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ANATOMIA COMPARADA SISTEMA DIGESTÓRIO ORGANIZAÇÃO BÁSICA Boca Esôfago Estômago Intestino Delgado Intestino Grosso Ânus ESTRUTURAS ASSOCIADAS Glândulas Salivares Pâncreas Fígado Vesícula Biliar I. BOCA Lábios Dentes Língua Glândulas Salivares DENTES Função: redução mecânica dos alimentos Incisivos – cortam Caninos – rasgam; ponto de apoio Pré-molares – trituração Molares – trituração Grande diferenciação zoológica = hábitos alimentares homodontes heterodontes anodontes LÍNGUA Função: movimentação do alimento umidificação Pode diferenciar toxinas através dos botões gustativos (depende da categoria zoológica) GLÂNDULAS SALIVARES Parótida = água, enzimas e íons Sublingual = muco, água e enzimas Submandibular = muco, água e enzimas Zigomática (alguns animais) = muco, água e enzimas Funções: a) Umidificação b) Lubrificação (deglutição) c) Digestão de amido (amilase salivar) Fluxo controlado: a) Parassimpático b) Simpático II. ESÔFAGO Transporte de alimento da boca ao estômago Contrações peristálticas DEGLUTIÇÃO CONTROLADA POR VÁLVULA (EPIGLOTE) Deglutição •Iniciada com o reflexo da presença do alimento na faringe •Propulsão do alimento ao estômago por peristalse esofágica PERISTALSE ESOFÁGICA III. ESTÔMAGO FUNÇÕES: 1) Reservatório para a liberação controlada do alimento ao intestino delgado 2) Mistura do alimento com o suco gástrico 3) Quebra mecânica do alimento 4) Digestão hidrolítica = ácidos e enzimas 5) Destruição de bactérias 6) Produção de hormônios 7) Produção de Fator Intrínseco = absorção de Vitamina B12 REGIÕES DO ESTÔMAGO Esofágica – não glandular Cárdica – produção de muco Fúndica – células Parietais células Principais Pilórica – produção de muco Células Parietais (HCL e FI) Células Principais (Pepsinogênio) Células Mucosas (Muco) FENDAS GÁSTRICAS Dobras do epitélio Secreções glandulares se esvaziam nas fendas gástricas SECREÇÕES ESTOMACAIS Ácido Clorídrico (HCL) Secreção combinada com a permanência do CO2 no organismo Redução do pH (2.0 ou 3.0) Desnaturação de proteínas Bactericida Ativação do Pepsinogênio Pepsinogênio Forma ativa = Pepsina (ativado pelo HCL) Hidrólise de proteínas Muco Proteção do epitélio estomacal Lubrificação do bolo alimentar Renina Coagulação do leite Lipase Algumas espécies (exceto humanos) CONTROLE DAS SECREÇÕES E MOTILIDADE GÁSTRICA 1) Fase Cefálica Reflexo Vagal Inervação parassimpática Aumento da motilidade Aumento das secreções Aumento da produção de HCL 2) Fase Gástrica Reflexo local – depende da presença de alimento no estômago Mediado pela Gastrina = estimula o esvaziamento estomacal 3) Fase Intestinal Estimulado pela distensão duodenal, pH, osmolaridade e nutrientes (gorduras) Pancreozimina+CCK = liberado no intestino delgado diminuição das secreções e motilidade gástrica ESVAZIAMENTO ESTOMACAL Completo após 4 horas da alimentação IV. INTESTINO DELGADO Duodeno (60 – 80 cm iniciais) Liberação de bile e secreções pancreáticas Sítio da digestão enzimática Jejuno (maior parte do ID) Sítio ativo de absorção de nutrientes Íleo (parte final do ID) Sítio ativo de absorção de nutrientes Absorção de água, vitaminas e minerais Presença de bactérias - fermentação Secreções que entram no Intestino Delgado Muco intestinal = células de Brunner Enzimas da parede do duodeno Suco pancreático Bile ESTRUTURAS ASSOCIADAS AO DUODENO ESTRUTURAS DA PAREDE DO INTESTINO DELGADO ESTRUTURAS Lumen Mucosa Vilosidades Criptas Capilares lácteos Enterócitos ENZIMAS DIGESTIVAS NÃO ORAIS A) Estômago Pepsinogênio Renina Lipase (alguns grupos) B) Pâncreas Tripsinogênio Quimotripsinogênio Procarboxipeptidae Amilase Lipase Nuclease C) Intestino Delgado Sucrase Maltase Lactase Aminopeptidase Dipeptidase Enteroquinase ENZIMAS PRIMÁRIAS PARA CARBOIDRATOS Amilase Alvo: amido, glicogênio e dextrina Secreção: glândulas salivares e pâncreas Produto: Maltose e Glicose Maltase Alvo: Maltose Secreção: Intestino Delgado Produto: Glicose Lactase Alvo: Lactose Secreção: Intestino Delgado Produto: Glicose e Galactose Sacarase Alvo: Sacarose Secreção: Intestino Delgado Produto: Glicose e Frutose AÇÃO DA AMILASE AMIDO Principal forma de armazenamento de carboidratos em plantas superiores 2 formas: A) Amilose – cadeias longas de glicose (α-1,4) A) Amilopectina – cadeias ramificadas (α-1,6) 80% das calorias dietárias de humanos GLICOGÊNIO Maior fonte de carboidratos em animais Longas cadeias de glicose (α-1,4) Ramificado a cada 4 a 8 resíduos de glicose (α-1,6) Mais ramificado que o amido Sob menor pressão osmótica Facilmente mobilizado G G G G G G G G G G G G G G G G G GG G G Ligação α-1,6 Ligação α-1,6 DISSACARÍDEOS (não absorvíveis) MONOSSACARÍDEOS (absorvíveis pelos capilares) ENZIMAS PRIMÁRIAS PARA PROTEÍNAS Renina Alvo: proteínas do leite Secreção: mucosa gástrica Produto: coalho Pepsina Alvo: Proteínas Secreção: mucosa gástrica Produto: polipeptídeos Tripsinogênio – Quimiotripsinogênio Alvo: polipeptídeos Secreção: pâncreas Produto: peptídeos Carboxipeptidase Alvo: peptídeos Secreção: pâncreas Produto: peptídeos Aminopeptidase Alvo: peptídeos Secreção: intestino delgado Produto: amino ácidos ENZIMAS PARA LIPÍDEOS Lipase Alvo: gorduras Secreção: pâncreas e estômago (algumas espécies) Produto: monoglicérides e ácidos graxos BILE Líquido viscoso e esverdeado (pH alcalino) neutraliza o pH ácido do quimo (pH 2.0 ou 3.0) Secretada pelo fígado e armazenada na vesícula biliar Função: Emulsificação de gorduras Composição: Sais biliares – Ácido Glicocólico e Ácido Taurocólico Pigmentos biliares – Bilirrubina e Biliverdina Colesterol 95% reabsorvido e retornado ao fígado Molécula lipídica AÇÃO DE SAIS BILIARES Emulsificação AÇÃO DA LIPASE PANCREÁTICA Micelas hidrossolúveis SUCO PANCREÁTICO Entra no duodeno via ducto pancreático Funções: digestão de gorduras, amido e proteínas Componentes: a) Bicarbonato b) Tripsinogênio c) Quimotripsinogênio d) Procarboxipeptidase e) Amilase f) Lipase g) Nuclease Importância do Pâncreas 50% da digestão de carboidratos 50% da digestão de proteínas 90% da digestão de gorduras HCO3- = neutralização do pH gástrico ATIVAÇÃO DAS ENZIMAS PANCREÁTICAS Estímulo Secretina libera bicarbonato suco pancreático Estímulo Enteroquinase ativa o tripsinogênio ABSORÇÃO DE NUTRIENTES NO INTESTINO DELGADO Principal sítio de absorção de amino ácidos, vitaminas, minerais e lipídeos Geralmente a maior parte da absorção ocorre proximalmente, mas também em outros segmentos (duodeno, jejuno e íleo) Digestão e absorção no ID = 30 minutos Mecanismos da Absorção: 1) Difusão 2) Difusão facilitada 3) Transporte ativo 4) Pinocitose 5) Endocitose Dependente de: a) Solubilidade b) Concentração c) Gradiente elétrico d) Tamanho das moléculas DIFUSÃO Água e pequenas moléculas de lipídeos passam livremente através da membrana celular Movimentação dependente da concentração DIFUSÃO FACILITADA 1. Carreador se liga a partículas no exterior da célula 2. Carreador libera a partícula no interior da célula 3. Carreador reverte sua posição Permite a equalização de concentrações através da membrana TRANSPORTE ATIVO 1. Carreador se liga a partículas no exterior da célula 2. Carreador libera a partícula no interior da célula 3. Carreador reverte sua posição Gasto de energia (ATP) Transporte unidirecional Transporte contra um gradientede concentração PINOCITOSE OU ENDOCITOSE 1. Substâncias entram em contato com a membrana celular 2. Membrana celular recobre ou circunda a partícula com um vacúolo 3. Vacúolo se separa da membrana no interior da célula MECANISMOS DE TRANSPORTE HORMÔNIOS GASTROINTESTINAIS GASTRINA Origem: estômago Estímulo: alimento no estômago Função: estímulo da secreção de HCl e Pepsinogênio aumento da motilidade estomacal SECRETINA Origem: duodeno Estímulo: pH ácido e gordura do quimo Função: diminuição das secreções de HCl e Pepsinogênio (estômago) diminuição da motilidade estomacal (estômago) estímulo da liberação de bicarbonato (pâncreas) estímulo da produção e liberação de enzimas (pâncreas) COLECISTOCININA Origem: duodeno Estímulo: gorduras e proteínas no duodeno Função: estímulo da secreção de bile (vesícula biliar) estímulo da secreção de lipase (pâncreas) PROTEÍNA GÁSTRICA INIBITÓRIA (GIP) Origem: duodeno Estímulo: gorduras e proteínas no duodeno Função: diminuição das secreções de HCl e Pepsinogênio (estômago) diminuição da motilidade estomacal (estômago) PEPTÍDEO INTESTINAL VASOATIVO (VIP) Origem: duodeno Estímulo: aumento do fluxo sangüíneo inibição das secreções gástricas V. INTESTINO GROSSO Funções: A) Digestão fermentativa - não existem secreções enzimáticas B) Absorção água, ácidos graxos e minerais C) Armazenamento de material digerido CECO Parte inicial do intestino grosso Função: digestão vegetal (herbívoros) – apêndice vermiforme bactérias celulolíticas bactérias hemicelulolíticas COLON Ascendente, Transverso e Descendente Função: absorção de líquidos movimentação do material fecal para o ânus RETO Área muscular terminal do trato gastrointestinal Função: armazenamento de fezes e defecação TRATO GASTROINSTESTINAL PRIMITIVO Monotremata, insetívoros e Dermoptera Estômago simples Pouca ou nenhuma divisão entre intestino delgado e grosso Intestino grosso simples Presença de ceco ADAPTAÇÕES DEPENDENTES DA ESPÉCIE 1) Dentes 2) Mandíbulas e musculatura da mandíbula 3) Canal alimentar Estômago simples ou saculado = armazenamento de alimento e utilização de fermentação bacteriana (ruminantes) Intestino delgado = variação no comprimento, compartimentação e complexidade ANATOMIA COMPARADA DO SISTEMA DIGESTÓRIO BOCA 1. Apreensão de alimento 1.1. Membros anteriores – primatas, procionídeos 1.2. Focinho – elefante, anta 1.3. Língua – tamanduá, vaca, ovelha 1.4. Lábios – cavalo, rinoceronte 1.5. Bico/Língua – aves 1.6. Dessedentação Sucção – maioria dos mamíferos Língua – felinos e canídeos 2. Mastigação Redução física do alimento Especialmente importante em herbívoros não ruminantes Adaptações: Carnívoros Herbívoros Onívoros Edentados UTILIZAÇÃO DA CELULOSE Vantagens: a) Extremamente abundante no meio ambiente b) Fácil obtenção c) Célula e fibra vegetal = ricas em energia Desvantagens: a) Não digerível pelas enzimas digestivas de mamíferos b) Celulase encontrada somente em algumas bactérias e protozoários ADAPTAÇÕES MORFOLÓGICAS PARA A HERBIVORIA Relacionado com a procura, ingestão, mastigação e digestão de material vegetal Adaptações dentais incluem mudanças nos incisivos, caninos e pré-molares Adaptações na musculatura da mastigação Adaptações de uma câmara de fermentação bacteriana EVOLUÇÃO DA DENTIÇÃO MAMALIANA ADAPTAÇÕES DENTÁRIAS ESTRUTURAIS EM MAMÍFEROS CARNÍVOROS EXTREMOS FELINOS DENTES CARNÁSSIOS E GARRAS ONÍVOROS Padrão de trituração = pré-molares e molares Perfuração e corte = incisivos Ponto de apoio e força = caninos Língua = mobilização do alimento para os dentes HERBÍVOROS HERBÍVOROS NÃO RUMINANTES a) Incisivos para corte b) Molares em ângulo diferenciado = corte c) Movimento circular da mandíbula (vertical e lateral) HERBÍVOROS RUMINANTES a) Ausência de incisivos superiores b) Molares permitem somente movimentos laterais c) Diferenciação por categorias de forrageamento Dependente: Força Uso da língua Dimensões do palato MUSCULATURA DA MASTIGAÇÃO 1. Temporal desenvolve força máxima na porção anterior da mandíbula maior músculo nos carnívoros menor músculo nos herbívoros 2. Masseter e Pterigóide Medial força máxima de esmagamento 3. Pterigóide Lateral permite movimentos laterais para trituração extremamente importante nos herbívoros SALIVAÇÃO Quantidade de saliva é relacionada com o nível de atividade da mastigação SECREÇÕES Canídeos mínimo (lubrificação, sem enzimas) Homem 1-2L/dia Ovelha 3-10L/dia Cavalo 10-12L/dia Vaca 130-180L/dia CARNÍVOROS X HERBÍVOROS TUBO DIGESTÓRIO ANTERIOR ESÔFAGO Condução e armazenamento de alimentos (maioria dos vertebrados) Papo – armazenamento de alimentos (Aves) ESTÔMAGO Monogástrico – 1 compartimento (varia o tamanho com a espécie) Moela – trituração de alimentos (gastrólitos) Ruminante – 4 compartimentos Retículo, Rúmen, Omaso e Abomaso ADAPTAÇÕES ÀS FONTES ALIMENTARES A) Capacidade e Estrutura Gástrica Capacidade maior em fermentadores pré-gastricos Estômago reduzido em carnívoros – relacionado com a dieta densa e com alto teor de nutrientes Distribuição e composição do epitélio gástrico varia entre as espécies e a dieta B) Funções e comprimento Intestinal Intestino Delgado Menos variável entre as espécies (estômago x TD anterior) Mais curto em carnívoros (comparado com herbívoros) Intestino Grosso Importância da fermentação no TD posterior determina variação Algum tipo de fermentação ocorre na maioria das espécies TRATOS DIGESTIVOS ESTÔMAGO INTESTINO DELGADO CECO INTESTINO GROSSO TAMANHO = FUNÇÃO TRATO DIGESTIVO ANTERIOR X TRATO DIGESTIVO POSTERIOR TDA Mais eficiente por unidade de volume Processo digestivo mais lento Tamanho restrito TDP Mais eficiente relativo ao tempo Processo mais rápido HÁBITOS ALIMENTARES DE MAMÍFEROS GRUPO ORDENS % Herbívoros 10 40 Frugívoros, granívoros, nectarívoros 5 4 Carnívoros 4 12 Plantonívoros 2 <1 Insetívoros 10 33 Onívoros 7 10 CARNÍVOROS ESPECIALIZADOS Afidívoros Afídeos Apívoros Abelhas Erucívoros Gafanhotos/grilos Insetívoros Insetos Larvívoros Larvas Myrmívoros Formigas Muscívoros Moscas Piscívoros Peixes Pupívoros Pupas Ranívoros/Batracófagos Anuros Sanguívoros/hematófagos Sangue Zoosuccívoros Secreções animais em decomposição HERBÍVOROS ESPECIALIZADOS Ambívoros gramíneas e plantas com folhas largas Exudatívoros resinas e seiva Folívoros folhas Frugívoros frutas Gramnívoros gramíneas Granívoros grãos Gumívoros resinas Lignívoros madeira Melívoros mel Nectarívoros néctar Nucívoros castanhas Fitosuccívoros seiva Radicívoros raízes CLASSIFICAÇÃO DO TIPO DE DIGESTÃO A. MONOGÁSTRICA Estrutura estomacal simples Maioria dos carnívoros e herbívoros B. RUMINANTES Herbívoros com trato digestivo composto por vários compartimentos para a quebra do alimento antes do “estômago verdadeiro” Ruminantes verdadeiros = vacas, ovelhas, bodes Ruminantes não verdadeiros = camelos, lhamas, alpacas, vicunhas Diferenciação de evolução do TGI por dieta e habitat de forrageamento C. CARNÍVORO MONOGÁSTRICO COM FERMENTAÇÃO PÓS-GÁSTRICA LIMITADA a) Estômago simples, incapaz de digerir alimentos com alto teor de fibras b) Incapaz de digerir algumas substâncias de grãos, frutas e vegetais c) Exemplo: cachorros e gatos D. ONÍVORO MONOGÁSTRICO COM FERMENTAÇÃO PÓS- GÁSTRICA LIMITADA a) Estômago simples, incapaz de digerir alimentos com alto teor de fibras b) Incapaz de digerir algumas substâncias de grãos, frutas e vegetais c) Exemplo: porcos e humanos E. ONÍVORO MONOGÁSTRICO COM FERMENTAÇÃO PRÉ- GÁSTRICA LIMITADA a) Estômago saculado, capaz de digerir alimentoscom alto teor de fibras b) Capaz de digerir algumas substâncias de grãos, frutas e vegetais c) Exemplo: cangurus F. HERBÍVORO MONOGÁSTRICO COM FERMENTAÇÃO PRÉ- GÁSTRICA EXTENSA a) Estômago simples, incapaz de digerir alimentos com alto teor de fibras b) Fermentação extensiva após sítios primários de digestão e absorção c) Exemplo: cavalos G. HERBÍVORO RUMINANTE COM FERMENTAÇÃO PRÉ- GÁSTRICA EXTENSA a) Estômago saculado altamente desenvolvido, capaz de utilização extensiva e eficiente de alimentos com alto teor de fibras b) Fermentação extensiva antes dos sítios primários de digestão e absorção c) Exemplo: vacas e ovelhas E. ONÍVORO MONOGÁSTRICO MODIFICADO a) Bicos x dentes e lábios b) Papo c) Proventrículo – parte glandular do estômago d) Moela – parte muscular do estômago e) Ceco ramificado – alguma fermentação pós-gástrica f) Cloaca – material fecal e urinário Aves a b c d e f FERMENTAÇÃO PRÉ-GÁSTRICA VANTAGENS a. Melhor uso de nutrientes b. Habilidade de desintoxicação de alguns compostos venenosos (oxalatos, cianetos, alcalóides) c. Uso mais eficiente do produto final da fermentação d. Permite animais silvestres se alimentarem e locomoverem (correr) DESVANTAGENS a. Fermentação é ineficiente a.1. Perda de energia a.2. Perda de proteínas a.3. Ruminantes suscetíveis a toxinas produzidas pelas bactérias do rúmen a.4. Ruminantes suscetíveis a cetose
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