvaziar o esôfago dos alimen- tos, a distensão do esôfago desencadeia uma outra onda peris- táltica, a peristalse secundária. • Peristalse secundária começa acima do local de distensão e movimenta-se para baixo. * Observação: Gravidade também auxilia na deglutição, porém mesmo de ponta cabeça é possível deglutir devido as ações da peristalse esofágica. Motilidade Esofágica • Esôfago: Tubo muscular que transfere o alimento da boca até o estômago. Sob circunstâncias normais o alimento fica na região por apenas alguns segundos. Em repouso, o esôfago é uma estrutura relaxada, que está fechada em suas duas extremidades Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 30 30 por esfíncteres – Esfíncteres esofágicos superior (EES) e inferior (EEI). - Cooperam na deglutição e, também, impendem o refluxo de conteúdos gástricos. Movimento de materiais ao longo do esôfago é auxiliado pela gravidade, porém depende pre- dominantemente da peristalse. • Anatomia funcional da musculatura esofágica Camadas musculares: Esôfago é envolvido por duas camadas musculares. - Interna (circular – próxima ao lúmen) e externa (longitudinal). - Exclusividade do esôfago: Músculo estriado esquelético no ⅓ superior ∟ ⅓ médio composto por músculo liso e estriado ∟ ⅓ distal somente músculo liso (assim como o restante do trato gastrointestinal) Esôfago está situado no interior do tórax (baixa pressão) – Presença de esfíncteres é importante para impedir a entrada de ar e de conteúdos gástricos. * Importante: Faringe conecta o nariz e a boca ao esôfago e à traqueia – Separa o ar e o alimento quanto estes passam por essa região. • Inervação Função da faringe é controlada pelo SNC pelo centro da deglutição. - Faringe permite a coordenação da deglutição voluntária, além da respiração e fala. Esôfago: ⅓ superior controlado por nervos somáticos originados no núcleo retrofacial e núcleo ambíguo que inervam diretamente as fibras musculares estriadas Liberam acetilcolina (ACh) – atuam sob os receptores nicotínicos. Músculo liso: Inervado predominantemente pelo nervo vago (NC X). - Eferentes vagais fazem sinapse com neurônios mioentéricos (liberam ACh) e com o músculo liso (liberam ACh e substância P). - Aferentes vagais projetam-se até o bulbo no núcleo do trato solitário (Complexo dorsal do vago). ∟ Projetam-se para os neurônios motores do núcleo ambíguo – Controlam os componentes orais e faríngeos de deglutição. - Circuito neural importante na deglutição – Regiões mais distais se preparam para receber o alimento, como é o caso da abertura do esfíncter esofágico inferior. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 31 31 * Importante: Esôfago também é ricamente inervado por neurônios entéricos – Contribui tanto para a detecção da presença e da natureza dos conteúdos esofágicos como para a coordenação de reflexos locais que suplementam o controle central da deglutição e da peristalse esofágica. • Peristalse no esôfago: Deslocamento do bolo alimentar além do esfíncter superior esofágico. ⅓ superior: Contrai dentro de 1 – 2 segundos após a deglutição ⅓ médio: Contrai dentro de 3 – 5 segundos após a deglutição ⅓ inferior: Contrai dentro de 5 – 8 segundos após a deglutição • Peristalse do esôfago é estimulada por sua distensão. Mecanorreceptores de aferentes sensoriais comunicam-se com o complexo dorsal do vago. Ativação dos eferentes somáticos (que terminam diretamente no músculo esquelético do terço superior do esôfago) e vagais (nervos do SNE). - Nervos do SNE: Liberam ACh para induzir contração acima do bolo alimentar, ou óxido nítrico para induzir o relaxamento abaixo do bolo alimentar (Conforme a imagem abaixo). ∟ Sequência de contração/relaxamento promovem o movimento do bolo alimentar. Resposta desencadeada pela distensão. • Onda peristáltica primária: Resultado da deglutição do alimento. • Onda peristáltica secundária: Parte acima de onde o alimento parou no esôfago. Transferência de alimento da boca ao estômago independe da posição corporal Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 32 32 Resposta da peristalse secundária: Desencadeada pela distensão do esôfago e envolve tanto reflexos locais dentro do SNE como reflexos vagovagais (conforme a imagem abaixo). - Coordenada principalmente pelo SNE da parede do esôfago. - Pode ser desencadeada quando um nervo sensorial detecta a distensão ou a acidez luminal. - Interneurônios transmitem o sinal aos nervos excitatórios (acima do local de estimulação – Acetil- colina) e inibitórios (abaixo do local de estimulação – Óxido nítrico ou VIP). • Esfíncter esofágico inferior (EEI) Tônus basal do EEI (contraído): Necessário para proteger a porção inferior do esôfago dos efei- tos corrosivos dos conteúdos gástricos. - Tônus do EEI está sob controle neural – Nervos vagos e fibras simpáticas. ∟ Tônus também pode ser aumentado por agentes neuro-humorais liberados juntos com a inges- tão de uma refeição – Incluindo a acetilcolina (ACh) e a gastrina. Relaxamento: Mediado pelo nervo vago e pelo SNE, integrado à peristalse Liberação de óxido Nítrico (sob os nervos inibitórios) nos corpos celulares no plexo mioentérico. - VIP também pode contribuir para o relaxamento do EEI. - Ocorre durante a deglutição. * Importante: Regulação do EEI é feita por dois tipos de fibras vagais – Excitatórias e inibitórias. - Excitatórias (FVE): Fibras colinérgicas – Neurotransmissor ACh - Inibitórias (FVI): Fibras vipérgicas – Neurotransmissor NO ou VIP. Quando a onda peristáltica chega ao EEI, este relaxa por ação das FVI (disparam potenciais de ação com frequência aumentada). - Simultaneamente, as FVE encontram-se quiescentes (observe a imagem abaixo). Ocorrem alterações recíprocas quando o esfíncter retoma o seu tônus de repouso. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 33 33 * Curiosidade¹: Acalasia – Condição em que o EEI mantém-se contraído e o alimento acumula-se no esôfago – Pode ser tratada por dilatação pneumática, ou incisão da musculatura esofágica. * Curiosidade²: Algumas crianças (recém-nascidos) não possuem contração forte do esfíncter esofá- gico inferior – Pode acarretar em refluxo por diferença de pressão – Estômago fica mais cheio (↑P) do que o esôfago (↓P) – fazendo com que o alimento (p.e. leite) volte, passando pelo esfíncter esofágico superior, e entre pela faringe Pode levar a morte da criança. Solução: “Fazer arrotar” (↓P estômago) e elevar a cabeceira da cama (↑influência da gravidade). • Relaxamento receptivo: Relaxamento do fundo gástrico permite a acomodação do bolo alimentar no estômago sem elevar a pressão intragástrica (observe a imagem abaixo). Parte proximal do estômago relaxa ao mesmo tempo que o esfíncter esofágico inferior; Ocorre a cada deglutição; • Relação do diafragma com o esfíncter esofágico inferior e as demais estruturas do TGI (observe a imagem ao lado). Diafragma: Separa a cavidade torácica da abdominal. - Contração do diafragma comprime a cavidade abdominal – Au- menta a pressão abdominal. - Durante a inspiração, a contração do diafragma atua como um esfíncter externo junto ao EEI, isso contribui para que não haja refluxo gástrico devido a diferença de pressão (↑PAbd e ↓PTor). Aumento da pressão diafragmática é importante para o re- flexo de vômito e para a defecação – Manobra de valsalva. * Curiosidade: Crianças recém-nascidas inspiram “colocando a barriga pra fora” – Permite que o di- afragma contraia melhor sem aumentar muito a pressão abdominal. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 34 34 Motilidade Gástrica Anatomia Funcional do Estômago • Estômago: Saco muscular com função de armazenamento, mistura e trituração do alimento. Controla a taxa de distribuição de alimento para os seg- mentos mais distais do TGI. - Acomoda o volume de uma refeição sem permitir o refluxo dos conteúdos gástricos para o esôfago e sem força-los pre- maturamente em direção ao duodeno. - Distensão do estômago transmite informações aos segmen- tos subsequentes do trato gastrointestinal, além de também sinalizar a saciedade. Ritmo básico elétrico (REB) – “Marca-passo”: Localizado na porção proximal do estômago – Produz ondas peristálti- cas que aumentam de intensidade em direção à região antro-pilórica. - Responsável pela mistura do alimento com as secreções gástricas – Otimiza a digestão. • Estomago divide-se anatomicamente em cárdia, fundo, antro e piloro (imagem acima). • Regiões funcionais do estômago – Relacionadas à motilidade gástrica: a) Estômago proximal: Constituído por cárdia, fundo e porção proximal do corpo do estômago - Atuam como reservatório e movem os conteúdos gástricos ao estômago distal. ∟ Função de reservatório do estômago não é vital. - Contrações tônicas do estômago proximal são importantes para o esvaziamento gástrico. b) Estômago distal: Constituído pela porção distal do corpo e antro. - Atua para moer e pulverizar a refeição (diminuir em fragmentos muito pequenos). - Transforma o alimento em uma massa semi-sólida chamada quimo. c) Piloro: Esfíncter que controla a quantidade e o tamanho (até 2mm) das partículas de alimento que podem sair do estômago no estado alimentado. * Importante: Estômago realiza relaxamento receptivo (musculatura gástrica relaxa à medida que é estirada durante o enchimento – garante que a pressão no estômago não aumente significativa- mente quando seu volume expande), isso garante que a refeição não seja forçada de volta para o esôfago – Permite que o estômago acomode volumes tão grande quanto 1,5L sem um grande au- mento na pressão intragástrica. • Camadas musculares do estômago – Constituído por músculo liso. Músculo circular proeminente em todo o estômago. Músculo longitudinal: Mais proeminente no estômago distal Fibras musculares do estômago são, em sua maioria, contínuas com as do duodeno. Piloro: Região especializada de músculo circular – Barreira mecânica à saída de alimento - Barreira intensificada pela mucosa (pregueada e abundante). * Importante: Músculo circular do estômago está isolado eletricamente do intestino delgado – Pre- sença de septo de tecido conjuntivo na região do piloro. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 35 35 Contrações fásicas e tônicas: Mediação específica de motilidade em cada região do estômago. - Contração fásica: Músculos lisos contraem e relaxam em questão de segundos. ∟ Proeminente no estômago distal. - Contração tônica: Músculos lisos que possuem contração sustentada – Pode persistir por minutos. ∟ Proeminente no estômago proximal. Características da Motilidade Gástrica • Células intersticiais de Cajal (ICCs): Grupo especiali- zado de células na parede intestinal, que estão envolvi- das na transmissão da informação dos neurônios entéri- cos para as células musculares lisas. Células marca-passo: Possuem capacidade de gerar o ritmo elétrico básico (REB) – São ondas lentas. - Iniciam em um ponto do corpo ao longo da curvatura maior do estômago (conforme a imagem ao lado).∟ São conduzidas em direção ao piloro. - Refere-se às ondas de despolarizações rítmicas das cé- lulas musculares lisas do intestino. - Determina a frequência máxima das contrações e sua velocidade e direção de propagação. • Despolarização da onda lenta: Potenciais de ação são disparados durante o pico das ondas lentas (conforme a imagem abaixo). Fase de ascensão do potencial de ação: Fluxo de íons por canais lentos de Ca2+ e Na+ - Influxo de Ca2+ na célula auxilia no início da contração. Aumento da frequência dos potenciais de ação = Mais força de contração - Maior oscilação da onda lenta leva a maior entrada de Ca2+ Acetilcolina, gastrina e substância P: Aumentam a força de contração. - Aumentam a amplitude e a duração da fase platô da onda lenta gástrica. Noradrenalina, VIP e óxido nítrico: Reduzem a força de contração. * Importante: REB varia nos diferente segmentos do TGI - REB no estômago = 3 ciclos/min - REB no duodeno = 12 ciclos/min Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 36 36 (observe na imagem abaixo as variações elétricas em diferentes regiões do estômago) • Relaxamento receptivo: Resulta em uma queda da pressão gástrica imediatamente após a alimentação – Persiste até que todos os sólidos tenham sido removidos do estômago. Envolve estímulos vagais, reflexos vagovagais e reflexos intrínsecos (mediados no interior do estômago) (observe a imagem ao lado). - Reflexos intrínsecos e vagovagais detectados por mecanorreceptores. - Liberação de ACh pela via vagal atua pré-sinapticamente para liberar outros neurotransmissores (NO e VIP). ∟ Relaxamento dos músculos lisos gástricos. Feedback de regiões mais distais do TGI também atuam no tônus gástrico. - Distensão do duodeno ou do colo, aumento de lipídeos ou de proteínas no duodeno ou no íleo causam diminuição do tônus do fundo gástrico. ∟ O esvaziamento gástrico é retardado até que o duodeno seja capaz de processar nutrientes adicionais. ∟ Essa resposta envolve reflexos do SNE e da CCK (ligação aos receptores CCK-A expressos nos afe- rentes sensoriais vagais). Distensão gástrica também sinaliza os segmentos mais distais Prepara a chegada do alimento. - Reflexo gastrocólico: Pode induzir a necessidade de defecar logo após a ingestão de uma refeição. Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 37 37 • Mistura e trituração: Resulta das ondas de contração dentro do estômago. Início das ondas (região marca-passo): Força o conteúdo gástrico em direção à saída do estô- mago (piloro). Aumento da velocidade das ondas peristálticas Saída de pequenas partículas pelo piloro (par- tículas <2mm) e retorno forçado para trás (retropulsão) da maior parte da refeição. - Retropulsão atua na mistura dos conteúdos gástricos com o suco gástrico, além de também redu- zir mecanicamente o tamanho das partículas de alimento (observe nas imagens abaixo). (1) Contração circunferencial, A, em direção ao piloro, resultando em propulsão anterógrada e re- trógrada do material. (2) Quando a contração A diminui, uma segunda contração, B, mistura ainda mais os conteúdos. (3) Contração B é suficiente para causar o trânsito e a abertura parcial do piloro, permitindo que partículas com menos de 2mm deixem o estômago. Partículas maiores são propelidas de volta ao estômago para serem mais dispersadas pela contração. (4) Mais ciclos de contração contra o piloro fechado continuam a mistura e a trituração até que toda a refeição seja esvaziada do estômago. • Esvaziamento gástrico e o papel do piloro (observe a imagem abaixo). Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 38 38 Piloro separa o antro gástrico da primeira parte do duodeno. - Permite um esvaziamento cuidadosamente regulado dos conteúdos gástricos a uma velocidade constante com capacidade do duodeno processar o quimo. - Evita a regurgitação dos conteúdos duodenais de volta para o estômago. Quando o estômago está cheio o piloro permanece fechado por longos períodos. - Realiza aberturas intermitentes que permitem a passagem de pequenas partículas (<2mm). Piloro é regulado por vias vagais excitatórias e inibitórias, além de reflexos intrínsecos ascenden- tes e descendentes – Função regulada independentemente das contrações dos segmentos do tubo digestório. - Relaxamento do piloro: Fibras vagais inibitórias (promovidas pelo NO e VIP). - Constrição do piloro: Simpático, fibras vagais inibitórias (colinérgicas), gastrina, CCK, secretina, GIP – Reduzem a velocidade do esvaziamento gástrico. • Esvaziamento gástrico do líquido é maior que o de sólidos (observe o gráfico ao lado). Processo com sólidos não inicia imediatamente (tem aproxima- damente 1 hora de atraso) – Ocorre retropulsão e mistura. - Tempo de esvaziamento, em média, de 1 a 2 horas. Gorduras são os últimos nutrientes a serem esvaziados. - Carboidratos e soluções salinas isotônicas são esvaziadas mais rapidamente. - A osmolaridade também influi no esvaziamento. Substâncias que não foram digeridas no estômago, como ossos ou outros objetos estranhos, deixam o estômago apenas nos perí- odos interdigestivos, por ação do CMM. • Motilidade gástrica durante o JEJUM Complexo motor/mioelétrico migratório (CMM): Ocorre durante o jejum, entre períodos de di- gestão, com ciclos que duram em torno de 90 – 120 minutos. CMM está relacionado diretamente aos níveis plasmáticos de motilina. - Indiretamente, CMM é estimulada pela ACh, óxido nítrico e serotonina (5-HT) Danilo Fernando FISIOLOGIA GASTROINTESTINAL ATM 21/1 39 39 Pode ser visto como um evento único que ocorre a cada 90 – 100 min e dura em torno de 5 – 10 min. - Motilina é suprimida pela alimentação, logo, CMM cessa quando há ingestão de alimento! - O CMM também é reduzido durante o sono e é desacelerado pelo estresse. Constitui em três fases que iniciam no estômago: - Fase I: Caracterizada pela quiescência (repouso) – Sem potenciais de ponta, sem contrações. - Fase II : Aumento da atividade contrátil, porém as contrações são irregulares e falham em propelir os conteúdos luminais adequadamente. - Fase III: Contrações de 5 – 10 minutos que ocorrem intensamente, se dirigem do corpo do estômago ao piloro e deste ao duodeno. ∟ Abertura total do piloro durante as contrações. Exerce função de “faxina” Importante para manter a saúde gastrointestinal. - Não acumula materiais indigeríveis (chamamos de bozoares) – Esses materiais, na ausência do CMM, poderiam ocluir o lúmen, principalmente do estômago. • Regulação do esvaziamento gástrico é feito por mecanismos neurais e hormonais. Mucosa duodenal e mucosa jejunal contêm receptores que detectam a acidez, a pressão osmó- tica, certos produtos lipídicos e da digestão de lipídeos, peptídeos e aminoácidos (imagem abaixo). - Quimo que deixa o estômago geralmente é hipertônico, e torna-se mais hipertônico pela ação das enzimas digestivas do duodeno. ∟ Velocidade de esvaziamento é reduzido por alterações no lúmen duodenal – Hiperosmolaridade, pH abaixo de 3,5 e pela presença de aminoácidos e peptídeos. ∟ Presença de ácidos graxos e monoglicerídeos (produtos da digestão das gorduras) no duodeno também diminui dramaticamente a velocidade do esvaziamento gástrico. - Esses mecanismos resultam em:
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