Fisiologia gastrointestinal

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Fisiologia gastrointestinal
O que é o trato gastrointestinal?
	Consiste em um trato alimentar que se estende da boca ao ânus. É constituído, ainda, pelas glândulas acessórias.
Funções
- Absorção de nutrientes
- Excreção de resíduos
Estruturas
	Boca, faringe, esôfago, estômago (armazenamento do alimento), duodeno, jejuno e íleo (intestino delgado – digestão e absorção de nutrientes), cólon (armazenamento do alimento e reabsorção de água e íons), reto e ânus.
Fluxo sanguíneo
O sangue venoso do trato GI segue para a circulação porta, chegando no fígado.
Camadas do trato GI
1. Mucosa: camada mais interna, é composta pelo epitélio (superfície formada por vilosidades e criptas – zona proliferativa de células-tronco intestinais), lâmina própria (tecido conjuntivo frouxo rico em colágeno e elastina) e muscular da mucosa. As células do epitélio mantêm-se unidas pela presença de junções oclusivas.
- Células parietais: produz HCl
- Células enteroendócrinas: há dois tipos: tipo aberto (contato com o lúmen do trato GI) e tipo fechado (não está em contato com o lúem do trato GI – secretam histamina). Elas liberam aminas e peptídeos reguladores.
2. Submucosa: apresenta glândulas, vasos sanguíneos e linfáticos e plexo nervoso submucoso (plexo de Meissner).
3. Camada muscular: formada por duas camadas de células musculares lisas, uma longitudinal externa e outra circular interna. Entre elas, há o plexo mioentérico (plexo de Auerbach).
4. Serosa(adventícia): parte do mesentério que reveste a superfície da parede do abdome e suspende os órgãos, na cavidade abdominal.
Regulação endócrina
	É o processo no qual a célula enteroendócrina responde a um estímulo, secretando um peptídeo ou hormônio regulador, que irá atingir uma célula-alvo distante. Essas células, por sua vez, apresentam receptores específicos para responderem ao estímulo.
Gabriela Miranda de Paula
Odontologia 2017.2
Regulação parácrina
	É o processo em que um peptídeo regulador é secretado por uma célula secretora, se difunde pelo espaço intersticial e atinge uma célula-alvo próxima. Ex.: Histamina – secretada pelas células enteroendócrinas do tipo fechado, no estômago, a histamina estimula a produção de ácido; Serotonina – regula o funcionamento do músculo liso e a abosrção de água, através da parede intestinal.
Regulação neural
	Ocorre quando um neurotransmissor é liberado por uma terminação nervosa e age sobre uma célula inervada por esse nervo. O intestino é regulado por dois conjuntos de nervos: o sistema nervoso intrínseco (entérico) e o extrínseco.
1. Sistema nervoso extrínseco
	É constituído por neurônios que inervam o intestino, mas possuem corpos celulares localizados do lado de fora da parede do intestino. É composto pela inervação simpática e pela parassimpática, do sistema nervoso autônomo.
2. Sistema nervoso entérico
	É constituído por neurônios que inervam o intestino e possuem corpos celulares localizados na parede do intestino. É composto pelo plexo mioentérico e pelo plexo submucoso. Esse componente é capaz de agir de maneira independente da inervação neural extrínseca.
Fase cefálica, oral e esofágica da resposta integrada à refeição
1. Fases cefálica e oral
	Ativação do trato GI em prontidão para a refeição. Estímulos, como a visão, audição e olfato, aumentam o fluxo parassimpático excitatório neural para o intestino. A resposta pode ser positiva ou negativa. A diferença entre as duas fases se dá pelo fato de que, na fase oral, há o contato do alimento com a boca, gerando um novo estímulo: o sabor.
Propriedades da secreção
	Proveniente das glândulas acessórias (glândulas salivares, pâncreas e fígado), das glândulas formadas pela parede do intestino (glândulas de Brunner) e pela mucosa intestinal, a secreção é constituída por água (gera um ambiente aquoso para a atuação das enzimas), eletrólitos (geração de gradientes osmóticos), proteínas e agentes humorais.
	A secreção é ativada pela ação dos secretagogos, substâncias efetoras específicas, que atuam nas células secretórias.
Secreção salivar
	É estimulada durante as fases cefálica e oral. Suas principais funções são: lubrificação e umidificação do material para deglutição, solubilização para o paladar, início da digestão de carboidratos, depuração e neutralização do refluxo das secreções gástricas no esôfago e ações antibacterianas.
Composição da saliva
	A saliva apresenta alta concentração de K+, mucina, enzimas e fatores de crescimento, baixa osmolaridade e elevado fluxo. Seus componentes inorgânicos dependem do estímulo e da intensidade do fluxo, porém a saliva é sempre hipotônica.
	A secreção primária é produzida nos ácinos, sendo isotônica, e é modificada pelas células do ducto. A secreção é impulsionada pela sinalização dependente de Ca++. Essa, abre os canais apicais de Cl-, que flui para fora do lúmen, estabelecendo um gradiente ósmotico. Com isso, Na+ e H2O atravessam o epitélio. Assim, as células do ducto reabsorvem Na+ e Cl+ e secretam K+ e HCO3-, transformando a secreção em secundária.
Metabolismo e fluxo sanguíneo das glândulas salivares
	Apresentam elevado metabolismo e alto fluxo sanguíneo. São estimuladas por ação parassimpática do polipeptídeo intestinal vasoativo (VIP) e da acetilcolina.Gabriela Miranda de Paula
Odontologia 2017.2
Regulação da secreção salivar
	Controle exclusivamente neural. A estimulação simpática ou parassimpática para as glândulas salivares estimula a secreção salivar. parassimpáticas.
	A estimulação parassimpática aumenta a síntese e a secreção de amilase salivar e de mucina, melhora as atividades de transporte do epitélio ductular, aumenta muito o fluxo sanguíneo para as glândulas e estimula o metabolismo glandular e seu crescimento.
Deglutição
	É o reflexo que leva o alimento da boca para a faringe e de lá para o estômago. Esse reflexo inibe a respiração, impedindo a entrada do alimento na traquéia. Esse reflexo tem início com o movimento voluntário da língua, ao separar um bolo de massa alimentar. Depois, as partes posteriores da língua pressionam o bolo contra o palato duro e, depois, para trás, sendo forçado pela faringe. Na fase faríngea, ocorrem os seguintes eventos: 1. O palato mole é puxado para cima e as dobras palatofaríngeas movimentam-se umas em direções às outras, a fim de evitar o refluxo; 2. As cordas vocais se aproximam e a laringe é movida contra a epiglote, a fim de evitar a passagem do alimento para a traquéia, ajudando na abertura do esfíncter esofágico superior (EES); 3. O EES se relaxa para receber o bolo alimentar; 4. Os músculos constritores superiores da faringe se contraem para empurrar o bolo para a faringe, iniciando um aonda peristáltica em direção ao esôfago (peristaltismo primário).
2. Fase esofágica
	O esôfago, o EES e o esfíncter esofagiano inferior (EEI) impulsionam o alimento em direção ao estômago e protegem as vias aéreas durante a deglutição e protegem o esôfago das secreções gástricas. A distensão do esôfago causada pela passagem do bolo alimentar gera o peristaltismo secundário. Quando o bolo atinge o EEI, ele está relaxado, permitindo a passagem para o estômado. A porção proximal do estômago se relaxa ao mesmo tempo que o EEI, para que seja capaz de acomodar grandes volumes com mínima pressão intragástrica. Tal processo é chamado de relaxamento receptivo.
Fase gástrica da resposta integrada à refeição
	O alimento, ao chegar no estômago, causa estimulação mecânica através da distenção do músculo liso e estimulação química pela ação de nutrientes.
	As vias endócrinas incluem a liberação de gastrina (estimula a secreção gástrica) e somatostatina (inibe a secreção gástrica). Já as vias parácrinas constituem a liberação de histamina (estimula a secreção gástrica ácida). As respostas a essas vias podem ocorrer de duas formas: respostas secretoras, que incluem a secreção de ácidos, pepsinogênios, muco, fator intrínseco, gastrina, lipase e HCO3-, que iniciam a digestão de proteínas eprotegem a mucosa gástrica; respostas motoras, que causam relaxamento e peristaltismo de porções do estômago, misturando o alimento com a secreção e facilitando o processo de eliminação do estômago.
Anatomia funcional do estômago
Anatomicamente, o estômago é dividido em cardia, corpo e antro. Porém, fisiologicamente, é dividido em parte proximal e parte distal.
- Células parietais ou oxínticas: secretam HCl e fator intrínseco (envolvido na absorção de B12).
- Células principais ou peptídicas: secretam pepsinogênio.
- Células semelhantes a células enterocromafins: secretam histamina.
- Células D: secretam somatostatina.
- Células G: secretam gastrina.
Secreção gástrica
	O suco gástrico é uma mistura de secreções provenientes das células da superfície epitelial e das secreções das glândulas gástricas. Seu principal componente é o H+, obtido através de um processo energético intensivo. Sua principal função é a conversão do pepsinogênio em pepsina, enzima que inicia a digestão protéica no estômago, através da clivagem de ligações ácido-lábeis, além de ser importante agente contra a invasão de microorganismos patógenos no estômago.
	O estômago secreta, também, HCO3- e muco, que protegem a mucosa do estômago contra a ação do ácido.
	A composição iônica do suco gástrico depende da intensidade da secreção.
Mecanismos celulares da secreção
	O citoplasma das células parietais apresenta o sistema túbulo-vesicular. Sua membrana apresenta proteínas responsáveis pela liberação de H+ e Cl-.
	O Cl- entra na célula à medida que o HCO3- sai. Esse, por sua vez, é produto do metabolismo, que libera CO2. O CO2 se junta com a água, formando H2CO3, que, sob efeito da anidrase carbônica, é convertido em H+ e HCO3-. O HCO3- sai da célula e chega à corrente sanguínea, mantendo seu pH, à medida que o Cl- entra. Já o H+, é transportado para o lúmen da glândula, através da bomba H+, K+ ATPase. Através dela, o H+ segue para o lúmen, em troca por K+. O Cl- entra no lúmen através de canais iônicos e o K+ sai da célula através de um canal de K+.Gabriela Miranda de Paula
Odontologia 2017.2
Gabriela Miranda de Paula
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Secreção de HCO3-
	Ele fica, também, retiro no muco do estômago, tornando-o alcalino.
Secreção do muco
	O muco são secreções pegajosas e viscosas que apresentam mucinas. O muco é armazenado em grânulos e é liberado por exocitose. São formados por 4 monômeros unidos por ponte dissulfeto, formando um gel que se adere à superfície do estômago, porém pode sofrer ação da pepsina, que quebra as pontes dissulfeto, liberando fragmentos que não formam géis. Quando isso ocorre, reflexos nervosos são evocados para repor a mucosa danificada.
Regulação da secreção gástrica
	O principal estímulo da secreção gástrica é a inervação parassimpática pelo nervo vago. Essa resposta é um exemplo de feed forward, uma vez que utiliza as vias endócrinas, parácrinas e neurais. 
	Neurônios são ativados, liberando acetilcolina, que ativa as células do epitélio gástrico. As células parietais, por sua vez, secretam H+.
	Os neurônios liberam, ainda, peptídeo liberador de gastrina, que estimula a liberação de gastrina pelas células G do estômago. Esse hormônio estimula ainda mais a liberação de H+ pelas células parietais.
	A gastrina e o estímulo neuronal estimulam a liberação de histamina, que potencializa os efeitos da gastrina e da acetilcolina sobre as células parietais.
	A presença do alimento no estômago ativa os reflexos vagovagais, estimulando a liberação de secreção. Isso ocorre porque o alimento distende e estica o estômago, estimulando os nervos. Ainda, a digestão de proteínas aumenta a concentação de oligopeptídeos e aminoácidos livres no lúmen, estimulando quimiossensores.
	A presença de alimento no antro do estômago causa o mecanismo de retroalimentação negativa, a fim de inibir a secreção de H+ pela célula parietal.
	Quando a concentração de H+ atinge pH<3, a somatostatina é liberada, agindo sobre as células G, reduzindo a liberação de gastrina e, consequentemente, de H+.
Digestão no estômago
	Parte da digestão de carboidratos ocorre no estômago, mediada pela enzima amilase.
	A digestão de lipídeos começa no estômago, sob ação da lipase gástrica.
Proteção e defesa da mucosa gástrica
	O muco (barreira mucosa gástrica) e o HCO3- protegem a superfície do estômago dos efeitos do pH e das pepsinas. O muco permite que as células epiteliais permaneçam com pH aproximadamente neutro, apesar do lúmen ácido do estômago.
Motilidade gastrointestinal
	Os principais padrões de motilidade são os de mistura (segmentação) e de propulsão (peristalse).
- Células intersticiais de Cajal (marcapasso): estão envolvidas na transmissão de informação dos neurônios entéricos para as células musculares.
	As células intersticiais formam junções comunicantes com as camadas musculares longitudinal e circular. Asssim, as ondas são conduzidas rapidamente para as duas camadas, se espalhando por toda a extensão do trato GI. As contrações da musculatura são muito mais intensas quando há presença de potencial de ação.
Tônus: é a tensão muscular não zerada de repouso.
Padrões especializados de motilidade
	O peristaltismo é um anel de contração que se move e propele o material ao longo do trato GI. Ele envolve contrações e relaxamentos das duas camadas musculares mediados por eventos neuronais. O peristaltismo ocorre na faringe, no esôfago, no antro gástrico e nos intestinos delgado e grosso.
	A motilidade gástrica é responsável pelo armazenamento e mistura do alimento.
	Os estímulos que regulam sua função são a distensão do músculo causada pela presença de alimento e a presença de produtos da digestão de proteínas. A distensão da parede gástrica resulta na inibição da musculatura lisa da região proximal do estômago. Como consequência, ocorre o reflexo de acomodação do alimento, que permite a entrada do alimento com o mínimo de pressão intragástrica. Na parte distal do estômago, por outro lado, ocorre a ativação da musculatura lisa, a fim de produzir e reforçar as contrações antrais. Nesse momento, o piloro encontra-se fechado. Por conta disso, o alimento direcionado ao piloro será retornado para as porções mais proximais do estômago, e, assim, o conteúdo gástrico será misturado.
Fase do intestino delgado da resposta integrada à refeição
	O intestino delgado é um órgão com grande área de superfície, pois apresenta pregas em sua micosa, vilosidades e microvilosidades nas células.
	A principal característica dessa fase é a liberação controlada do quimo, a fim de atender as capacidades digestiva e absortiva do intestino. Além disso, ocorre estimulação das secreções pancreática e biliar, e a posterior liberação das mesmas no intestino delgado. Os estímulos que regulam esse processo são mecânicos (distensão da parede intestinal) e químicos (presença de prótons, osmolaridade elevada e nutrientes).
	Essa fase ocorre em 6 etapas: (1) aumento
da secreção pancreática, (2) aumento da contração da vesícula biliar, (3) relaxamento do esfíncter de Oddi, (4) regulação do esvaziamento gástrico, (5) inibição da secreção de ácido gástrico, (6) interrupção do complexo motor migratório (CMM).
Esvaziamento gástrico na fase do intestino delgado
	A intensidade do esvaziamento é dependente da quantidade de macronutrientes e da quantidade de sólidos na refeição. Esse esvaziamento é realizado por alterações na motilidade das porções proximal e distal do estômago. Ocorre o aumento do tônus da porção proximal, aumento da força de contração antral, abertura do piloro e inibição das contrações duodenais. Ao chegar no intestino, a refeição atua de volta na regulação do esvaziamento gástrico. Neurônios respondem aos nutrientes, ao H+ e à osmolaridade elevada, resultando na redução da contração antral e da motilidade gástrica e no fechamento do piloro, o que inibe o esvaziamento gástrico. Além disso, a CCK é liberada quando o alimento atinge o intestino. Essehormônio é responsável por inibir o esvaziamento gástrico, pela contração da vesícula biliar, secreção pancreática e relaxamento do esfíncter de Oddi.
Secreção pancreática
	O pâncreas é o maior contribuente da secreção de HCO3-.
	A maioria das enzimas é produzida na forma inativa, a fim de evitar a própria digestão do pâncreas.
Características e controle da secreção pelos ductos
- Células S: células sensíveis à variações de pH. Quando o pH cai, essas células liberam secretina, hormônio que estimula a liberação de HCO3-.Gabriela Miranda de Paula
Odontologia 2017.2
Características e controle da secreção acinar
- Células I: secretam colecistoquinina (CCK). Esse hormônio é liberado quando há presença de ácidos graxos e certos aminoácidos livres no lúmen. Também é liberado pela ação de fatores liberadores: fator liberador de CCK e peptídeo monitor.
	A CCK ativa a secreção pelas células através da ligação à receptores e através de resposta neural (estimula vias que chegam ao pâncreas).
Secreção biliar
	A bile é produzida pelo fígado e tem função de ajudar na digestão e absorção de lipídios. Ela é armazenada na vesícula biliar até a ingestão de alimentos. A bile é constituída por ácidos biliares que formam micelas, a fim de proteger conteúdos hidrofóbicos da digestão lipídica. A maioria dos sais biliares é reciclada na digestão, através da via êntero-hepática (transportadores apicais de ácidos biliares dependentes de Na+).
Assimilação dos carboidratos
	A digestão dos carboidratos ocorre em duas fases: (1) lúmen do intestino e (2) digestão da borda em escova, nos enterócitos.
Digestão dos carboidratos
	O intestino delgado só absorve monossacarídeos. Os dissacarídeos são hidrolizados em outros componentes monoméricos durante a digestão da borda em escova. As principais enzimas responsáveis por esse processo são as hidrolases sucrase, isomaltase, glucoamilase e lactase.
	A digestão do amido tem início na cavidade oral, sob ação da enzima amilase salivar. Porém, a digestão mais significativa do amido é realizada pela amilase pancreática. Essas enzimas, porém, não são capazes de quebrar todas as ligações do amido. Por conta disso, o amido se submete, também, à digestão da borda em escova.
Absorção dos carboidratos
	Os monossacarídeos precisa, então, atravessar a membrana hidrofóbica dos enterócitos. Para isso, há a presença, na membrana das células, de transportadores: o SGLT-1 transporta glicose ou galactose contra seu gradiente de concentração, através do acoplamento com Na+; o GLUT-5 permite a passagem da frutose. A glicose, frutose e galactose saem da célula pelo GLUT-2.
Assimilação das proteínas
	As proteínas são absorvidas sob a forma de aminoácidos, dipeptídeos ou tripeptídeos. O transportador responsável por essa absorção é o simporte PepT1, que carrega peptídeos em conjunto com H+. Por conta disso, esse processo é dependente de pH.
Assimilação de lipídios
Emulsificação e solubilização de lipídios
	A fase inicial da digestão dos lipídios é a emulsificação. A mistura que ocorre no estômago faz com que os lipídios fiquem em pequenas esferas em suspensão (micelas), que aumentam a área de contato da fase lipídica.
Absorção de lipídios e sua subsequente utilização
	Devido à sua propriedade hidrofóbica, os produtos da digestão de lipídios atravessa livremente a membrana das células.
	Os produtos da lipólise são reesterificados, formando triglicerídeos, fosfolipídeos e ésteres de colesterol. Esses lipídios ressintetizados se unem a apoproteínas, formando os quilomícrons. Por serem grandes, são absorvidos por vasos linfáticos e circulam através da circulação porta e do fígado. Por fim, entram na corrente sanguínea pelo ducto torácico, transportando lipídios pelo corpo.
Secreção e absorção de água e eletrólitos
	A absorção de água é promovida pelo gradiente osmótico devido à presença de nutrientes.
Padrões motores do intestino delgado
	São voltados para a mistura e consistem em segmentação e contrações retropulsivas, que retardam a refeição enquanto a digestão ainda está ocorrendo. Quando a digestão é finalizada, ocorre o peristaltismo, para eliminar o alimento daquela região.
Fase colônica da resposta integrada à refeição
Visão geral do intestino grosso
	O intestino grosso é constituído pelo ceco, cólon, reto e ânus. Suas principais funções são digestão e absorção de componentes da refeição, reabsorção do fluido remanescente e armazenamento do alimento até que possam ser eliminados. Apresenta bactérias comensais, que digerem alimentos que não puderam ser digeridos por ação enzimática, via processo de fermentação, tornando-os disponíveis para o corpo.
Sinais que regulam a função colônica
	O cólon é regulado por reflexos neurais. O enchimento do lúmen causa distensão da parede do intestino delgado, o que ativa receptores de distensão.
Respostas da motilidade colônica
	A motilidade do intestino delgado objetiva misturar o alimento e fazer com que ele permaneça mais tempo em contato com o epitélio. A primeira forma consiste em contrações de curta duração originadas dos músculos circulares e a segunda, contrações de longa duração produzidas pelas tênias. A propagação pode se deslocar em direção oral assim como na direção oposta. Porém, o cólon entra em padrão de motilidade, que se progride em direção única, com o objetivo de limpar o cólon. Tal padrão é conhecido como contrações propagadas de alta amplitude.
Mecanismos de transporte no cólon
A absorção e a secreção de água pelo cólon são processos passivos direcionados pela absorção, ou secreção, de eletrólitos e de outros solutos. Essa absorção é impulsionada por três processos de transporte: (1) absorção de NaCl; (2) absorção de ácidos graxos de cadeia curta; (3) absorção de Na+.
Microflora colônica
	As enzimas bacterianas agem nos substratos endógenos e exógenos. Formam ácidos biliares secundários e desconjugam qualquer ácido que tenha escapado do íleo, convertem bilirrubina em urobilinogênio e recuperam nutrientes resistentes às hidrolases pancreáticas.
Defecação
	É a expulsão do corpo do resíduo não digerido. A expulsão desse material pelo corpo é regulada pelos esfíncteres anais interno e externo.
Gabriela Miranda de Paula
Odontologia 2017.2
Transporte hepático e funções metabólicas do fígado
Visão geral do fígado e de suas funções
	O fígado é o primeiro local de processamento da maior parte dos nutrientes absorvidos, secreta ácidos biliares, converte substâncias em formas que podem ser excretadas e produzi glicose, aminoácidos e proteínas do plasma.
Funções metabólicas do fígado
	O fígado é responsável pela gliconeogênese e pelo armazenamento de glicose na forma de glicogênio. Os hepatócitos participam, também, do metabolismo dos lipídios, convertem produtos do metabolismo de carboidratos em lipídios, sintetizam colesterol e fosfolipídios, convertem o colesterol em ácidos biliares, sintetizam aminoácidos essenciais e removem a amônia do organismo.
Fígado e destoxificação
	A maior parte do suprimento sanguíneo do fígado é venoso, proveniente do intestino e trazido pela veia porta. Moléculas potencialmente nocivas entrar no fígado e são submetidas ao metabolismo de primeira passagem. O fígado apresenta dois níveis de defesa: (1) físico – células de Kupffer (macrófagos); (2) bioquímico – reações de fase I e reações de fase II.
Papel do fígado na excreção
	O fígado é responsável por excretar substâncias que não podem ser eliminadas pelos rins, através da bile.
Formação e secreção da bile
	A bile apresenta importante papel na digestão de lipídios. A maior parte de seu fluxo é composto por ácidos biliares, secretados através da bomba de exportação dos sais biliares. Por fim, é transformada em uma solução concentrada de detergentes que auxiliaa digestão de lipídios no intestino.
Síntese dos ácidos biliares
	São produtos finais do metabolismo de colesterol, que sofre ação seletiva de um grupo de enzimas.
	O colesterol é convertido em hidroxicolesterol. Esse, forma o ácido cólico e o ácido quenoderorixólico, que dão origem aos sais biliares.
Aspectos hepáticos da circulação êntero-hepática dos ácidos biliares
	Os sais biliares são, em sua maioria, reabsorvidos no íleo terminal, chegando na circulação êntero-hepática. A partir dela, os sais biliares reabsorvidos passam para a circulação porta de volta para os hepatócitos, onde são captados. De modo similar, os ácidos biliares que são desconjugados no cólon também retornam para os hepatócitos, onde são reconjugados e, posteriormente, secretados na bile. Dessa forma, adquirimos reserva de ácidos biliares primários e secundários circulantes.Gabriela Miranda de Paula
Odontologia 2017.2
Papel da vesícula biliar
	Entre as refeições, o fluxo de bile é bloqueado pelo esfíncter de Oddi, sendo redirecionado para a vesícula biliar.
	A colecistocinina é um hormônio que estimula o relaxamento do esfíncter de Oddi e a contração da vesícula biliar.
Processamento da amônia pelo fígado
	Para ser eliminada do organismo, a amônia passa pelo ciclo da uréia, a fim de ser convertida em uréia. A amônia é proveniente, principalmente, da ação de ureases bacterianas e dos rins.