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@STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 1 O sistema digestório consiste em duas partes, o trato gastrointestinal (GI) e as glândulas acessórias digestórias principais, que incluem o fígado e o pâncreas. O trato GI, também conhecido como canal alimentar, é uma estrutura tubiforme que se estende da boca até o ânus. Histologicamente, esse tubo consiste em quatro camadas principais: (1) a mucosa, que compreende células epiteliais, a lâmina própria e a mucosa muscular; (2) a submucosa; (3) duas camadas musculares, uma camada interna circular espessa e uma camada externa longitudinal fina; e (4) uma camada serosa. Funcionalmente, o trato GI fornece ao corpo, incluindo o próprio canal alimentar, nutrientes, eletrólitos e água. Para fornecer essas substâncias ao corpo, o trato gastrointestinal desempenha cinco funções: motilidade, secreção, digestão, absorção e armazenamento. Com base nas necessidades dos diversos sistemas orgânicos no corpo, o trato GI orquestra e controla essas cinco funções por intermédio de dois sistemas de controle, o intrínseco e o extrínseco. Os elementos do sistema de controle intrínseco localizam-se entre as diferentes camadas do trato gastrointestinal, ao passo que o sistema de controle extrínseco reside na parte externa da parede do trato GI. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 2 Cada um desses sistemas consiste em dois componentes, a saber, nervos e secreções endócrinas. O sistema de controle intrínseco possui dois componentes: o sistema nervoso entérico (SNE) e os hormônios intestinais, que incluem gastrina, peptídio inibitório gástrico (PIG), colecistocinina (CCK), secretina e motilina. Os elementos do sistema de controle extrínseco que regulam as funções viscerais consistem nos nervos vago e esplâncnico e no hormônio aldosterona. As secreções dos sistemas de controle intrínseco e extrínseco do trato gastrointestinal são de natureza regulatória e não digestória. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 3 Isto é, regulam a atividade de células e tecidos do trato GI, mas não são secretadas no lúmen intestinal. Secreções endócrinas são depositadas próximo aos vasos sanguíneos e, então, as células sanguíneas transportam as secreções para os seus tecidos-alvo. Parácrina se refere a peptídeos secretados de células com difusão subsequente através do espaço intersticial para entrar em contato com outras células e estimulá-las. Secreções autócrinas de determinada célula modificam ou regulam funções da mesma célula. Neurócrina refere-se à secreção por neurônios entéricos de neuromoduladores ou peptídeos reguladores que atuam nas células musculares, glândulas ou vasos sanguíneos próximos. O ápice estreito das células endócrinas e parácrinas do trato gastrointestinal é exposto ao lúmen intestinal, o que permite que este “experimente” ou “prove” os @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 4 conteúdos luminais e responda a tais estímulos liberando hormônios e/ou outras substâncias/peptídeos reguladores. As células endócrinas e parácrinas possuem bases amplas que contêm grânulos secretores (formas de armazenamento de hormônios e substâncias parácrinas). Este formato permite que as células espalhem suas secreções em uma área muito mais ampla. O trato GI contém o mais elevado número de células imunes e mediadores imunes no corpo. Essas células e mediadores interagem com o sistema de controle intrínseco do trato gastrointestinal, tanto os nervos quanto as células endócrinas, para regular algumas funções do trato GI, incluindo a motilidade e secreção. O sistema nervoso entérico (SNE) é um componente do sistema nervoso autônomo (SNA). Os outros dois componentes do SNA são os sistemas simpático e parassimpático. O SNE controla a maior parte das funções GI independentemente do sistema nervoso central (SNC). Anatomicamente, o SNC consiste em dois plexos ganglionados principais, denominados plexos submucoso (Meissner) e mientérico (Auerbach). O plexo submucoso localiza-se sob a camada submucosa do trato gastrointestinal e o plexo mientérico situa-se entre a camada muscular circular interna e a camada muscular longitudinal externa. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 5 Os plexos entéricos se comunicam entre si através de interneurônios e com o SNC por meio dos nervos vago, pélvico e esplâncnico. Em geral, os neurônios entéricos consistem em neurônios sensoriais (aferentes), interneurônios e neurônios motores (eferentes). O estímulo sensorial vem dos mecanorreceptores dentro das camadas musculares e de quimiorreceptores dentro da mucosa. Mecanorreceptores monitoram a distensão da parede visceral, enquanto quimiorreceptores na mucosa monitoram as condições químicas no lúmen intestinal. Os nervos motores entéricos suprem o músculo vascular, o músculo visceral e as glândulas no interior da parede intestinal. Diferentemente dos neurônios clássicos, os neurônios entéricos liberam suas moléculas neurotransmissoras/neuromoduladoras a partir de vesículas localizadas em tumefações ao longo de ramificações geralmente extensas do axônio, não apenas no nível dos terminais sinápticos distais. Essas tumefações são denominadas varicosidades. As varicosidades contêm peptídeos reguladores, substâncias coletivamente conhecidas como neurócrinos. Essas substâncias são secretadas em resposta a potenciais de ação e elas influem nas atividades dos músculos lisos ou células glandulares próximas. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 6 A presença de varicosidades nos neurônios entéricos permite que esses neurônios ativem uma área mais ampla nas proximidades do axônio em comparação à maior parte dos outros tipos de neurônios, que liberam seus neurotransmissores em uma área mais concentrada e localizada no terminal sináptico distal. Para simplificar o estudo dos neurônios entéricos e compreender sua importância fisiológica, quatro métodos principais de classificação foram usados. Esses métodos se baseiam na morfologia (formas diferentes) dos neurônios entéricos, dos tipos de neurotransmissores ou peptídeos que podem conter (também conhecidos como codificação química), das propriedades elétricas dos neurônios entéricos ou eletrofisiologia e da função (p. ex., sensorial, motora, inibitória e excitatória) dos neurônios entéricos. Com base em sua morfologia, existem três tipos principais de neurônios entéricos: Dogiel tipo I, II e III. Os neurônios Dogiel tipo I possuem corpos celulares pequenos e irregulares com múltiplos dendritos curtos. Os neurônios Dogiel tipo II possuem corpos celulares grandes e de forma oval com um ou dois dendritos longos. Os neurônios Dogiel tipo III possuem grandes corpos celulares com diferentes formatos e múltiplos dendritos. Eletrofisiologicamente, existem dois tipos de neurônios entéricos. No primeiro, é provocado um potencial de ação rápido; estes são denominados neurônios tipo S (S de sinápticos). @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 7 O segundo tipo de neurônio entérico possui um potencial de ação mais duradouro em comparação ao tipo S. Tais neurônios são chamados neurônios AH (AH para a longa fase após hiperpolarização). Os neurônios entéricos podem ser classificados com base em seus peptídeos e neurotransmissores. Por exemplo, alguns neurôniosentéricos contêm o neurotransmissor acetilcolina. Esses neurônios são chamados neurônios colinérgicos e geralmente estimulam as atividades viscerais. Outros neurônios entéricos contêm adrenalina (também conhecida como epinefrina). Esses neurônios são chamados neurônios adrenérgicos e geralmente inibem as atividades viscerais. Finalmente, os neurônios entéricos podem ser classificados com base em sua função: excitatória, inibitória, sensorial ou motora. Os neurônios excitatórios causam um aumento na secreção se inervarem uma glândula ou causam contração muscular se inervarem um músculo. Os neurônios inibitórios causam uma diminuição na secreção ou relaxamento muscular. Os neurônios sensoriais detectam o pH luminal e a pressão ou temperatura na parede intestinal. Os neurônios motores inervam músculos e esfíncteres e causam contração ou relaxamento. Em geral, neurônios Dogiel tipo I e neurônios entéricos tipo S são considerados neurônios motores, enquanto neurônios Dogiel tipo I e AH são considerados neurônios sensoriais. Os neurônios excitatórios entéricos do trato gastrointestinal contêm acetilcolina (ACh) e/ou substância P (sub P), ao passo que os neurônios entéricos inibitórios do trato gastrointestinal contêm peptídio intestinal vasoativo (PIV) e/ou óxido nítrico (ON). @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 8 Além dos três componentes neuronais do SNE, plexos mientéricos e submucosos e interneurônios, há um tipo especial de célula no trato gastrointestinal denominada célula intersticial de Cajal (ICC). Os braços ou projeções múltiplas dessas células especializadas do músculo liso entram em contato tanto com células do músculo liso adjacente quanto com neurônios entéricos. Essa interação, além da atividade semelhante a um marca-passo das ICCs, desempenha um papel essencial na contração e motilidade do músculo visceral. O sistema endócrino GI consiste em células especializadas que são dispersas entre as outras células epiteliais que revestem o trato gastrointestinal. O trato GI contém milhões de células epiteliais, que são denominadas enterócitos, células enterocromafins e células endócrinas. Os enterócitos possuem uma função absorvente, enquanto as células enterocromafins são de natureza secretória. Essas células enterocromafins secretam peptídeos ou hormônios que auxiliam a regular a motilidade visceral, a digestão de alimentos e a absorção de nutrientes. Por exemplo, um tipo de célula enterocromafim secreta serotonina, uma molécula regulatória que afeta a motilidade visceral, já o outro secreta colecistocinina (CCK), que causa a contração da vesícula biliar, entre outras atividades. Essas células endócrinas do trato gastrointestinal são todas morfologicamente semelhantes, porém, cada uma secreta apenas um tipo de hormônio ou molécula regulatória. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 9 Normalmente, elas são distinguidas por um nome em letra maiúscula, como as células I para a produção de CCK e células G para a produção de gastrina. Existe uma grande variedade de moléculas que influenciam as atividades de diversas funções do aparelho gastrointestinal; a maioria dessas moléculas compreende peptídeos. Para que um peptídio intestinal seja chamado de hormônio, ele deve satisfazer certos critérios. Esses critérios consistem em cinco características. Primeiro, o hormônio intestinal deve ser secretado por uma célula no trato gastrointestinal e deve atuar sobre outra célula. Segundo, o veículo que transporta os hormônios intestinais da célula secretora à célula-alvo deve ser o sangue (rota endócrina). Terceiro, a liberação de hormônios intestinais deve ser estimulada pelo alimento. Quarto, não é necessário que os hormônios intestinais sejam secretados sob controle neuronal. Quinto, uma forma sintética do hormônio (p. ex., como aquele sintetizado por uma empresa farmacêutica), deve ser capaz de mimetizar as ações do hormônio natural. Se um peptídio intestinal atender a esses critérios, ele é denominado hormônio intestinal, mas, caso contrário, ele mantém a referência de peptídio intestinal. Os peptídeos intestinais que atendem aos critérios mencionados são a secretina, gastrina, CCK, polipeptídio inibitório gástrico (também conhecido como peptídio insulinotrópico dependente de glicose [PIG]) e motilina. Ademais, há hormônios candidatos que não satisfazem inteiramente os critérios mencionados. Esses hormônios candidatos são polipeptídio pancreático, peptídio YY e enteroglucagon. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 10 Secretina A secretina foi o primeiro hormônio peptídio intestinal a ser identificado. A secretina é secretada pelas células S do duodeno e jejuno superior em resposta à gordura, ácido gástrico, ácidos biliares e extratos de ervas. Funcionalmente, a secretina estimula as secreções exócrinas pancreáticas e biliares da água, bicarbonato, muco gástrico e pepsinogênio; secreções pancreáticas endócrinas de insulina, glucagon e somatostatina; e o crescimento pancreático. Além disso, a secretina inibe a secreção de ácido gástrico (funcionando como uma espécie de antiácido natural), bem como a motilidade do intestino e crescimento mucoso gástrico. A regulação das funções da secretina é controlada pela ação de hormônios ou por interação neuronal-hormonal. Patologicamente, a hipersecretinemia pode ser encontrada em casos de úlcera duodenal, insuficiência renal, pancreatite crônica e carcinoma de pequenas células do esôfago. Gastrina A gastrina (G) é o hormônio secretado pelas células G do piloro gástrico, antro gástrico e duodeno. A gastrina é secretada em resposta à presença de proteína e distensão gástrica. Sua principal ação é aumentar a secreção de ácido gástrico. Dependendo do número de aminoácidos na cadeia peptídica, a gastrina tem duas formas diferentes, G-17 (também conhecida como gastrina pequena) e G-34 (também conhecida como gastrina grande). O antro gástrico produz G-17 em resposta ao alimento, enquanto o duodeno produz G-34 entre as refeições. Se o sexto resíduo de tirosina do terminal-C for sulfatado, então, a gastrina é chamada Gastrina II. No entanto, se esse resíduo não for sulfatado, então, o peptídio é chamado Gastrina I. A gastrina I e II liga-se ao receptor colecistocinina-2 (CCK2), um receptor associado à proteína G com uma afinidade semelhante ao CCK. Essa ligação resulta na estimulação da secreção de ácido gástrico e hiperplasia das células semelhantes à enterocromafim (ECL), um tipo de célula endócrina da mucosa gástrica. Níveis aumentados de gastrina plasmática, independentemente do alimento ou da acidez, podem ser usados como uma ferramenta diagnóstica para casos de anemia perniciosa ou gastrinoma (um tumor que secreta gastrina). Além disso, a gastrina aumenta a secreção de ácido indiretamente pela @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 11 estimulação da liberação de histamina a partir da ECL, que pode ativar os receptores de histamina-2 (H2) em células parietais gástricas secretoras de ácido. Portanto, uma das maneiras pelas quais a inibição da secreção de ácido gástrico pode ser alterada é através de fármacos que bloqueiam o receptor H2, como a cimetidina. Colecistocinina A colecistocinina (CCK) é um hormônio secretado pelas células I endócrinas e pelos neurônios entéricos do duodeno e jejuno em resposta à gordura e à proteína. Sua principal ação é estimular o esvaziamentoda vesícula biliar e secretar as enzimas pancreáticas. A CCK controla muitas funções GI ativando dois receptores associados à proteína G: a CCK1, que é distribuída principalmente no trato alimentar, e a CCK2, que é distribuída sobretudo no SNC. A sulfatação (adicionar um grupo de sulfato) de CCK afeta a ligação do peptídio aos seus receptores. A CCK sulfatada tem uma afinidade de ligação aos receptores CCK1 maior do que a forma não sulfatada de CCK ou gastrina. A CCK sulfatada, a CCK não sulfatada e a gastrina ligam-se a receptores CCK2 com a mesma afinidade. Fisiologicamente, a CCK controla muitas funções relacionadas ao trato gastrointestinal. Por exemplo, a CCK causa a contração da vesícula biliar e do músculo liso enquanto aumenta a secreção pancreática e inibe o esvaziamento gástrico e a ingestão alimentar. Polipeptídio inibidor gástrico O polipeptídio inibidor gástrico (PIG) é referido como uma enterogastrona em função de sua capacidade de reduzir a taxa de esvaziamento estomacal. A enterogastrona é um termo coletivo que se refere a qualquer hormônio ou substância regulatória que desacelera o movimento da ingesta, particularmente do estômago ao intestino. O nome peptídio insulinotrópico dependente de glicose também é dado ao PIG pelo fato de sua secreção ser estimulada pela presença de glicose no duodeno e de uma de suas ações ser estimular a secreção de insulina do pâncreas endócrino. Esse hormônio é secretado pelas células K do intestino delgado proximal em resposta à gordura e à glicose. Funcionalmente, o PIG inibe a secreção de ácido gástrico e estimula a secreção de insulina. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 12 Motilina A motilina. é um peptídio secretado pelas células M (ou Mo) do duodeno e, em menor grau, pelo jejuno. A motilina atua tanto em músculos quanto em nervos para regular o complexo motor migrante (CMM), o padrão básico de motilidade intestinal presente durante o período entre as refeições que é interrompido pela alimentação. Ademais, a motilina estimula o esvaziamento gástrico durante o período entre as refeições e a secreção de pepsinogênio, uma enzima do estômago que digere a proteína. Clinicamente, fármacos que mimetizam as ações da motilina são usados para tratar distúrbios na motilidade visceral (distúrbios hipocinéticos), incluindo o atraso no esvaziamento gástrico. A mucosa do trato gastrointestinal é exposta a numerosos micro- organismos e antígenos (p. ex., alimentos contaminados e toxinas). Tais agentes prejudiciais requerem um sistema de defesa local (sistema imune) para controlar sua quantidade e limitar seu acesso ao corpo. A maior parte das células imunes no corpo situa-se na mucosa visceral. Essas células imunes defendem o ambiente GI de duas formas. Primeiramente, as células imunes do trato gastrointestinal respondem à estimulação similar a quaisquer outras células imunes no corpo incluindo a criação da memória antigênica, neutralização e a síntese de anticorpos e recrutamento de células exterminadoras. Em segundo lugar, as células imunes do trato gastrointestinal reagem secretando os mediadores inflamatórios como prostaglandinas, histamina e citocinas, que interagem diretamente com as células endócrinas e parácrinas do SNE e trato GI. Essa interação resulta na modulação das funções viscerais como a motilidade e secreção. Além do sistema de controle intrínseco do trato GI, dois sistemas extrínsecos também participam da regulação das funções viscerais. Semelhantes aos sistemas intrínsecos, os sistemas extrínsecos também consistem em nervos e em secreções endócrinas. As inervações extrínsecas que controlam as funções do trato GI consistem nos nervos vago e esplâncnico, ao passo que o sistema @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 13 hormonal extrínseco consiste em um hormônio, a aldosterona. Nervo vago Anatomicamente, o nervo vago possui dois componentes: os eferentes parassimpáticos (fibras nervosas que enviam ordens do cérebro ao trato gastrointestinal) e os aferentes vagais (fibras nervosas que enviam informações do trato gastrointestinal ao cérebro). Funcionalmente, o nervo vago consiste em dois tipos gerais de fibras nervosas, as aferentes (sensoriais), que transportam o sinal dos órgãos ao SNC, e as eferentes (motoras), que transportam ordens do SNC aos órgãos. Os tipos específicos de fibras vagais mais relevantes para o trato GI são: (1) aferentes viscerais gerais (AVG), que inervam a víscera abdominal, incluindo o trato gastrointestinal, bem como a mucosa faríngea; (2) aferentes viscerais especiais (AVE), que transportam sinais das papilas gustativas da cavidade oral; (3) eferentes viscerais gerais e especiais (EVG e EVE) projetando-se do SNC aos gânglios parassimpáticos próximo aos órgãos e à faringe, respectivamente. O nervo vago inerva o trato GI por meio de dois ramos principais: o vago esquerdo e direito. Os ramos vagais esquerdos estão dentro de nervos celíacos e gástricos, enquanto os ramos vagais direitos estão dentro de nervos hepáticos, gástricos direito e nervo celíaco acessório. A vagotomia de alguns desses ramos pode ser utilizada como um tratamento opcional para úlceras gástricas/peptídeas. Além do mais, o nervo vago se comunica com o SNE do trato gastrointestinal, que também se comunica com o complexo vagal dorsal do SNC, por intermédio de aferentes vagais. Estes AVGs são intravilos arbóreos (IVA), terminais laminares intergangliânicos (TLIG) e arranjos intramusculares (AIM). @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 14 Os IVAs atingem os vilos da mucosa do trato gastrointestinal e funcionam como quimiorreceptores, fornecendo informação para o SNC sobre a condição química do lúmen intestinal. As AIMs e os TLIGs agem como mecanorreceptores e alongam ou tensionam receptores, o que fornece informação ao SNC sobre a situação física do trato gastrointestinal. As AVGs vagais que se comunicam com o SNE do trato gastrointestinal são neurônios parassimpáticos e pré ganglionares que fazem sinapse em neurônios de plexos submucosos ou mientérico. Em geral, este controle eferente parassimpático é estimulador. Nervo esplâncnico O nervo esplâncnico fornece ao trato GI inervações eferentes simpáticas e inervações aferentes vertebrais. Corpos celulares simpáticos pós- ganglionares residem no gânglio celíaco-mesentérico (GCM) e faz sinapse no órgão-alvo. O GCM, em formato solar, consiste em dois gânglios principais, o mesentérico celíaco e craniano (superior), e também gânglios menores sem nomes específicos. Estes gânglios estão entre as artérias mesentéricas celíacas e cranianas, representando ramos da aorta. Em geral, as secreções neurócrinas simpáticas são inibidores naturais. Os nervos esplâncnicos, carregando aferentes vertebrais e viscerais, são distribuídos na mucosa, músculos, serosa e mesentério do trato gastrointestinal. Eles carregam sinais para o SNC em relação à presença de condições patológicas no trato gastrointestinal. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 15 Tais sinais incluem a distensão da parede do trato gastrointestinal, inflamação ou presença de químicas nocivas ou substâncias no lúmen intestinal com cólica associada ou dor abdominal. Estes estímulos dolorosos provocam respostas simpáticas no trato GI, incluindo a inibição da motilidade do trato gastrointestinal e aumento das secreções glandulares. Apenas um hormônio conhecido é secretadofora do trato GI, mas ainda participa do controle de algumas funções do trato GI: a aldosterona. A aldosterona é um hormônio esteroide (mineralocorticoide) que é secretado pela seção da zona glomerulosa exterior do córtex adrenal seguido pela estimulação da dieta com baixo teor de sal (hipossódica), angiotensina, hormônio adrenocorticotrófico ou altos níveis de potássio. A principal função da aldosterona é agir nos túbulos contorcidos distais e ducto coletor no rim causando a secreção do potássio e reabsorção do sódio e da água, com aumento da frequência na pressão sanguínea. No trato GI, a aldosterona estimula a reabsorção de sódio e água no intestino e nas glândulas salivares na troca com íons de potássio. Além disso, embora seja uma espécie dependente, a aldosterona provoca o aumento da absorção da água e sódio no cólon proximal e diminui a absorção no cólon distal. @STDSELVAGEM FISIOLOGIA VETERINÁRIA II 16 KLEIN, B. G. (2014). Cunningham Tratado de Fisiologia Veterinária. 5ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier. Capítulo 27 – Regulação das Funções Gastrointestinais.
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