Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC Como citar este documento: PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas. Disponível em: <http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: (coloque a data aqui)

Esta apresentação foi utilizada em minhas aulas para a graduação em Medicina (6ª fase) até o ano de 2007. Para que este material não se perca, deixo aqui à disposição daqueles que eventualmente tenham interesse. Bons estudos!

Bibliografia básica recomendada sobre Fisiologia Humana Livros-textos: “Berne & Levy: Fisiologia” Koeppen & Stanton, 2009, 6ª Ed. (Ed. Elsevier) “Tratado de Fisiologia Médica” Guyton & Hall, 2006, 11ª Ed. (Ed. Elsevier) “Fisiologia” Aires, M. M. 2008, 3ª Ed. (Ed. Guanabara Koogan) “Fisiologia” Costanzo, 2007, 3ª Ed. (Ed. Elsevier) “Berne & Levy: Fundamentos de Fisiologia”, Levy et al, 2006, 4ª Ed. (Ed. Elsevier) “Fundamentos de Fisiologia Médica” Johnson, 2003 (Ed. Guanabara Koogan) “Fisiologia: texto e atlas” Silbernagl e Despopoulos, 2003 (Ed. Artmed)

Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas relacionadas aos mecanismos secretores e absortivos intestinais

VOLUMES DIÁRIOS INGERIDOS, SECRETADOS, ABSORVIDOS E EXCRETADOS PELO TGI Overall fluid balance in the human gastrointestinal tract. About 2 L of water is ingested each day, and 7 L of various secretions enters the gastrointestinal tract. Of this total of 9 L, 8.5 L is absorbed in the small intestine. About 500 ml is passed on to the colon, which normally absorbs 80% to 90% of the water presented to it. Berne et al., 2004

extraído, enquanto disponível, de: http://navigator. medschool. pitt

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS luz intestinal ABSORÇÃO SECREÇÃO Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS luz intestinal secreção de bicarbonato Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

MECANISMOS DE SECREÇÃO DO HCO3- E ÁGUA NO DUODENO PROXIMAL jejuno íleo Conteúdo gástrico chega hipertônico e ácido AMPc: VIP, Ach e Prostaglan-dinas e Histamina  AMPc HCO3- H2O H2O Criptas de Lieberkühn (células imaturas) CFTR: canal regulador da condutância transmembrana da fibrose cística. Berne et al., 2004

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

MECANISMOS DE ABSORÇÃO DE CÁLCIO PELO ID duodeno jejuno íleo Calcitriol (Horm. Derivado da Vitamina D3) - rins    Ca++ Ca++ Cellular mechanisms of Ca2+ absorption in the small intestine. Ca2+ crosses the brush border plasma membrane via Ca2+ channels. In the cytosol of the enterocyte, Ca2+ is bound to calbindin. Ca2+ is extruded across the basolateral membrane by a Ca2+-ATPase and an Na+-Ca2+ exchange mechanism. Some Ca2+ is transported through the cytosol in membrane vesicles and released at the basolateral membrane by exocytosis. Berne et al., 2004

MECANISMOS DE ABSORÇÃO DE FOSFATO INORGÂNICO (HPO4=) SÃO ACOPLADOS AO ÍON SÓDIO Calcitriol  Model of inorganic phosphate (HPO4=) transport in the intestine. At the luminal surface of the enterocyte the brush border membrane harbors a 1,25(OH)2D responsive 2Na+/ HPO4= transporter, which has a high affinity for the HPO4=. The vast majority of phosphate absorption occurs via the process of diffusional absorption (...) Factors which may adversely influence the diffusional process are the formation of nonabsorbable calcium, aluminum or magnesium phosphate salts in the intestine and age, which reduces Pi absorption by as much as 50%. http://www.endotext.org/parathyroid/parathyroid2/parathyroidframe2.htm

MAS GRANDE PARTE DA ABSORÇÃO DE FOSFATO INORGÂNICO (HPO4=) É PARACELULAR Calcitriol Fatores que afetam a difusão paracelular do fosfato tais como alumínio e magnésio não-absorvíveis podem reduzir em até 50% sua absorção  The vast majority of phosphate absorption occurs via the process of diffusional absorption. This results as a consequence of the relatively low Km of the active transport process (2 mM) and the luminal Pi content during feeding, which generally exceeds 5 mM throughout the intestine even during fasting (10-12). The diffusion is mediated through the paracellular space and, therefore, is primarily a function of Pi intake. Because most diets contain an abundance of Pi, the quantity of phosphate absorbed always exceeds the need. Factors which may adversely influence the diffusional process are the formation of nonabsorbable calcium, aluminum or magnesium phosphate salts in the intestine and age, which reduces Pi absorption by as much as 50%. http://www.endotext.org/parathyroid/parathyroid10/parathyroid10.htm

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

MECANISMOS DE ABSORÇÃO DE FERRO PELO DUODENO E JEJUNO PROXIMAL intestinal lumen transferrina duodeno jejuno íleo (vegetais e cereais) duodeno (pH) (carne vermelha) A current view of the absorption of iron by intestinal epithelial cells. Berne et al., 2004 DCT1: transportador luminal de ferro; IREG1: transportador basolateral de ferro Fe++ ferroso (reduzido) Fe+++ férrico (oxidado) Berne et al., 2004

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS Absorção de sódio Secreção de bicarbonato e de potássio Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS Secreção de bicarbonato Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

Mecanismos de absorção de NaCl e secreção de K+ no CÓLON duodeno jejuno íleo K+ Cl- Manutenção do pH adequado (presença de bactérias) colon HCO3- Berne et al., 2004

Dependentes de Aldosterona ABSORÇÃO E SECREÇÃO INTESTINAIS DE ÁGUA E ELETRÓLITOS Secreçãode potássio Dependentes de Aldosterona Absorção de sódio Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

Mecanismos de absorção de NaCl e secreção de K+ no CÓLON ALDOSTERONA   duodeno jejuno íleo K+ Cl- Manutenção do pH adequado (presença de bactérias) colon HCO3- Berne et al., 2004

PELOS INTESTINOS DELGADO/GROSSO SECREÇÃO E ABSORÇÃO DE ÁGUA E ELETRÓLITOS PELOS INTESTINOS DELGADO/GROSSO

Mecanismos absortivos do epitélio do ID e CÓLON duodeno jejuno íleo colon Mucosa em repouso Absorção de NaCl ativada colon

Mecanismos absortivos do epitélio do ID e CÓLON duodeno jejuno íleo colon Movimento de água Visão integrada

A ABSORÇÃO DE ÍON SÓDIO NO INTESTINO DELGADO É ACOPLADA A MECANISMOS ABSORTIVOS DE NUTRIENTES, VITAMINAS E OUTROS ELETRÓLITOS (Cl-) E SECRETORES DE H+ E DE HCO3- duodeno jejuno íleo Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

A ABSORÇÃO DE SÓDIO NO INTESTINO GROSSO OCORRE ATRAVÉS DE CANAIS LUMINAIS, ACOPLADA À BBA SÓDIO-POTÁSSIO ATPásica, ACOPLADA À SECREÇÃO DE POTÁSSIO ESTIMULADA PELA ALDOSTERONA duodeno jejuno íleo colon Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

Porém, assim como o intestino delgado absorve grandes quantidades de água e NaCl, ele também pode secretar grandes quantidades em situações fisiológicas. Em condições patológicas, o aumento da secreção intestinal ocasionará a perda importante de água, eletrólitos e eventualmente nutrientes (diarréia), podendo levar o indivíduo rapidamente à morte.

H2O e Na+ MECANISMOS DE SECREÇÃO DO CLORETO, SÓDIO E ÁGUA NO DUODENO PROXIMAL (CRIPTAS) duodeno jejuno íleo AMPc: VIP Prostaglandinas Ca++: Ach Histamina Cl-  AMPc DIARRÉIA Toxina da cólera (Vibrio cholerae) a produção de AMPc e a atividade do canal luminal de Cloreto (CFTR) H2O H2O e Na+ CFTR: canal regulador da condutância transmembrana da fibrose cística Berne et al., 2004

Sabendo-se que: 1- A absorção de glicose acoplada ao Na+ não é afetada pela toxina colérica... 2- A absorção de glicose contribui com a rápida absorção de NaCl e água... ... a terapia de reidratação oral é uma maneira rápida, barata e eficaz de reposição das grandes perdas causadas pela diarréia promovidas pela enterotoxina colérica.

(Estud. Av. vol.8 no.20 São Paulo, 1994 ) (...) “Estudos sobre os mecanismos íntimos do transporte de solutos, água e sal pelo epitélio intestinal mostraram a presença de um cotransportador sódio/glicose, responsável pela absorção acoplada de glicose e sal, que não é afetado pela toxina da cólera. Portanto, o estímulo deste processo de transporte pela administração oral de uma solução contendo sal (cloreto de sódio) e glicose ativa a absorção intestinal de fluido, compensando a secreção exagerada e evitando a desidratação do organismo. Dessa forma, mostrou-se que um método barato e simples, a reidratação oral, é capaz de evitar a violenta desidratação característica da cólera, assim garantindo a sobrevida do paciente até que o próprio organismo destrua as bactérias invasoras.” (...) Extraído de: Malnic, G. 1994 (Estud. Av. vol.8 no.20 São Paulo, 1994 )

5-HT como o mediador do aumento da secreção intestinal induzido pela toxina colérica 5-HT as a mediator of cholera toxin-induced intestinal hypersecretion. 5-HT is released from the enterochromaffin cells, which are the intestinal taste buds. 5-HT stimulates sensory neurones (intrinsic as well as extrinsic primary afferent neurones), which initiates nerve circuits involving the myenteric, submucosal, and mucosal plexuses. Cholinergic and vasoactive intestinal polypeptidergic secretomotor neurones, located in the submucous plexus, are activated via nicotinic, and neurokinin (NK1 and NK3) receptors. ACh and vasoactive intestinal peptide binds to epithelial receptors and stimulates fluid secretion. Reproduced from (Hansen 1995). Hansen, 2003b

Veja mais sobre este assunto nos trabalhos abaixo indicados: “Oral Rehydration Therapy: New Explanations for an Old Remedy” Rao, M. 2004 (Annu. Rev. Physiol. 2004. 66:385–417) disponível em: http://arjournals.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev.physiol.66.032902.134726 e “As ciências biomédicas básicas na solução de problemas de saúde” Malnic, G. 1994 (Estud. Av. vol.8 no.20 São Paulo, 1994 ) disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40141994000100009&lng=en&nrm=iso

Absorção de K + no JEJUNO depende da absorção de água. MECANISMOS ACOPLADOS DE ABSORÇÃO DE ÍON SÓDIO NO JEJUNO duodeno jejuno íleo Absorção de K + no JEJUNO depende da absorção de água. Diarréia por perda de água e de K+ H2O e K+ H2O e K+ Schematic of the absorptive cells in the small intestine (enterocytes) and the transport proteins involved in net solute transport from the apical side to the basolateral side of the epithelium. A: types of pathways involved in the uptake of sodium by the cell. Electrogenic transport pathways (1 and 2) lead to a net movement of charge across the membrane, and electroneutral transport pathways (3 and 4) do not contribute to a charge difference. B: Na+-substrate cotransporters are available for the absorption of nutrients from the intestinal lumen. Goodman e Percy 2005 Advan. Physiol. Edu. 29: 75-82, 2005 http://advan.physiology.org/cgi/content/full/29/2/75

MECANISMOS DE ABSORÇÃO DE NaCl NO JEJUNO duodeno jejuno íleo A presença de glicose e AAS aumenta a absorção de NaCl A acidificação luminal no jejuno favorece a absorção de peptideos H2O e K+ H2O e K+ H2O Berne et al., 2004

ABSORÇÃO DE VITAMINAS HIDROFÍLICAS EM CO-TRANSPORTE COM ÍON SÓDIO NO JEJUNO duodeno jejuno íleo H2O H2O Schematic of the absorptive cells in the small intestine (enterocytes) and the transport proteins involved in net solute transport from the apical side to the basolateral side of the epithelium. A: types of pathways involved in the uptake of sodium by the cell. Electrogenic transport pathways (1 and 2) lead to a net movement of charge across the membrane, and electroneutral transport pathways (3 and 4) do not contribute to a charge difference. B: Na+-substrate cotransporters are available for the absorption of nutrients from the intestinal lumen. Goodman e Percy 2005 Advan. Physiol. Edu. 29: 75-82, 2005 http://advan.physiology.org/cgi/content/full/29/2/75

ABSORÇÃO DE VITAMINAS LIPOFÍLICAS: FAVORECIDA PELOS MICELAS E ESTÃO PRESENTES NOS QUILOMÍCRONS extraído, enquant disponível, de: http://www.mds.qmw.ac.uk/biomed/kb/metabolism/Micronutrients_files/frame.htm (Não encontrado)

vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K) Transporte no lúmen intestinal das vitaminas lipossolúveis até a borda-em-escova para absorção camada estacionária de água vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K) Lipid absorption in the small intestine. Mixed micelles of bile acids and lipid digestion products diffuse through the unstirred layer and among the microvilli. As digestion products are absorbed from free solution by the enterocytes, more digestion products partition out of the micelles. The ability of micelles to diffuse among the microvilli makes the whole surface of the brush border available for lipid absorption. Transport proteins mediate the facilitated transport of fatty acids and cholesterol across the brush border plasma membrane. In the cytosol of the epithelial cell, fatty acids are bound to fatty acid-binding protein and cholesterol is bound to sterol carrier proteins. Levy et al., 2006

ABSORÇÃO DE VITAMINAS LIPOFÍLICAS: FAVORECIDA PELOS MICELAS, EXCETO A VITAMINA B12 QUE DEPENDE DO FATOR INTRÍNSECO E É ABSORVIDA NO ÍLEO TERMINAL extraído, enquant disponível, de: http://www.mds.qmw.ac.uk/biomed/kb/metabolism/Micronutrients_files/frame.htm (Não encontrado)

Absorção da Vitamina B12/Cianocobalamina no íleo terminal Revisão: Vitamin B12 (cobalamin) deficiency in elderly patients, Adrès et al, 2006 http://www.cmaj.ca/cgi/content/full/171/3/251?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=1&title=%22vitamin+B12%22&andorexacttitle=and&andorexacttitleabs=and&andorexactfulltext=and&searchid=1&FIRSTINDEX=0&sortspec=relevance&resourcetype=HWCIT,HWELTR

Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas Veja mais aqui Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Adjunto do Depto. Ciências Fisiológicas-CCB-UFSC Como citar este documento: PINTO, Cristina Maria Henrique. Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas. Disponível em: <http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: (coloque a data aqui)