Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas

1. Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas 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)

2. 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 porém, ele carece de revisão constante. Bons estudos!

3. Esta aula e outros materiais relacionados estão disponíveis na página dedicada à MED da 6ª fase em meu website: www.cristina.prof.ufsc.br porém o acesso é restrito e exige os seguintes: login : digfisiomed6 e senha: mercurio Caso interesse o acesso à Med 2ª fase: login: fisiomed2  senha: saturno Veja aqui a bibliografia básica Profa. Dra. Cristina Maria Henrique Pinto Profa. Associada II do Depto. Ciências Fisiológicas CCB-UFSC

4. Caso interesse, consulte: Livro-texto: “Fisiologia Clínica do Sistema Digestório” JOSE RAUL CISTERNAS & CARLOS ROBERTO DOUGLAS, 2004. Ed. Tecmed Recursos disponíveis on-line relacionados à Gastroenterologia

5. Intestino grosso – detalhes da mucosa e camadas musculares http://www.mc.vanderbilt.edu/histology/index.php?page=powerpoint

6. Regulação neural das funções do IG Intrínseca (Sistema Nervoso Entérico) e Extrínseca(SNPS/SP) http://hopkins-gi.nts.jhu.edu/pages/latin/templates/index.cfm?pg=disease1&organ=6&disease=43&lang_id=1

7. Funções do intestino grosso • Reserva e expulsão do material fecal • Absorção de eletrólitos, água e algumas vitaminas (K e algumas do complexo B) • Não possui funções digestivas, exceto aquelas das bactérias • Exceto pelo desconforto, não é essencial à vida.

8. Fatores de proteção da mucosa http://hopkins-gi.nts.jhu.edu/pages/latin/templates/index.cfm?pg=disease1&organ=6&disease=21&lang_id=1

9. Exemplo de desbalanço entre fatores de proteção da mucosa http://hopkins-gi.nts.jhu.edu/pages/latin/templates/index.cfm?pg=disease1&organ=6&disease=21&lang_id=1

10. Condições que causam alterações das funções intestinais: • Síndrome do intestino/cólon irritável • Doenças inflamatórias intestinais (RCUI e Doença de Crohn). • Diverticulite • Apendicite • Alterações da motilidade do IG • Síndrome de mal-absorção • Câncer de cólon e reto RCUI: RETOCOLITE ULCERATIVA INESPECÍFICA

11. Síndrome do intestino/cólon irritável (IBS) IBS tem como principal sintoma a dor abdominal ou o desconforto associado com mudanças na consistência e/ou frequência dos movimentos intestinais. Embora as causas da IBS não estejam completamente elucidadas, os sintomas parecem ser uma combinação de fatores que incluem hipersensibilidade visceral, desbalanço de neurotransmissores, infecção e fatores psico-sociais. Possíveis causas da IBS http://hopkins-gi.nts.jhu.edu/pages/latin/templates/index.cfm?pg=disease1&organ=6&disease=43&lang_id=1

12. Doenças inflamatórias intestinais • Doença de Crohn • Resposta inflamatória recorrente e que pode afetar qualquer área do TGI • Colite ulcerativa • Condição inflamatória não-específica do cólon They share many overlapping epidemiological, clinical, and therapeutic characteristics. In some patients it is not possible to distinguish which form of inflammatory bowel disease is present.

13. Doenças inflamatórias intestinais distribuição anatômica http://hopkins-gi.nts.jhu.edu/pages/latin/templates/index.cfm?pg=disease1&organ=6&disease=21&lang_id=1

14. Motilidade do IG • Contrações haustrais ou de mistura - Movimentos segmentares lentos que movem a massa fecal pelo cólon, favorecem a absorção de água e eletrólitos no cólon ascend. e transv. prox. - Podem ser estimuladas pela distensão do cólon • Movimentos de massa (peristálticos) - Presença de alimento no estômago  ativação do reflexo gastrocólico - Início de ondas peristálticas (de massa), geralmente no cólon descendente/sigmóide e que empurram a massa fecal em direção ao reto. Podem ocorrer desde o cécum. • Defecação baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

15. Defecação • O controle e função das contrações no cólon não são ainda totalmente entendidas. • Algumas contrações irregulares servem para a mistura de seu conteúdo, enquanto contrações de propagação de alta amplitude (HAPCs), que ocorrem de 4 a 6 vezes ao dia, estão associadas aos movimentos de massa no cólon e levam à defecação. • Após a ingestão de pelo menos 500 kcal, existe maior probabilidade das HAPCs ocorrerem, o tônus do cólon aumenta e leva a movimentos propulsivos nas primeiras 2 horas após a alimentação. baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

16. Defecação: reflexo gastrocólico Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

17. influências corticais e hipotalâmicas • Geralmente é voluntária, dependendo das condições ambientais e da massa fecal no I.G. • É controlada pelo núcleo de Barrington (formação reticular pontina), o mesmo que controla a micção e a atividade sexual reflexa. • Este, por sua vez controla: • - Núcleo de Onuf(motoneurônios sacrais): mm. assoalho perineal, abdominais esfíncter anal externo • - Motoneurônios simpáticos(coluna intermédio- lateral tóraco-lombar): inibição da mm. do cólon, reto, estimulação do esfíncter anal interno • - Motoneurônios PS sacrais (S2-S4): • mm. lisa sigmóide, reto e esfíncter anal interno (relaxamento) Defecação núcleo de Barrington     Douglas-Cisternas, 2004

18. Defecação eferência somatomotora: nervos pudendos (inervação somática, voluntária - Onuf)

19. Defecação: a urgência de defecar Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

20. Tempo de permanência do bolo alimentaroumassa fecal

21. Distúrbios da frequência de defecação • Continência fecal: • Constipação ou obstipação • Incontinência fecal: • Diarréias • - primárias • - secundárias http://hopkins-gi.nts.jhu.edu/pages/latin/templates/index.cfm?pg=disease1&organ=6&disease=43&lang_id=1

22. Causas comuns da constipação • Falência da resposta à urgência de defecação • Dieta pobre em fibras • Ingestão inadequada de água • Alteração na atividade dos mm. abdominais • Inatividade ou necessidade de ficar acamado • Gravidez • Hemorróidas baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

23. DIARRÉIAS Agudas ou Crônicas • Grandes volumes • Osmótica • Secretora • Pequenos volumes • Doença inflamatória intestinal • Doença infecciosa • Síndrome do intestino/cólon irritável diarréia (em 24 hs): > 300g ou > 250g de água baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

24. DIARRÉIAS Agudas ou Crônicas ENVOLVEM ALTERAÇÕES DA MOTILIDADE • Grandes volumes • Osmótica • Secretora • Pequenos volumes • Doença inflamatória intestinal • Doença infecciosa • Síndrome do intestino/cólon irritável baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

25. DIARRÉIAS Agudas ou Crônicas POR INFECÇÕES BACTERIANAS • Grandes volumes • Osmótica • Secretora • Pequenos volumes • Doença inflamatória intestinal • Doença infecciosa • Síndrome do intestino/cólon irritável baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

26. Diarréia aguda • A maioria das diarréias agudas (duração < 4 semanas) são causadas por infecção e são auto-limitantes. • Infecções por vírus, bactérias e protozoários • A Infecção patogênica pode causar diarréia por um dos 4 mecanismos abaixo: • Enterotoxinas que alteram os mecanismos secretores dos enterócitos. • Citotoxinas que destroem os enterócitos. • Aderência de organismos à mucosa que alteram a função do enterócito como resultado da proximidade física à mucosa. • Invasão da mucosa por organismos que provoquem a resposta inflamatória pelo sistema imune. baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

27. Principais causas da diarréia crônica baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

28. Principais causas da diarréia crônica baseado em texto extraído de http://www.acpmedicine.com/acp/chapters/CH0404.htm

29. A composição da massa fecal (Repare que a proporção entre água e matéria seca é semelhante à constituição de nosso organismo) Despopoulos´s Color Atlas of Physiology, 2003 Thieme

30. Microbiota (flora) bacteriana • A microbiota bacteriana do IG consiste de : - Bactérias sobreviventes do intestino delgado - Bactérias que eventualmente entrem pelo ânus • Tais bactérias: - Colonizam o cólon - Fermentam carbohidratos não digeridos no ID - Liberam ácidos irritantes e gases (flatos) - Sintetizam vitaminas do complexo B e vitamina K http://textbookofbacteriology.net/normalflora.html

31. Benefícios da microbiota normal Observações feitas a partir de estudos de comparação entre animais com microbiota típica e animais “germ-free”: 1. Prevenção de colonização por patógenos competindo por nutrientes essenciais. 2. Síntese e excreção de Vitaminas além de suas necessidades, que podem ser absorvidas pelo seu hospedeiro. Exemplo: Vitamina K e algumas Vitaminas do complexo B. Animais germ free podem necessitar de suplementação. 3. Antagonização de outras bactérias através de produção de substâncias inibidoras de crescimento ou letais às espécies potencialmente patogênicas. 4. Estímulo de desenvolvimento de determinados tecidos, especialmente o cecum e tecidos linfáticos (placa de Peyer). 5. Estímulo da produção de anticorpos. A microbiota normal comporta-se como um antígeno, induzindo a resposta imunológica, em particular as do tipo mediadas por anticorpos, AMI, prevenindo infecção ou invasão de patógenos. http://textbookofbacteriology.net/normalflora.html

32. BACTÉRIAS COMUMENTE ENCONTRADAS NO CORPO HUMANO O maior número de bactérias pode ser encontrado no intestino grosso, especialmente no cólon, com prevalência de Bacteroides, um grupo de bactérias Gram-negativo, anaeróbico e não-espiriforme. Elas parecem estar envolvidas na ocorrência de colites e câncer de cólon. Bifidobactérias são produtoras de ácido láctico. Bifidobacterium bifidum é a espécie de bactéria predominante em humanos lactantes e presumivelmente previnem a colonização por outras bactérias patogênicas. São comumente utilizadas em manufatura de iogurtes e frequentemente incorporadas como pró-bióticos. Bifidobacterium bifidum. Gram stain Bacteroides fragilis. Gram stain. http://textbookofbacteriology.net/normalflora.html

33. BACTÉRIAS COMUMENTE ENCONTRADAS NO CORPO HUMANO O asterisco indica membros da microbiota normal que podem se tornar os principais patógenos em humanos. Exemplo: S. aureus. Gram stain. ++ = nearly 100 percent  + = common     +/- = rare   * = potential pathogen http://textbookofbacteriology.net/normalflora.html

34. BACTÉRIAS COMUMENTE ENCONTRADAS NO CORPO HUMANO Enterococcus faecalis são componentes regulares da microbiota intestinal e em diversos países é o indicador-padrão de poluição fecal assim como a E. coli.Nos últimos anos têm despertado interesse por aquisição de resistência a antibióticos e potencial patogênico. Enquanto a E. coli é predominante no intestino delgado, muitas outras enterobactérias podem também residir tanto quanto esta, incluindo Klebsiella, Enterobacter e Citrobacter.  Algumas linhagens de E. coli podem ser patogênicas, causando infecções intestinais, urinárias e meningite neonatal. Vancomycin Resistant Enterococcus faecalis. Scanning E.M. E. coli. ScanningE.M. http://textbookofbacteriology.net/normalflora.html

35. Microbiota bacteriana Fermentação das fibras no cólon • Dietas ricas em fibras que são menos passíveis de fermentação têm grande efeito na formação total da massa fecal. • Fibras que possuem grande capacidade de adsorção de água (water holding capacity, WHC) têm maior efeito no estímulo da motilidade colônica. • A contribuição da massa de bactérias excretadas diariamente não devem ser esquecidas já que seu conteúdo de água é alto. • O efeito das fibras não é apenas o de aumentar o volume fecal mas também porque torna a massa fecal mais consistente, com maior conteúdo de água, maior plasticidade e portanto, aumentando a frequência de defecação. The Food and Agriculture Organization of the United Nations http://www.fao.org/docrep/w8079e/w8079e0l.htm#physiological%20effects%20of%20dietary%20fibre

36. Microbiota bacteriana Fermentação das fibras no cólon e importância nutricional • Polissacarídeos não podem penetrar as células bacterianas. Portanto, eles precisam ser hidrolisados a monossacarídeos por enzimas secretadas por essas bactérias. • O metabolismo dos monômeros de açúcar pelas bactérias geram o piruvato (via de Embden-Meyerhoff) que é imediatamente convertido em diversos produtos finais: ácidos graxos de cadeia curta (SCFA), principalmente acetato, propionato e butirato, além de gases como o CO2, hidrogênio (H2) e metano (CH4). • Esse processo de fermentação é dominante no IG de humanos e está bem estabelecido que provê substrato energético ao hospedeiro, especialmente através da absorção do ácido graxo de cadeia curta (SCFA.) The Food and Agriculture Organization of the United Nations http://www.fao.org/docrep/w8079e/w8079e0l.htm#physiological%20effects%20of%20dietary%20fibre

37. Microbiota bacteriana Fermentação de fibras no cólon Potencial de fermentação colônica em humanos (1) sementes da leguminosa arbustiva Cyamopsistetragonoloba; (2) A semente de Plantagoovata; (3) A significant proportion of starch in the normal diet escapes degradation in the stomach and small intestine but this portion is difficult to measure and depends on a number of factors including the form of starch and the method of cooking prior to consumption. The Food and Agriculture Organization of the United Nations http://www.fao.org/docrep/w8079e/w8079e0l.htm#physiological%20effects%20of%20dietary%20fibre

38. Microbiota bacteriana • O fato da microbiota intestinal poder ser alterada e trazer benefícios à saúde humana, tem motivado o desenvolvimento de ingredientes alimentícios chamados “funcionais”. • Alimentos “pró-bióticos” contêmbactérias vivas em suplementos alimentares, o que melhora o equilíbrio da microbiota intestinal, trazendo benefícios ao hospedeiro (Fuller 1989). • Alimentos “pré-bióticos” são aqueles não-digeríveis pelo ser humano mas que promovem a seleção das espécies benéficas e limitam o número de bactérias no cólon, beneficiando assim o hospedeiro (Gibson and Roberfroid 1995). The Food and Agriculture Organization of the United Nations http://www.fao.org/docrep/w8079e/w8079e0l.htm#physiological%20effects%20of%20dietary%20fibre

39. Fisiologia do Sistema Digestório e aplicações clínicas Veja mais aqui 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 e aplicações clínicas. Disponível em: <http://www.cristina.prof.ufsc.br>. Acesso em: (coloque a data aqui)