Intestino: um rgo de interaes

Ana Maria Caetano de FariaLaboratrio de Imunobiologia

Departamento de Bioqumica e ImunologiaICB UFMG

Abril 2010

LIB

Intestino humano: 10 metros

rea da mucosa intestinal: 300 m2

Maior rea de contato com o meio externo

Pele: Epitlio estratificado composto de vrias camadas, queratinizado e com caractersticas de barreira

Intestino: Mucosa com apenas uma camada epitelial e com caractersticas de interao (absortiva)

Maior rgo linfide do corpo

Presena de componentes do sistema neuro-endcrino

INTESTINO

duodenojejunoleo

Intestino grosso

Funes do TGI

Boca: paladar, mastigao, formao do bolo alimentarSaliva: lubrificao, limpeza e digestoEsfago: transporte (10 s)Estmago: processamento, digesto e parcelamento do bolo (1-3 h)Intestino delgado: digesto, absoro (7-9 h)Fgado: bile (excreo, digesto lipdica)Vescula biliar: armazenamento bilePncreas (excrino): enzimas digestivas, HCO3- como tampo H+Cecum: armazenamento (25-30 h)Intestino grosso (clon): absoro de gua e sais (30-120 h)Reto: armazenamento, excreo

SECREO PANCRETICA

PNCREAS glndula mista endcrina excrina

2 tipos de secreo: Aquosa volume alcalino [ HCO3-] Protica enzimas digestivas

amilolticas amilase (ptialina) lipolticas lipases proteolticas tripsina e quimotripsina

SECREO BILIAR FGADO

clulas de Kupffer (fagocitose) espao de Disse (recuperao linfticos)

composio da bile: pigmentos gua sais inorgnicos sais biliares EMULSIFICAO LIPDICA

a bile armazenada na vescula biliar

Modificado de: Vander, Sherman & Luciano, 2002,

rgos relacionados digesto

Digesto, absoro e motilidade no TGI

Modificado de: Vander, Sherman & Luciano, 2002,

O Intestino e os Sistemas Nervoso e Endcrino

Sistemas de sinalizao no TGI

Neurcrino

Endcrino

Parcrino

Sistema nervoso entrico

Plexo mientrico (Auerbach)- Contrao

Plexo submucoso (Meissner)- Aumenta atividade secretria- Modula absoro intestinal

Cada plexo contm 10-100 milhes de neurnios

Irrigao e Inervao

- neurnios: plexo nervoso mioentrico ou de Auerbach e plexo submucoso ou de Meissner . Intrnseco- fibras colinrgicas do parassimptico e adrenrgica do simptico

Contrao muscularMisturar, movimentar e impulsionar o contedo intestinal

Plexo Mioentrico

neurnios satlites

Gnglio do Sistema Nervoso Entrico com neurnios marcados

ChAT: neurnios colinrgicos, NOS: neurnios que contm NO-sintase; NPY: idem para neuropeptdeo Y; SP: idem para substncia P; ChAT/NPY: neurnio com dupla marcao para ChAT e NPY (colocalizao); ChAT/SP: idem para ChAT e SP (colocalizao) e NOS/NPY: idem para NO-sintasee NPY (colocalizao)

Modelo do sistema nervoso entrico e da regulao das funes do TGI

http://library.med.utah.edu/physio/5200GI_lectures/motility.swf

QuimioreceptoresMecanoreceptoresTermoreceptores

Sistema nervoso autnomo

SimpticoParassimptico

Participao do Sistema Nervoso Autnomo no SNE

Aumentaatividadesdigestivas

ReduzAtividadesdigestivas

Os stios de alguns neurotransmissores so conhecidos; alguns so excitatrios (+) ou inibitrios (-). NE: noradrenalina e Ach: acetilcolina; T1-L3 ou S2-S4: segmentos medulares

Plexo submucoso

Plexo mioentrico

Sistema nervoso entrico

Tm aces nos mastcitos e linfcitos

aferncia vagal em resposta estimulao de:- quimioceptores- mecanoceptores (distenso gstrica)

Controle da fome e da saciedade

aferncia vagal em resposta estimulao pela CCK no ID

(efeito parcrino)

O trato gastrointestinal libera diversoshormnios, incluindo a ghrelina e gastrina(estmago), insulina, glucagon, polipeptdeopancretico e amilina(pncreas), colecistoquinina, secretina, GIP e motilina(intestino delgado), GLP-1, GLP-2, oxintomodulinae PYY336 (intestinogrosso). Estes hormnios sinalizampara o sistema nervosoperifrico e central, regulando assim, um grande nmero de processos biolgicos.

Secrees Endcrinas no TGI

Murphy and Bloom, Nature 444, 854-859, 2006.

INTESTINO DELGADO - 6m

Pregas circulares

VILOSIDADES

Dobras da mucosa e submucosa Protuses digitiformes da lmina prpria 10-40 por mm2 1,5 mm no duoedeno 0,5 mm no leo

VILOSIDADES E GLNDULAS

INTESTINO DELGADO

microVILOSIDADES

Aumento da superfcie de absoro

3 mil microvilus1 comprimento

Pregas circulares

VILOSIDADES

Dobras da mucosa e submucosa

microvilos

Estrutura do microvilo

Intestino delgadoEpitEpitliolio da mucosada mucosa

Clulas M

- Colunares prismticas- Microvilosidades- Ncleo oval-basal- Absoro e secreo de enzimas-dissacaridases e dipeptidases

Clula absortiva superior

Histofisiologia

- completar digesto de dissacardeose dipeptdeos

- digesto lipidica- reesterificao dos cidos graxos

- absoro: de nutrientesaa e monossacardeos: processo ativolipdeos: processo passivo

Intestino delgado

EpitEpitliolio dada mucosamucosa

Epitlio colunar com borda em escova + clulas caliciformes

- principalmente no leo- produz muco: lubrificao e proteo

Clula caliciforme

INTESTINO DELGADOCriptas ou glndulas de Lieberkuhn

Glndula de Lieberkuhn

Secreo de gua

- mesmas caractersticas das cels enteroendcrinasdo estmago: colecistoquinina e secretina

1 % das clulas epitelias Colecistoquinina estimula liberao de enzimas pancreticas Secretina - estimula a liberao de lquido rico em bicarbonato pelo pncreas

Clula neuroendcrina

- responsveis pela renovao do intestino

Clula regeneradora

Renovao do Epitlio

Padro de migrao: sinais moleculares na lmina basal-lamininas

- poro basal- cels excrinas com grnulos

acidfilos- ncleo basal e RER numerosos- produo de lisozima

- clulas excrinas- presena de lisozima, TNF-alfa e defensinas

- controle da microbiota intestinal

Clula de Paneth

Clula de Paneth

Interaes com o sistema imune

GALTTecido linfide associado ao

intestino

ViloLmina prpria Placa de Peyer

GALT o maior rgo linfide do corpo

Camundongos

0

2

4

6

8

10

12

14

16

PP

humanos

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

MLN

1010 plasmcitos

Medulassea

Bao

LN, SPL,

Medula

GALT

106 plasmcitos

GALT

Mestecky, 1984 ; Van der Heidjen, 1987

Tecido linfide associado smucosas (MALT)

Sistema Imune de Mucosas

Bienenstock, 1979

MALT Mucosa-associated lymphoid tissue

GALT Gut-associated lymphoid tissuePPs and ILFs constitute the major part of GALT (ILFs and appendix)

NALT Nose- or nasopharynx-associated lymphoid tissue (Waldeyer'spharyngeal ring, adenoids (nasopharyngeal tonsil) and palatine tonsils.

SALT/ Salivary gland- or duct-associated lymphoid tissueDALT Identified in non-human primates but not humansCALT Conjunctiva-associated lymphoid tissueLDALT Lacrimal drainage-associated lymphoid tissueTALT Eustachian tube-associated lymphoid tissueLALT Larynx-associated lymphoid tissueBALT Bronchus-associated lymphoid tissue

Not present in normal lungs of adult humansMLN Mesenteric lymph nodeCLN Cervical lymph node

Approved by the International Union of Immunological SocietiesWorld HealthOrganization Subcommittee on IgA nomenclature [9].

(Brandtzaeg and Pabst, 2004)

Migrao inter-mucosa

NALT

TALT

BALT

GALT

Mucosa ocular

Mucosa nasal

Mucosa brnquica

Glndulas mamrias

Mucosa intestinal

Mucosa genito-urinria

Stios indutores Stios efetores

Bienenstock, 1980

Husby, 2005

Migrao seletiva entre os diversos tecidos linfides da mucosa

Placas de Peyer

lmina prpria

Clula M

GALT Tecido linfide associado ao intestino

IEL

LTi (IL-7R+ c-kit+ RORt+)

E-cadherina7CD103

Clula epitelial

Villus

GC

LTLT

YYY

Y

Y

Y

Y

Y

sIgA

Y

Y

Y

Y

HEV

IEL

LT LBCD8+ CD4+Linfticos eferentes

Clula M

Y

TGF-/IL-10/IL-4/IL-5

IgA

IL-6

MAdCAM-1

47

Clulas epiteliais

Celulas B1 IgA

Lamina Propria e IELs*

*

*

*

*

*

**

*

LP

CG

Placas de Peyer

GALT

Tecido linfide difuso

Lmina prpria

Linfcitos intra-epiteliais (IEL)

Lmina prpria

Vilosidades

Criptas

JEJUNO PLACAS DE PEYER

IgA Absoro pelo epitlio do intestino delgado

Clula M

Rimoldi & Rescigno, 2005

Ocludin, claudin

Captao de antgenos do lmen pelas DCs da lmina prpria

Chieppa, Rescigno, 2006

expresso de TLRspelo epitlio que ativaas DCs por quimiocinas

Captao de bactriaspatognicas e comensais

Dendrito no lmen do intestino

190 gr protenas por dia

and diet

1012 bactrias/ gr fezes(~ 400 espcies)

Izcue, Coombes & Powrie (2009) Ann.Rev.Immunol., 27:313

Clulas linfides do GALT

70% esto ativadas (ao contrrio dos 20% no bao e linfonodos perifricos)

IL-1, IFN-, TNF-, IL-6, quimiocinas(KC,etc), prostaglandinas

IL-4, IL-10, TGF-, PGE-4

Presena de macrfagos, eosinfilos, mastcitos, linfcitos ativados

A maioria dessas clulas expressa 47

Produo de SIgATGF- induz a troca de isotipos para IgA em clulas B IgM+ nas placas de Peyer

IL-5, IL-10 e IL-6 induzem a diferenciao em plasmticos produtores de IgA nalamina propria

GALT DC (mas no PLN DC) e RA induzem a troca de isotipos para IgA emlinfcitos B IgM+ da lamina propria Mora et al, 2006

Experimentos em animais deficientes em RAR mostram baixos numeros de plasmcitos produtores de IgA na lamina propria

50% da IgA produzida no intestino vem de linfcitos B1 que migram dacavidade peritoneal e fazem a troca de isotipos na lamina propria Fagarasane Honjo, 2000

RA secretado pelas DCs da lamina propria importantes para a troca de isotipoT-independente na LP

McGhee, Kunisawa and Kiyono, 2007

Digestive EnzimesMucus

Dendritic CellMast Cell

M -Cell

Secretory IgAT reg.

B Cell Plasma Cell

Protein

Linfoblast

Oral Tolerance

Cara & Faria, 2009

Protocolo Experimental

Saline

7 dias

14 dias

OVA

7 dias

14 dias

OVA+CFAOVA+Al(OH)3

Tratamento Oral

DTH ProliferaoCitocinas

Produo de anticorpos

TGF-IL-10

IL-10

Tr1Th3

CD4+

?

CD8+

CD4+CD25+FoxP3+ CD4+LAP+

?

Deletionm

m

DCDC

Clula MEntercitoAg

Anergy

IL-10

Tregs

High dose Low dose

Th17

IL-6

Intestino grosso:ceco, colon, reto e nus

- Absoro de H20 e ons, vitaminas do quimo.

- Compactao das fezes

- Absoro de drogas:Sedativos,Anestsicose esterides

INTESTINO GROSSO- Membrana mucosa sem pregas e vilosidades

- Epitlio colunar prismtico com borda estriada (microvilos)

- Gls Lieberkuhn longas com numerosas cels caliciformes e

poucas enteroendcrinas

-Lmina prpria: rica em linfcitos e ndulos linfticos-

aparecem tbm na SM

- camada muscular bem desenvolvida: fibras circulares e longitudinais (formam faixas-

tnias do colo)Serosa: apndices epiplicos

(protuberncias de tec adiposo)

Intestino grossoParede muscular espessa- grande atividade peristaltica.

Clulas caliciformes

Clulas absortivas

Secreo

Ambiente da mucosa intestinal

APC

Antigen

CD45RBlo CD44hi

CD62Llo 47hi

SLCMIP

PGE-2

IL-4, IL-10, TGF-

APC

HEV

Ambiente da mucosa intestinal

tolerance inflammation

APC

Ag

CD45RBlo CD44hi CD62Llo 47hi

SLCMIP

PGE-2

IL-4, IL-10, TGF-

APC

HEV

As Doenas inflamatrias do intestino alteram a permeabilidade intestinal(Doena de Crohn, Colite Ulcerativa, Alergia Alimentar)

Permeabilidade intestinal aumentada

Alterao do balano de citocinas(intestino delgado ou grosso)

Quebra da tolerncia oral aos antgenos naturais

Reaes inflamatrias s protenas da dieta e a microbiota

Doenas inflamatrias intestinais

Causas de aumento da permeabilidade intestinal

Doena celaca IBDs Eczema atpico Giardase crnica Candidase intestinal Infeces com bactrias invasivas (E. coli) Deficincia de IgAS (imunodeficincia de IgA) Anti-inflamatrios no esterides Alcoolismo

Permeabilidade Intestinal Aumentada na Alergia Alimentar

Maior entrada de antgenos alimentares

Averso ingesto do alrgeno(animal evita tomar o antgeno)

Associada aos nveis sricos de IgE

Basso et al, 2001

Modelo experimental murino

Efeitos da permeabilidade intestinal aumentada

- Penetrao no organismo de alimentos mal digeridos(pptidos, dissacridos, polissacridos lpidos, protenas)

- Entrada abundante de antignios: Aumento de alergiaalimentar (IgE), Intolerncia alimentar (IgG), Doenasinflamatrias e autoimunes.

- Exposio elevada a toxinas: Sobrecarga da funo de desintoxicao do fgado e fadiga devido ao alto consumo de ATP.

- Exposio elevada a agentes patognicos.

Provas de Laboratrio para avaliar a PermeabilidadeIntestinal

Administrao de determinadas substncias marcadoras, de diferentes tamanhosmoleculares, que no so metabolizadas para avaliar a percentagem da suaeliminao urinria que ser o reflexo da sua absoro a nvel intestinal.

As substncias utilizadas so hidrossolveis, no txicas, e no metabolizveispelo organismo. Molculas de tamanho molecular pequeno, equivalentes smolculas de monossacardeos, aminocidos, cidos gordos, etc. ou de tamanhos um pouco maiores equivalentes aos dissacardeos e peptdeospequenos.

Prova de sobrecarga oral com manitol e lactulose, com recolha da urina das seishoras seguintes e quantificao cromatogrfica (cromatografia de gs) dapercentagem eliminada que serve de avaliao do grau de absoro de ambas as molculas.

O manitol deve ser absorvido entre 5 e 30%, enquanto que a lactulose no deveultrapassar 0.5%.