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Sistema gastrointestinal- Fisiologia II Carolina Gritz Organização do sistema gastrointestinal O trato gastrointestinal consiste em uma série de órgãos ocos que se estendem da boca ao ânus e nas várias glândulas e órgãos acessórios. São eles: fígado, vesícula biliar, pâncreas e glândulas salivares (3). Os esfíncteres são responsáveis pelo controle e movimentação da passagem de substâncias pelo trato. No esôfago há o esfíncter esofágico superior e inferior, no estômago o esfíncter pilórico (do quimo para o intestino delgado), há também o esfíncter ileocecal e anais interno e externo. Funções do sistema gastrointestinal As funções incluem: movimentação, secreção, digestão, absorção, circulação e excreção de alimentos. Anatomia fisiológica da parede gastrointestinal O trato gastrointestinal possui camadas musculares que se organizam de forma circular e outra longitudinal. Essas camadas são importantes para a movimentação, a circular auxilia no movimento de mistura e a longitudinal auxilia na propulsão/ transporte do bolo alimentar. Regulação da função gastrointestinal Possui um sistema nervoso próprio, o sistema nervoso entérico, que é responsável pelos movimentos e secreções. Ele é composto por aproximadamente 100 milhões de neurônios entre o esôfago e o ânus. → Plexo mioentérico: localizado entre as camadas longitudinal e circular. É responsável pelo controle dos movimentos e contrações gastrointestinais. Aumenta a contração tônica, a intensidade de contrações rítmicas e a velocidade de condução das ondas excitatórias. → Plexo submucoso: localizado na camada submucosa. É responsável por controlar as secreções, a irrigação sanguínea gastrointestinal, a absorção local e a contração local do músculo submucoso. → Sistema nervoso parassimpático: estimulador. → Sistema nervoso simpático: inibitório. → Neurotransmissores secretados por neurônios entéricos: acetilcolina- estimula e epinefrina- inibe. O resto de neurotransmissores podem ser tanto excitatórios como inibitórios. Controle autônomo do trato gastrointestinal Toda vez que o sistema parassimpático for ativado, haverá aumento da secreção de substâncias e da movimentação gastrointestinal, enquanto o sistema simpático realiza a ação contrária. O nervo craniano X, vago, é responsável pela inervação do esôfago, estômago, pâncreas e intestinos. Já a divisão sacral de S1 à S4 é responsável por emitir nervos pélvicos e inervar a metade distal do intestino grosso até o ânus. Motilidade gastrointestinal As contrações tônicas do músculo liso são responsáveis pela agitação, peristaltismo e reservatório. 1. 1. Contrações segmentares associadas ao movimento não- propulsivo do conteúdo luminal: aumento da mistura (agitação) que melhora a digestão e absorção dos nutrientes da dieta. 2. Movimentos de propulsão: onda progressiva de relaxamento, seguida de contração- peristaltismo. Movimento propagado dos alimentos e seus produtos digestivos em uma direção caudal. 3. Reservatório para manter o conteúdo luminal: localizado no estômago e intestino grosso, que é possibilitado pelos esfíncteres que separam os órgãos do TGI. Fluxo sanguíneo gastrintestinal Circulação esplâncnica: realiza uma filtragem do sangue devido a presença de agentes patológicos e toxinas provenientes dos órgãos gastrointestinais. A circulação ocorre da seguinte forma: os vasos passam nos órgãos como intestino, baço e pâncreas, e todos desembocam na veia porta do fígado, neste órgão os vasos passarão por sinusóides hepáticos que possuem células reticuendoteliais e que realizam a filtração do sangue, visando eliminar agentes nocivos e liberar sangue “limpo”. A partir disso, o sangue segue e cai na veia cava inferior e continua seu trajeto pelos grandes vasos. Atividade intestinal e fluxo sanguíneo O fluxo sanguíneo que acontece no trato gastrointestinal está diretamente relacionado ao nível de atividade local. Se o indivíduo está em jejum o fluxo sanguíneo é reduzido, mas após a ingestão de alimentos há direcionamento sanguíneo para o trato gastrointestinal. Este fato explica o sono que ocorre depois das refeições. Como o fluxo sanguíneo é encaminhado para o sistema gastro, a quantidade de sangue do encéfalo é diminui. O fluxo sanguíneo auxilia a absorção de nutrientes de forma adequada, a secreção de substâncias, a contração e a motilidade. Algumas substâncias agem de forma vasodilatadoras, são elas: colecistoquinina, peptídeo vasoativo intestinal, gastrina, secretina, calidina e bradicinina. Todas possuem como local de atuação a mucosa do TGI, com exceção da calidina e bradicinina, que atuam nas glândulas gastrointestinais. Controle hormonal do trato gastrointestinal Hormônio Fonte Alvo Ação Colecistocinina Células I do duodeno e jejuno e neurônios no íleo e cólon Pâncreas Vesícula Biliar ↑ secreção de enzimas no pâncreas ↑ contração da vesícula Peptídeo inibidor gástrico Células K do duodeno e jejuno Pâncreas Exócrino: ↓ absorção de líquidos Endócrino: ↑ liberação de insulina Gastrina Células G no antro do estômago Células parietais no corpo do estômago ↑ secreção H+ Peptídeo liberador de gastrina Terminações nervosas vagais Células G do antro do estômago ↑ secreção de gastrina Guanilina Íleo e cólon Intestino delgado e intestino grosso ↑ absorção de fluidos Motilina Células endócrinas do trato GI superior Esfíncter esofágico, estômago e duodeno. ↑ contração do músculo liso Neurotensina Células endócrinas do trato GI Músculo liso intestinal Estimulação vasoativa da liberação de histamina Peptídeo Y Células endócrinas do íleo e do cólon Estômago Pâncreas ↓ secreção ácida mediada por via vagal ↓ secreção de enzimas e fluidos Secretina Células S do intestino delgado Pâncreas Estômago ↑ secreção de HCO−3 e fluidos ↓ secreção de ácido gástrico Somatostatina Células D do estômago e duodeno, células δ das ilhotas pancreáticas Estômago Intestino Pâncreas Fígado ↓ liberação de gastrina ↑ absorção de fluidos/ ↓ secreção ↑ contração do músculo liso ↓ secreções endócrinas/exócrinas ↓ fluxo biliar Substância P Neurônios entéricos Neurônios entéricos Secreção de neurotransmissores Polipeptídio intestinal vasoativo Neurônios entéricos Intestino delgado Pâncreas ↓ relaxamento do músculo liso ↑ secreção pelo intestino delgado ↑ Secreção pelo pâncreas Fisiologia da ingestão de alimentos Boca: realiza a digestão mecânica (mastigação) e química (salivação). Este mecanismo ajuda na redução do tamanho do alimento e aumento da área de superfície, ajudando na digestão. Glândulas salivares: a saliva tem PH de 6-7, tem função de lubrificação e digestão química, e é secretada por 3 glândulas: parótida, submandibular e sublingual. A saliva tem composição de cerca de 95,5% de água e 0,5% de solutos. Na camada mucosa haverá secreção de ptialina (digestão) e mucina (lubrificação). Assim, as funções da saliva são: dissolver alimentos, lubrificar os alimentos para facilitar a deglutição, ação antimicrobiana e auxilia na higiene oral. A secreção é realizada por ácinos que possuem secreção primária- ptialina, muco e líquido extracelular. A secreção é regulada pelo cheiro, tato, sabor, entre outros. Componentes Glândula Função Proteínas ricas em prolina P e SM Formação do esmalte do dente, ligação ao Ca, antimicrobiano e lubrificação Glicoproteínas da mucina SL e SM Lubrificação Enzimas: a-amilase Lipase Ribonuclease Calicreína P e SM SL SM P, SM e SL Digestão de amido Digestão de gorduras Digestão de RNA Lasctoperoxidase, lactoferrina, lisozima, receptor de IgA e peça secretora de IgA SM Antimicrobiano Fatores de crescimento SM Desconhecido Dentes: é uma estrutura acessória do sistema digestório.Estão localizados nos alvéolos ósseos da mandíbula e das maxilas. Possuem uma camada de esmalte, que recobre e protege os dentes, sendo considerado o material mais resistente do corpo humano. São classificados em 4 tipos: incisivo, canino, pré-molar e molar. Mastigação: previne a escoriação do TGI e facilita o transporte do bolo alimentar por meio da digestão mecânica dos alimentos. O reflexo da mastigação acontece por inibição reflexa e reflexo de estiramen to (abertura da boca) Deglutição: o alimento é levado para a faringe (orofaringe), que é comum ao sistema respiratório. A deglutição é auxiliada pelo esfíncter esofágico superior e inferior e a glote, que evita que o alimento vá para as vias respiratórias e também para evita o refluxo alimentar. Possui 3 estágios: 1. Estágio voluntário, que inicia o processo de deglutição. 2. Estágio faríngeo (involuntário), passagem do alimento pela faringe até o esôfago. 3. Estágio esofágico (involuntário), transporta o bolo alimenta até o estômago. Esôfago: é neste local que há condução do bolo alimentar até o estômago, mas não há digestão do bolo alimentar. As secreções esofágicas são puramente lubrificadoras e são secretadas pelas glândulas mucosas simples e pelas glândulas mucosas compostas. Há também, na junção esofagogástrica, muitas glândulas para proteger contra a corrosão do suco gástrico proveniente do estômago. Funções motoras do estômago e secreções gástricas Estômago: serve como um reservatório, que é possibilitado pelos esfíncteres (esofágico e pilórico). O estômago é formado por 3 porções: fundo, corpo e antro. Ele possui pregas mucosas como característica. É responsável pela transformação do bolo alimentar em quimo, com poucas ondas peristálticas. Após, irá ocorrer um esvaziamento do estômago onde há contrações intensas no antro gástrico e abertura do esfíncter pilórico. Características das secreções gástricas: A secreção gástrica tem PH ácido (1-3,5). No estômago, 3 células são responsáveis pela secreção: 1. células mucosas- muco. 2. células oxínticas (parietais)- HCL, fator intrínseco e pepsinogênio. 3. células pépticas (principais)- enzimas digestivas. Fases da secreção gástrica: Fase cefálica- ocorre antes da ingestão do alimento, pelo olfato, visão e tato- representa cerca de 30% da secreção total, é de controle parassimpático, realizado pelo tronco vagal. Fase gástrica- ocorre por reflexos vagais e reflexos entéricos locais, ou seja, o bolo alimentar já está no e stômago, havendo secreção de suco gástrico (gastrina) e movimentação- representa cerca de 60% da secreção total. Fase intestinal- o quimo estará presente na região do duodeno, havendo uma pequena secreção gástrica nesta região, cerca de 10% da secreção tot al. Esvaziamento do estômago: nesta fase, ocorre intensas contrações peristálticas no antro gástrico e abertura do esfíncter pilórico. A velocidade de esvaziamento é regulada por sinais do estômago e do duodeno. Este esvaziamento não pode ter intensidade superior à que o quimo pode ser digerido e absorvido no intestino delgado. Inibição do esvaziamento gástrico: O volume excessivo de quimo no duodeno retarda ou interrompe o esvaziamento gástrico. Os fatores que são responsáveis por isto são: grau de distensão do duodeno, irritação da mucosa duodenal em graus variáveis, grau de osmolaridade do quimo, grau de acidez do quimo duodenal e pela presença de produtos de degradação química no quimo. Os reflexos são mediados por 3 vias: diretamente do duodeno para o estômago pelo sistema nervoso entérico, por nervos extrínsecos e pelo nervo vago. Um feedback hormonal também pode inibir o esvaziamento gástrico, sendo estimulado por gorduras (digerida apenas no duodeno, devido a necessidade da bile), principalmente. Os hormônios que são inibidores do esvaziamento gástrico são a colecistoquinina, a secretina e o peptídeo inibidor gástrico. Movimentos do intestino delgado As contrações de mistura irão acontecer quando há uma distensão do intestino delgado, levando a contrações concêntricas localizadas (12 por minuto) e a divisão do intestino em segmentos. Consequentemente, há divisão do quimo em segmentos e, em seguida, a mistura com as secreções do intestino. Algumas literaturas trazem que após essa sequência de fatos, há formação do quilo. Os movimentos propulsivos possibilitam que o quilo seja levado ao ânus através das ondas peristálticas ou movimento propulsivos. Esta movimentação é bastante lenta. Toda vez que desloca de 3 a 5cm as contrações param, visando facilitar e propiciar a absorção de nutrientes em todo o intestino delgado. Do piloro até a válvula ileocecal leva de 3 a 5 horas. Caso seja identificado agentes patológicos ou substâncias tóxicas, o quilo será transportado mais rapidamente pelo intestino. O controle é feito pelo reflexo gastroentérico ou por efeito de hormônios como gastrina, CCK, insulina, motilina e serotonina. A inibição dos movimentos é feita pela secretina e pelo glucagon. Movimentos do cólon No intestino grosso há intensa absorção de água e eletrólitos, levando o quilo a ser transformado em bolo fecal (sólida). Esta estrutura também serve como reservatório. A divisão do íleo com o intestino grosso é pela válvula ileocecal. A estrutura é ascendente, transversa e descendente. Quanto mais tempo o bolo fecal ficar no intestino grosso, mais sólido ficará o bolo fecal. O metabolismo interfere diretamente no movimento do IG, quanto mais demorado é a eliminação do bolo fecal, maior a chance de haver constipação, assim como o contrário é verdadeiro. Na porção inicial ou proximal ocorre maior absorção, e na porção final ocorre maior armazenamento. A movimentação do esfíncter anal externo pode ser controlada, mas a contração do esfíncter anal interno não pode ser controlada As alças intestinais levam a movimentos de haustrações, sendo contrações combinadas de faixas longitudinais e circulares dos músculos, que fazem com que a porção não estimulada do IG seja inflada. Existem também movimentos chamados de propulsivos- movimento de massa, em que há contrações haustrais lentas, mas persistentes (8 a 15horas). O reflexo da defecação acontece através de sinais intrínsecos do próprio sistema nervoso entérico, na parede do reto. Quando as fezes entram no reto, há distensão da parede fecal, levando sinais aferentes para o SNE, levando a contrações peristálticas em direção para o ânus. Haverá relaxamento do esfíncter anal interno é relaxado, no entanto, a vontade própria leva ao relaxamento do esfíncter anal externo e a defecação de fato. Não acontece de forma voluntária quando o indivíduo está com diarreia, devido a presença de agentes nocivos, levando a contrações intensas. Secreção pancreática O pâncreas está localizado na curvatura do intestino delgado. Ele emite um ducto chamado de pancreático, que quando se une com o ducto biliar forma o ducto comum, que irá percorrer até o intestino delgado. Ele é responsável endócrinamente pela secreção de insulina e glucagon, exócrinamente ele secreta suco pancreático, composto de várias enzimas, e é produzido nos ácidos pancreáticos. Os ductos intercalados levam o suco ao ducto principal, que irá formar o ducto comum. O bicarbonato serve como neutralizador do quimo que vem do estômago, pois ele é extremamente ácido. No momento em que o quimo entra no duodeno, o bicarbonato será responsável por sua neutralização. Outra função do suco pancreático é a digestão de proteínas, entre as enzimas responsáveis por isso são: tripsina, quimiotripsina e carboxipolipeptidase. A digestão de carboidratos é feita pela amilase pancreática. E a digestão de gorduras é feita pela lipase pancreática e colesterol esterase- é importante a ajuda da bile, pois ela realiza a emulsificação da gordura. A secreção pancreática é regulada pelos hormôniosliberados pelo intestino e também pelo HCL no estômago. → A liberação de HCL no estômago induzirá a secreção de secretina, sintetizada nas células do duodeno. A secretina causa secreção copiosa (abundante) de líquido pancreático e bicarbonato. → Tanto gorduras quanto aminoácidos causam a liberação de colecistocinina, sintetizada nas células do duodeno. A colecistocinina causa a secreção de enzimas pelos troncos vagais nos ácinos. As fases de secreção pancreática são: a fase cefálica- por responsabilidade do nervo vago, antes mesmo do alimento chegar, onde há liberação de acetilcolina (parassimpático) e corresponde a 20% da secreção. A fase gástrica ocorre após a refeição e corresponde a 5 a 10% da secreção. A fase intestinal é a fase que ocorre de fato a secretina no intestino delgado, para que seja liberado suco pancreático, corresponde ao 70% que restam da secreção. Secreção biliar Pessoas que não tem vesícula biliar podem comer gordura também (não em excesso), apesar de não terem este órgão, a produção de bile é feita pelos hepatócitos do fígado, e ela é apenas armazenada e concentrada na vesícula. A coleta da bile é feita pelos canalículos biliares, ductos periportais e levam ao ducto biliar. Tríade portal: formada pela veia porta, artéria hepática e ducto biliar. O hormônio secretina que é liberado no duodeno estimula a produção e secreção da bile. Os ácidos biliares também induzem a produção desta substância. A contração é realizada pela estimulação parassimpática vagal. A colecistocinina também é um hormônio produzido no duodeno e leva a contração da vesícula e o relaxamento do esfíncter de oddi, permitindo a entrada de bile e suco pancreático no duodeno. A vesícula biliar armazena e concentra a bile em até 15x, levando a um melhor desempenho de emulsificação de gorduras. Por exemplo, a concentração de sais biliares no fígado é de 1,1g/dL e na vesícula é de 6 g/dL. Secreção do intestino delgado No intestino delgado é secretado vários sucos como: suco pancreático, bile e também secreção de muco. Esta secreção de muco é feita pelas glândulas de Brunner para fazer a proteção das paredes intestinais. Os estímulos para liberação deste muco são a irritação das paredes, estimulação vagal devido ao aumento do HCL no estômago para preparar o intestino e também os hormônios gastrointestinais, como a secretina. A estimulação simpática inibe as glândulas de Brunner, podendo levar a úlceras pépticas. No intestino delgado há células chamadas de criptas de Lierberkuhn que produzem e secretam enzimas que compõem o suco digestivo, para melhorar a absorção de nutrientes. A digestão de peptídeos é feita pelas peptidases. A digestão de dissacarídeos é feita pela sucrase, maltase, isomaltase e lactase. E a digestão de gorduras é feita pela lipase intestinal. Digestão e absorção do trato gastrointestinal → Glicose não é digerida pois já é uma molécula pequena. → Proteína será transformada em aminoácidos por reações de hidrólise. Alguns peptídeos atravessam normalmente para chegar à corrente sanguínea. → Carboidratos serão quebrados em glicose, frutose e galactose para serem absorvidos. → Triglicerídeos sofrerão degradação por meio de hidrólises e formarão ácido graxo e triglicerol para passar pelas células, mas voltará a sua forma de triglicerídeos na corrente sanguínea. Locais de absorção de nutrientes OBS: o Ca é especialmente absorvido no intestino delgado pela vitamina D e pelo hormônio paratormônio. Digestão de carboidratos A digestão dos carboidratos começa pela ptialina na boca. No intestino será absorvida de acordo com os exemplos citados na imagem. As enzimas apresentadas são: lastase, glicoamilase e sucrase-isomaltase. A base fisiológica é que todo carboidrato tem que ser quebrado em moléculas mais simples como glicose, galactose e frutose para ser levado por transportadores específicos até o citoplasma/ corrente sanguínea. Frequentemente são transportados por receptores de glicose GLUT 2. Deficiência da enzima lactase: a lactose não será hidrolisada para que ocorra sua absorção. As bactérias intestinais causam fermentação desta lactose, causando gases e desconforto intestinal. Além disso, o aumento da glicemia fica reduzida pois a lactose não acompanhará a curva de glicose no sangue. Digestão de proteínas Digestão de gorduras
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