Transcript Apresentação do PowerPoint

Fisiologia do Sistema
Digestório relacionada à
Clínica Médica
Integrante da MED7017
Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto
Profa. Associada II do Depto. Ciências Fisiológicas
CCB-UFSC
Como citar este documento: PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia do Sistema
Digestório relacionada à Clínica Médica. Disponível em:
<http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: (coloque a data aqui)
Assuntos:
Conceitos gerais sobre a regulação das funções do
TGI
Estas aulas e outros materiais relacionados
Movimentos
do TGIdedicada à
estão disponíveis
na página
MED da 6ª fase em meu website:
Fisiologia
da secreção ácida gástrica
www.cristina.prof.ufsc.br
Fisiologia da absorção e secreção de água e
porém o acessoeletrólitos
é restrito e exige os
seguintes:
login : digfisiomed6 e senha: mercurio
Digestão e absorção dos principais nutrientes
Fisiologia da defecação
Caso interesse o acesso à Med 2ª fase:
login:
fisiomed2
senha:
saturno
Fisiologia
das secreções
pancreáticas
Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto
Profa. Associada II do Depto. Ciências Fisiológicas
CCB-UFSC
Conceitos
gerais sobre a
regulação das
funções do
TGI
Os cinco processos básicos do Sistema Digestório:
Motilidade, digestão, secreção, absorção e excreção.
Mas como é possível organizar e
regular/modular tais processos
de maneira eficiente?
EXCREÇÃO
Fisiologia Humana Silverthorn, 2010 Ed. Artmed
Conceitos gerais sobre a regulação das funções do TGI
A regulação das funções do
Sistema Digestório é realizada
através de três mecanismos de
transmissão de sinais no trato
gastrointestinal:
o neurócrino, o parácrino e o
endócrino
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal:
NEURÓCRINO
A regulação das funções é realizada
através de neurônios que
liberam/secretam seus
neurotransmissores em sinapses ou,
mais difusamente, nas
varicosidades.
Role of interstitial cells of Cajal in neural control of gastrointestinal
smooth muscles. Ward, Sanders e Hirst 2004
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal:
PARÁCRINO
A regulação das funções é realizada
por células especializadas
(enterocromafins), presentes na
mucosa (incluindo a lâmina própria)
que secretam substâncias que
difundem no interstício e atuam em
células-alvo vizinhas a elas.
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal:
PARÁCRINO
Percepção visceral: transdução sensorial em aferentes viscerais
luz do ID
lâmina própria
céls. da mucosa
terminação nervosa
aferente primária
co-transportador
SGLT-1
(luminal)
GLUT-2
(basolateral)
cél. enterocromafim
principal consequência: inibição temporária do esvaziamento gástrico
(reflexo enterogástrico e/ou vago-vagal)
A working model showing how luminal hexoses signal to primary afferents.
GLUT, glucose transporter; SGLT, sodium-glucose cotransporter; 5-HT, serotonin. from: Raybould, 2002
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal:
ENDÓCRINO
A regulação das funções é realizada
através de hormônios secretados
por células entero-endócrinas
presentes na mucosa (lâmina
própria) que, através da corrente
sangüínea, atuam em células-alvo à
distância, incluindo o SNC.
Célula enteroendócrina (céll “G”),
secretora de Gastrina Boston Univ./Medical Histology
ME de uma cél. enteroendócrina repleta de
grânulos de secreção entre o núcleo e a
membrana basal. Também, estão presentes
numerosos microvilos na superfície apical da
célula (do tipo “aberta” em contato com a luz da
mucosa) Junqueira e Carneiro, 2010
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal:
ENDÓCRINO
Hormônios gastrointestinais e suas principais funções fisiológicas.
O trato gastrointestinal
libera diversos hormônios,
incluindo a ghrelina e
gastrina (estômago),
insulina, glucagon,
polipeptídeo pancreático e
amilina (pâncreas),
colecistoquinina, secretina,
GIP e motilina (intestino
delgado), GLP-1, GLP-2,
oxintomodulina e PYY3–36
(intestino grosso). Estes
hormônios sinalizam para
o sistema nervoso
periférico e central,
regulando assim, um
grande número de
processos biológicos.
“Gut hormones and the regulation of energy homeostasis” Kevin G. Murphy
and Stephen R. Bloom Nature 444, 854-859, 2006.
http://www.nature.com/nature/journal/v444/n7121/fig_tab/nature05484_F2.html
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal:
ENDÓCRINO
Nome
GASTRINA
(estômago)
GHRELINA
estímulo para liberação
ação(ões) fisiológica(s)
peptídeos, aas e
distensão gástrica
Estimula a secreção ácida
restrição calórica
(antro gástrico e ID)
SECRETINA
(ID)
acidez duodenal
CCK-PZ
(colecistoquinina)
(ID)
ácidos graxos e aas
no ID
GIP
glicose e ácidos graxos
no ID
(peptídeo insulinotrópico
glicose-dependente-ID)
estimula a secreção de GH
estimula a ingestão de alimento
secreção de HCO3- pancreático
(ductos)
contração da vesícula biliar,
secreção de enzimas
pancreáticas (ácinos)
inibe a ingestão de alimento
estimula a secreção de insulina
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal
Embora as
influências
neurócrina, parácrina
e endócrina
possam ocorrer em
locais e momentos
diferentes,
durante o processo
de digestão, estas
ocorrem
simultaneamente,
de maneira integrada
e complementar…
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal
Exemplo de integração da regulação neurócrina, parácrina e endócrina
A ACETILCOLINA (“A”), A HISTAMINA (“H”) , O GRP E A GASTRINA (“G”)
ESTIMULAM A SECREÇÃO ÁCIDA GÁSTRICA
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal
Exemplo de integração da regulação neurócrina, parácrina e endócrina
A ACETILCOLINA (“A”), A HISTAMINA (“H”) , O GRP E A GASTRINA (“G”)
ESTIMULAM A SECREÇÃO ÁCIDA GÁSTRICA
Os principais mecanismos de transmissão de sinais no trato gastrointestinal
Exemplo de integração da regulação neurócrina, parácrina e endócrina
A ACETILCOLINA (“A”), A HISTAMINA (“H”) , O GRP E A GASTRINA (“G”)
ESTIMULAM A SECREÇÃO ÁCIDA GÁSTRICA
GRP : peptídeo liberador de gastrina
PRINCÍPIOS de
DE TRANSMISSÃO
SINAIS
NO no
TGI TGI
Mecanismos
transmissãoDEde
sinais
 Neurócrino
Sistema Nervoso Autônomo:
 Sistema Nervoso Entérico
 Sistema Nervoso
Parassimpático
 Sistema Nervoso
Simpático
http://medweb.bham.ac.uk/research/toescu/Teaching/GIT/OutlineDetailsMeds.htm#anchor225964
Inervação
autonômica do
TGI: SNE, SNPS
e SNSP
Na maioria das
vezes, as
influências do
SNPS e do SNSP
são de
modulação das
atividades dos
neurônios do
SNE.
Levy et al., 2006 “Berne e Levy: Princípios de Fisiologia”, 4ª Ed. Elsevier
Inervação
autonômica do
TGI: SNE, SNPS
e SNSP
Na maioria das
vezes, as
influências do
SNPS e do SNSP
são de
modulação das
atividades dos
neurônios do
SNE.
Levy et al., 2006 “Berne e Levy: Princípios de Fisiologia”, 4ª Ed. Elsevier
Inervação
autonômica do
TGI: SNE, SNPS
e SNSP
Na maioria das
vezes, as
influências do
SNPS e do SNSP
são de
modulação das
atividades dos
neurônios do
SNE.
Levy et al., 2006 “Berne e Levy: Princípios de Fisiologia”, 4ª Ed. Elsevier
O SPS e o SSP modulam as atividades do SNE
Veja mais sobre este assunto através de animações online em:
http://www.interactivephysiology.com/login/digestdemo/systems/buildframes.html?digestive/contdig/01
O SPS e o SSP modulam as atividades do SNE
Veja mais sobre este assunto através de animações online em:
http://www.interactivephysiology.com/login/digestdemo/systems/buildframes.html?digestive/contdig/01
O SNPS (via vago, p.ex.) influencia as atividades do TGI
através dos neurônios do SNE
A ativação vagal estimula múltiplas respostas
celulares via neurotransmissores
PRINCÍPIOS
DE TRANSMISSÃO
NO TGI
Mecanismos
de transmissão
de sinaisDE
noSINAIS
trato gastrointestinal
 Neurócrino
Sistema Nervoso Autônomo
 Sistema Nervoso Entérico
 Tipos de neurônios:
sensoriais,
interneurônios e
motoneurônios
 Tipos de
neurotransmissores:
Ach e NANC´s
 Sistema Nervoso
Parassimpático
 Sistema Nervoso
Simpático
http://medweb.bham.ac.uk/research/toescu/Teaching/GIT/OutlineDetailsMeds.htm#anchor225964
O SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO
Major neural plexuses of the small intestine. (A, Seen in whole mounts; B, seen in transverse section.) The
two ganglionated plexuses are the myenteric and submucosal plexuses. Fibers originating in the myenteric
and submucosal plexuses form the nonganglionated plexuses: the tertiary plexus (which innervates the
longitudinal layer of muscularis externa), the deep muscular plexus (which supplies the inner dense circular
muscle), and the mucosal plexus. Neurons and neuronal processes are shown in color. (Redrawn from
Furness JB, Costal M: Neuroscience 5:1, 1980.)
Veja mais sobre o SNE no livro disponível no “Google Livros” on-line: Furness, 2005
O SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO
Neurônios (e fibras nervosas) em um gânglio intramural do SNE.
Extraído de: Pocock & Richards, 2009: http://www.cristina.prof.ufsc.br/v2/equilibrio_homeostase/pocock_richards_2009_oup_cellsandtissues_cap6.pdf
O tubo digestório e a inervação intrínseca e extrínseca
Modificado do artigo: The Enteric Nervous System: A Second Brain, GERSHON, M. D. 1999;
O SNE contém milhões de neurônios (>100),
superando a medula espinhal
Mawe, 2007
http://www.the-aps.org/education/refresher/GIPhysiology.htm
Guinea pig myenteric plexus; 2x3 mm region; PGP 9.5
Gânglio do Sistema Nervoso Entérico com neurônios marcados por diferentes
técnicas imuno-histoquímicas.
ChAT: neurônios colinérgicos, NOS: neurônios que contém NO-sintase; NPY: idem para neuropeptídeo Y;
SP: idem para substância P; ChAT/NPY: neurônio com dupla marcação para ChAT e NPY (colocalização);
ChAT/SP: idem para ChAT e SP (colocalização) e NOS/NPY: idem para NO-sintasee NPY (colocalização)
Enteric nervous system and
developmental abnormalities
in childhood
Thambipillai Sri Paran Æ Udo Rolle Æ
Prem Puri
Paran et al., 2006
ALTERAÇÕES NEUROQUÍMICAS DO S.N.E. ESTÃO ASSOCIADAS A PATOLOGIAS EM HUMANOS
Patologias
Alterações do SNE associadas
Crohn's disease
(doença inflamatória intestinal, DII)
Increase in submucosal VIP neurones (...) increase in myenteric VIP, NOS
and PACAP neurones in afflicted region (...)
Ulcerative colitis
Increase in myenteric SP neurones in inflamed and noninflamed region (...)
Diverticular disease
Decrease in ChAT activity in fibers of muscle motor neurones
Severe IBS
neuronal degeneration, increased intraganglionic lymphocytes
Slow transit constipation
increase in myenteric NOS, VIP and PACAP neurones (...)
Achalasia
Decrease of intrinsic nerves including NOS (VIP/PACAP) in constricted and
dilated portion of oesophagus (...)
Hirschsprung
Loss of enteric neurones
Hypertrophic pylorus stenosis
Decrease in myenteric NOS, VIP, CGRP and SP nerves
Diabetes
Decrease in NOS, VIP, PACAP fibers and increase in SP fibres in the jejunum
Chagas
Decreased neurones in rectum and small bowel
Parkinson
Decrease in myenteric dopamine neurones
(doença inflamatória intestinal, DII)
(cólon)
(Síndrome do intestino irritável)
(aganglionose)
The human enteric nervous system. Schemann. & Neunlist, 2004
para uma revisão breve, veja De Giorgio et al., 2004 Neurogastroenterology & Motility, 16, 143-147, 2004
SISTEMA NERVOSO
CENTRAL
neurônios
sensoriais
SISTEMA NERVOSO
AUTÔNOMO PS e SP
MODELO CONCEITUAL DO SISTEMA NERVOSO
ENTÉRICO E A REGULAÇÃO DAS FUNÇÕES DO TGI
interneurônios
neurônios
motores
circuitos
integradores
epitélio
mucoso
inibidores
quimioceptores
mecanoceptores
células
secretoras
(endócrinas e exócrinas)
termoceptores
excitadores
músculos lisos
vasos
sangüíneos
programas
motores
SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO
Sistemas efetores
modificado de: http://library.med.utah.edu/physio/5200GI_lectures/motility.swf
SISTEMA NERVOSO
CENTRAL
neurônios
sensoriais
SISTEMA NERVOSO
AUTÔNOMO PS e SP
MODELO CONCEITUAL DO SISTEMA NERVOSO
ENTÉRICO E A REGULAÇÃO DAS FUNÇÕES DO TGI
interneurônios
neurônios
motores
circuitos
integradores
epitélio
mucoso
inibidores
quimioceptores
mecanoceptores
(endócrinas e exócrinas)
termoceptores
excitadores
músculos lisos
vasos
sangüíneos
programas
motores
SISTEMA NERVOSO ENTÉRICO
substância
endócrina ou
parácrina
células
secretoras
Sistemas efetores
substâncias presentes na luz
da víscera
Estímulos no lúmen eliciam reflexos vago-vagais (alça longa) e locais (alça curta) os quais ativam programas motores específicos
do SNE.
modificado de: http://library.med.utah.edu/physio/5200GI_lectures/motility.swf
Sinais aferentes neurócrinos do TGI
aferência
sensorial
relacionada aos
reflexos de alça
curta (reflexos
locais)
Sinais aferentes neurócrinos do TGI
aferência
sensorial
relacionada aos
reflexos de alça
longa
ex: relaxamento
receptivo
gástrico e
reflexo
gastrocólico
aferência
sensorial
relacionada aos
reflexos de alça
curta (reflexos
locais)
Percepção visceral: transdução sensorial em aferentes viscerais
luz do ID
lâmina própria
céls. da mucosa
terminação nervosa
aferente vagal
(reflexos vago-vagais)
ac. graxos livres
e monoacilgliceróis
linfa
d. lacteais
principais consequências:  o esvaziamento gástrico (reflexo vago-vagal),
 secreção pancreática e biliar (efeitos da CCK) e  a ingestão alimentar
Diagrammatic representation of the effects of ingestion of free fatty acids on the visceral afferent
nervous system. The chylomicron products are thought to signal to vagal afferent nerve terminals.
CCK, cholecystokinin. from: Raybould, 2002
Sinais aferentes neurócrinos do TGI
aferência
sensorial
relacionada aos
reflexos de alça
longa
ex: relaxamento
receptivo
gástrico e
reflexo
gastrocólico
aferência
sensorial
relacionada à
sensação de
dor e/ou
desconforto
aferência
sensorial
relacionada aos
reflexos de alça
curta (reflexos
locais)
Furness et al., 2004
Exemplos de neurônios eferentes do sistema nervoso entérico
neurônios motores: estimulam ou inibem a contração muscular
http://medweb.bham.ac.uk/research/toescu/Teaching/GIT/OutlineDetailsMeds.htm#anchor219993
Exemplos de neurônios eferentes do sistema nervoso entérico
neurônios secretomotores: estimulam ou inibem as secreções e v. sang.
http://medweb.bham.ac.uk/research/toescu/Teaching/GIT/OutlineDetailsMeds.htm#anchor219993
Exemplo de reflexos intrínsecos envolvendo os 3 tipos de neurônios:
regulação da peristalse (veja legenda no próximo slide)
Benarroch: Neurology, Volume 69, 2007.p. 1953-1957
Figure Schematic representation of some of the connections involved in local enteric reflexes. Local distension of the
intestinal wall, distortion of the mucosa, and chemical contents in the lumen activates intrinsic primary afferent neurons
(IPANs) located in both the submucosal plexus and myenteric plexus. The IPANS project both in oral and anal directions to
make synapses with interneurons, motor neurons, and other sensory neurons within the ENS. The peristaltic reflex includes
an ascending excitatory reflex mediated by myenteric motor neurons that utilize acetylcholine (ACh) and substance P (SP)
and elicit contraction of the circular or longitudinal smooth muscles located orally to the site of stimulation. The descending
inhibitory reflex involves inhibitory motor neurons that utilize nitric oxide (NO), vasoactive intestinal polypeptide (VIP),
neuropeptide Y (NPY), and adenosine triphosphate (ATP) in various combinations and elicit relaxation of the circular muscle
and longitudinal muscle located anally to the site of stimulation. The peristaltic reflex is coordinated by the action of
cholinergic interneurons that receive inputs from IPANs and project to either the excitatory or the inhibitory motoneurons.
Secretomotor and vasodilator reflexes are mediated by neurons located in the submucosal plexus that release ACh, VIP, or
NO. From: Benarroch: Neurology, Volume 69(20).November 13, 2007.1953-1957 caso interesse, solicite cópia)
Reflexos
longos do
TGI
3. LONG-RANGE REFLEXES - altogether different types of reflexes which involve co-ordinated response of one region of
the gut wall following activation in other parts of the GIT.
1. Gastro-enteric reflex - distension of stomach increase the excitability (motor and secretory) of the small intestine.
2. Gastro-ileal reflex - distension of stomach intesifies the activity of the terminal ileum and opens the ileo-cecal sphincter
3. Gastro- and duodeno-colic reflexes (with participation of extrinsic innervation and also hormonal (gastrin)`). Distension of
stomach or duodenum initiate 'mass movements' of the colon.
4. Ileo-gastric reflex - distension of an ileal segment inhibits gastric motility.
5. Intestino-intestinal reflex - cessation of intestinal motility upon excessive distention (adynamic ileus), or rough handling
(surgery) or peritonitis (severe irritation)
http://medweb.bham.ac.uk/research/toescu/Teaching/GIT/OutlineDetailsMeds.htm#anchor225964
Assuntos:
Conceitos gerais sobre a regulação das funções do
TGI
Movimentos do TGI
Fisiologia da secreção ácida gástrica
Fisiologia da absorção e secreção de água e
eletrólitos
Digestão e absorção dos principais nutrientes
Fisiologia da defecação
Fisiologia das secreções pancreáticas
Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto
Profa. Associada II do Depto. Ciências Fisiológicas
CCB-UFSC