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SISTEMA DIGESTÓRIO E ENDÓCRINO UNIDADE 2 - SECREÇÕES, DIGESTÃO, ABSORÇÃO E FUNÇÕES MOTORAS DO TRATO DIGESTÓRIO Nathalia Cruz de Victo Introdução Vamos iniciar nossa conversa com a simples pergunta: o que você comeu hoje? Você sabe como os nutrientes desse alimento são processados no nosso corpo? Todos os organismos vivos necessitam de energia para desenvolver suas funções vitais, essa energia vem do alimento. O sistema digestório é responsável por realizar a incrível tarefa de transformar os alimentos em moléculas menores para absorção no nosso organismo. Nessa unidade veremos que o sistema digestório possui glândulas especializadas em secretar substâncias/enzimas fundamentais para a digestão. Tais secreções são liberadas em locais propícios para a digestão. Você sabe quais secreções são essas? O pâncreas produz uma secreção complexa que contem diferentes enzimas que fazem a digestão dos alimentos no duodeno. Além disso, o fígado produz outra secreção que auxilia na digestão de gorduras. Após a digestão, como acontece o processo de absorção desses nutrientes? Nos tópicos a seguir iremos descrever como o epitélio intestinal absorve não só os nutrientes, mas também água e eletrólitos importantes para manter nossa homeostasia. Por fim, iremos elucidar como nosso sistema nervoso regula as funções motoras do estômago, intestino delgado e intestino grosso e como alguns medicamentos atuam nesse sistema. Se você for a qualquer farmácia e observar o número de medicamentos relacionados a distúrbios digestórios, pode estimar o impacto de doenças que afetam esses órgãos existe atualmente. Vamos começar? Acompanhe esta unidade com atenção! 2.1 Secreção biliar e vias biliares. Secreção pancreática exócrina. Litíase biliar e pancreatite Alguns órgãos são de suma importância para o processo de digestão. Dentre eles, podemos citar as estruturas anexas vesícula biliar e pâncreas. A primeira tem a função de armazenar a bile - secreção produzida pelo fígado para facilitar a digestão de gorduras. Por outro lado, o pâncreas, uma glândula que faz parte tanto do sistema endócrino quanto do exócrino, produz secreções envolvidas no sistema digestório facilitando a digestão e hormônios que regulam os níveis de açúcar no sangue. Caracterizando uma glândula com funções exócrina e endócrina, respectivamente. A seguir, iremos discutir essas duas estruturas e seus papeis fundamentais no sistema digestório. 2.1.1 Vesícula biliar A vesícula biliar é um órgão em forma de saco, que mede de sete a doze centímetros de comprimento. Está localizado na face inferior do lobo direito do fígado, dividido anatomicamente em: fundo, corpo e colo. O fígado adulto tem a capacidade de produzir aproximadamente 900 mililitros de bile por dia, entretanto, a capacidade da vesícula biliar de armazenamento é de aproximadamente entre 30 e 50 mililitros. A bile é uma secreção aquosa, amarelo-esverdeada, composta por eletrólitos ácidos biliares, colesterol, fosfolipídios e bilirrubina. As funções mais importantes da bile são: emulsificação de lipídios para sua correta digestão, absorção e eliminação de produtos residuais, como a bilirrubina, que são suprimidos no organismo por meio das fezes. Sua liberação é menor no jejum, sendo a maior parte desviada à vesícula biliar (concentração). Quando o quimo chega ao intestino delgado, lipídios, proteínas ácidas e proteínas parcialmente digeridas no estômago estimulam a liberação dos hormônios entéricos colecistoquinina (CCK). Este, em reposta à presença de gorduras, estimula as contrações da vesícula biliar e do ducto biliar comum, além de secretina que, por conta do ácido, estimula a secreção de bicarbonato e água no ducto biliar, aumentando o volume e fluxo de bile ao intestino. Como parte da resposta gustativa, a bile armazenada é liberada da vesícula biliar. Sua secreção segue a seguinte trajetória: Figura 1 - Posição normal da vesícula biliar e dos ductos biliares extra-hepáticos. A. Corte sagital esquemático mostrando as relações com a parte superior do duodeno. B. Colangiopancreatografia por Ressonância Magnética. Fonte: MOORE; DALLEY, 2014, p. 491. A secreção de bile pode ser compreendida, inicialmente, quando os hepatócitos secretam bile em canalículos, dos quais flui para os ductos biliares. Navegue no recurso a seguir e compreenda mais sobre a bile: VOCÊ SABIA? Os cálculos biliares, compostos predominantemente de colesterol, resultam de processos que permitem que o colesterol precipite na bile. Se a concentração da bile aumenta exageradamente, cristais de sais e minerais insolúveis começam a aparecer; estes, são denominados cálculos biliares. A presença desses cálculos no organismo é chamada de Colelitíase. Quando pequenos, os cálculos conseguem passar pelo ducto colédoco e são excretados, esta condição é assintomática. Porém, se um cálculo biliar penetra e obstrui a cavidade do ducto cístico ou do ducto colédoco, surgem os sintomas dolorosos da cólica biliar ou Colecistite aguda. O tratamento é indicado quando há a presença de sintomas – pode ser feita a dissolução com medicamentos ou por litotrícia – ondas de choque. Quando há obstrução das vias biliares é necessário realizar cirurgia para remoção de cálculos grandes; a vesícula biliar também é removida para evitar recorrências. biliares. À medida que a bile flui pelos ductos biliares, sofre modificações pela adição de secreção rica em bicarbonato, produzida nas células epiteliais dos ductos. A bile é armazenada na vesícula biliar durante o jejum, sendo concentrada em até cinco vezes. Sua secreção é bastante importante para eliminar colesterol. O colesterol livre é pouco solúvel em água, mas, solúvel na bile graças aos ácidos biliares e lipídios (lecitina). Os ácidos biliares atuam em lipídios da dieta para auxiliar na sua digestão e absorção intestinal - eles são sintetizados a partir do colesterol no hepatócito (GUYTON; HALL, 2011). É preciso se atentar para que não seja confundido o processo de emulsificação com o de digestão; na emulsificação há aumento da superfície de contato da gordura para ação das lipases, enzimas digestivas cujo substrato são lipídios. Além disso, os ácidos biliares podem atuar como transportadores de lipídios e formar micelas - agregados lipídicos de ácidos graxos, colesterol e monoacilglicerois em suspensão – realizam, também, o transporte e absorção de vitaminas lipossolúveis como A, D, E, K (MOURÃO et al., 2005). Ele, ingerido como parte da dieta ou derivado da síntese hepática é convertido nos ácidos biliares e ácido cólico e quenodesoxicólico. Estes, conjugados à glicina ou taurina, originam a forma conjugada secretada ativamente nos canalículos. Por apresentarem uma característica anfipática, a porção derivada do colesterol de um ácido biliar tem uma porção hidrofóbica (grupo metila) e hidrofílica (grupo hidroxila), sendo esta propriedade aumentada pela conjugação com aminoácidos polares e hidrofílicos. A importância da natureza anfipática dos ácidos biliares - essa propriedade permite a emulsificação de lipídios, uma vez que os ácidos biliares exercem ação detergente, fazendo com que os lipídios maiores sejam emulsionados em gotas lipídicas microscópicas (SILVERTHORN, 2010). Figura 2 - Gotícula de lipídio da dieta associada com sais biliares. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 679. Diariamente, uma grande quantidade de ácidos biliares é secretada no intestino, mais precisamente no duodeno, com a finalidade de auxiliar as enzimas pancreáticas no processo de digestão. Porém, uma pequena quantidade é perdida, já que quase todo o ácido biliar liberado no duodeno é reabsorvido para circulação venosa do íleo, direcionado ao fígado. 2.1.2 Pâncreas O pâncreas é uma glândula mista, exócrina-endrócrina retroperitoneal, localizada no abdômen superior, encaixada na alça do duodeno e no hilo do baço. Em humanos, mede entre dez e quinze centímetros de comprimento e pesa entre 60 e 150 gramas (JUNQUEIRA, 2018). Possui três subdivisões anatômicas: a cabeça, encaixada no duodeno,o corpo, maior parte da glândula e a cauda, estendida até a altura do baço. Figura 3 - Posição anatômica do pâncreas e suas subdivisões. Fonte: Tefi, Shutterstock, 2020. A função do pâncreas é dividida em endócrina e exócrina. A primeira, compõe 2% da massa total do pâncreas e é responsável por secretar, através das ilhotas de Langerhans, hormônios que atuam no metabolismo da glicose, como a insulina e o glucagôn, direto na corrente sanguínea. Por outro lado, a função exócrina, está relacionada com a secreção do suco pancreático, rico em enzimas digestivas, através de células secretoras organizadas como ácinos. Pâncreas exócrino - A porção exócrina do pâncreas é dividida em lóbulos chamados de ácinos, similares àqueles das glândulas salivares. As células acinares secretam enzimas digestivas e as células do ducto secretam solução de bicarbonato de sódio para neutralizar o quimo acidificado que chega ao duodeno. A produção diária do suco pancreático é em torno de dois e três litros. • Os ácinos secretam uma variedade de enzimas necessárias para a digestão de proteínas, carboidratos e gorduras. Elas são sintetizadas nas suas formas inativas (pré-enzima) e armazenadas nos grânulos de zimogênio, são ativadas no momento da chegada ao intestino. As células de revestimento dos ductos também secretam um líquido rico em bicarbonato. Entre as enzimas que fazem parte do suco pancreático, podemos destacar: quebra de proteína - tripsina, quimiotripsina, carboxipeptidase e elastase; quebra de carboidrato - amilase; quebra de lipídeos - lípase, fosfolipase e hidrolase do éster de colesterol. Figura 4 - Pâncreas exócrino. A. anatomia do pâncreas. B. Ducto e ácinos do pâncreas exócrino. C. um único ácino pancreático. Fonte: Elaborada pela autora, baseada em BARDEESY; DEPINHO, 2002, p.899. Essas secreções desembocam no ducto pancreático principal, que se une ao ducto colédoco na ampola hepatopancreática. Os sinais para sua liberação incluem sinais neurais (nervo vago), hormonais (CCK), distensão do intestino delgado e a presença do alimento. Tanto a bile, quanto o suco pancreático, são essenciais para o processo de digestão. Este, inicia-se na boca com digestão mecânica e uma quebra parcial do carboidrato através de enzimas; continua no estômago, com o peristaltismo estomacal; local em que há, também, a quebra parcial de proteínas. A digestão será finalizada somente no intestino delgado. VOCÊ SABIA? A pancreatite é a inflamação do pâncreas. Apresenta como principais sintomas dores abdominais, náuseas e vômitos. O consumo de bebidas alcoólicas e cálculos biliares estão entre as principais causas da inflamação que pode ser súbita (aguda) ou ocorrer ao longo de muitos anos (crônica) (ROBBINS, 2013). Em ambas, os mecanismos patogênicos são similares, podendo a pancreatite aguda recorrente resultar em pancreatite crônica. Outras causas da pancreatite podem ser a ativação inapropriada das enzimas digestivas do pâncreas (devido a mutações nos genes que codificam o tripsinogênio ou os inibidores da tripsina) e os danos acinares primários (causados por toxinas, infecções, isquemia ou trauma). Normalmente, o tratamento requer hospitalização. Depois da estabilização do paciente é tratada a causa subjacente. 2.2 Digestão e absorção de carboidratos, proteínas e lipídios. Intolerância à lactose Os nutrientes provenientes da alimentação, após a chegada ao duodeno, sofrem a ação de diferentes enzimas para finalizar a quebra em micronutriente e posterior absorção no intestino delgado. Neste contexto os carboidratos serão quebrados em nível de glicose, as proteínas em aminoácidos e os lipídeos em ácidos graxos. Cabe ressaltar que o intestino delgado é a porção terminal da digestão dos alimentos e o local onde ocorre a absorção dos nutrientes. O comprimento e as microvilosidades no órgão são fatores importantes para aumentar o contato do alimento com as células absortivas e facilitar a absorção dos nutrientes. 2.2.1 Carboidratos Os carboidratos são moléculas orgânicas que incluem os monossacarídeos (glicose e frutose), dissacarídeos (lactose e sacarose) e os carboidratos complexos ou polissacarídeos (amido e glicogênio), sendo a maioria deles, importante para ingestão calórica diária. Clique a seguir para conhecer mais sobre eles: VOCÊ QUER VER? Vamos entender a importância da absorção de nutrientes e como uma alimentação saudável pode auxiliar nesse processo. A reportagem a seguir, mostra a importância das vilosidades intestinais no processo da digestão e absorção e o que ocorre quando há problemas na absorção intestinal devido a cirurgia bariátrica ou outros problemas. Acesse neste link: https://globoplay.globo.com/v/3357555/ (https://globoplay.globo.com/v/3357555/). Amido e glicogênio Digestão de carboidratos O amido, presente nos alimentos de origem vegetal, inclui amilose - polímero de glicose de cadeia linear (com ligações α-1,4 glicosídicas), e amilopectina - polímero de glicose ramificada (com ligações α-1,6 glicosídica na proporção de pontos ramificados para ligações 1,4 glicosídicas). Já o glicogênio, polissacarídeo encontrado nas células animais, tem estrutura semelhante à amilopectina, mas com o número de pontos de ramificação maior. A digestão do amido e glicogênio inicia com a α-amilase salivar e é continuada com a α-amilase pancreática, ambas endossacaridases, que clivam as ligações glicosídicas do tipo α https://globoplay.globo.com/v/3357555/ Sucrase-isomaltase e a β-glicosidase apresentam alta distribuição e atividade no jejuno proximal, enquanto a glucoamilase tem sua atividade mais alta no íleo proximal. Assim, a distribuição espacial dessas dissacaridases potencializa a atividade para coordenar com os segmentos do intestino delgado em que predominam os transportadores de glicose. g complexos Enzimas -1,4. A α-amilase salivar é inativada em pH ácido do suco gástrico, porém se permanecer no interior do bolo alimentar pode continuar digerindo carboidratos complexos. Assim, boa parte da digestão de carboidratos complexos pode ocorrer antes que o quimo atinja o intestino delgado. A presença de bicarbonato no suco pancreático neutraliza o ácido estomacal e a α-amilase pancreática continua a decomposição de carboidratos complexos em maltose, isomaltose, trissacarídeos e dextrina-limite. Para promover a absorção epitelial é necessária uma digestão adicional, com a quebra dos compostos resultantes da hidrólise α-amilase pancreática, pelas dissacaridases encontradas nas bordas em escova dos enterócitos. Estas enzimas das bordas, são exoenzimas como a maltase, que hidrolisa apenas as ligações α-1,4 glicosídicas entre as moléculas de glicose na maltose ou que iniciam a clivagem nos resíduos da extremidade do amido. A isomaltase (dextrinase limite), hidrolisa as ligações α-1,6 glicosídicas nos pontos de ramificação em várias dextrinas- limites e ligações α-1,4 na maltose e maltotriose. Outra enzima das bordas em escova é o complexo da β-glicosidase, que inclui lactase e glucosil-ceramidase - a lactase divide as ligações β-1,4 entre glicose e galactose no açúcar do leite. A absorção intestinal de glicose e galactose usa transportadores idênticos àqueles encontrados nos túbulos renais proximais: o simporte apical. Na -glicose SGLT e o transportador basolateral GLUT2. Esses transportadores movem tanto a galactose quanto a glicose. A absorção de frutose, entretanto, não é dependente de sódio (Na+), ela se move através da membrana apical por difusão facilitada pelo transportador GLUT5 e através da membrana baso-lateral pelo GLUT2. Figura 5 - Digestão de carboidratos em nível intestinal (produtos finais). Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 680. A d-glicose e a d-galactose são absorvidas pelo cotransportador de glicose dependente de sódio (SGLT1). Na ausência de sódio Na+, a d-glicose se liga ao SGLT1, com afinidade menor mas, na presença do íon, ocorre uma alteração conformacional que permite que a molécula se associe com alta afinidade. Quando a concentração intracelular de Na+é baixa, o Na+ se dissocia do seu local de ligação, fazendo com que a afinidade do transportador pela d-glicose diminua e o açúcar seja liberado no citoplasma da célula. 2.2.2 Proteínas A quantidade total de proteínas ingeridas diariamente provém da dieta e de proteínas endógenas, como enzimas digestivas e células mortas. Para clivar proteínas em aminoácidos e pequenos peptídeos são necessárias diversas enzimas proteolíticas, com especificidade para ligações peptídicas. Nesse contexto, as endopeptidases têm como substrato ligações mais internas e resultam em polipeptídeos maiores, enquanto as exopeptidases quebram ligações, liberando um aminoácido por vez do terminal carboxi ou amino da proteína. Figura 6 - Transporte de carboidratos em nível intestinal por transportadores específicos. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 680. A decomposição das proteínas e peptídeos inicia no estômago, sob a ação da pepsina, enzima secretada pelas células principais da mucosa gástrica como pepsinogênio (zimogênio), forma inativa da enzima. O ácido clorídrico (HCl), presente no suco gástrico é secretado pelas células parietais e transforma o pepsinogênio em pepsina ativa no estômago. A pepsina começa a hidrolisar proteínas em vários pontos de clivagem, para polipeptídeos menores. O suco gástrico, sendo ácido, acaba desnaturando proteínas, o que facilita que as proteases tenham acesso às suas ligações peptídicas. Quando o quimo atinge o intestino delgado, as proteases pancreáticas são excretadas juntamente com bicarbonato, neutralizando o ácido estomacal e elevando o pH, favorecendo a atividade das proteases pancreáticas (secretadas como zimogênios para o pâncreas e não causar pancreatite). O tripsinogênio é transformado em tripsina pela enteropeptidase da borda em escova de células do jejuno. As proteases pancreáticas tripsina, clivam ligações peptídicas mais específicas nos aminoácidos lisina ou arginina. A quimotripsina é menos específica e quebra as ligações peptídicas adjacentes aos aminoácidos hidrofóbicos. Elastase e carboxipeptidases clivam os polipeptídeos em oligopeptídeos e aminoácidos. A elastase cliva as ligações de elastina e peptídeo adjacentes à alanina, glicina e serina. Os cotransportadores de di e tripeptídeo acoplados a íons hidrogênio (H+) aproveitam um gradiente eletroquímico de H + do lúmen para o citoplasma, por meio das membranas da borda em escova dos enterócitos. O gradiente eletroquímico de H+ é gerado e mantido pelos trocadores de Na + e H+, juntamente com a remoção de Na+ das células através das membranas basolaterais pelas Na + K + - ATPases. A família transportadora de oligopeptídeos inclui PEPT1 e PEPT2. O PEPT1 é o transportador predominante de oligopeptídeos intestinais e é encontrado, principalmente, no duodeno e no jejuno. Figura 7 - Esquema geral de clivagem inicial de proteínas no estômago. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 681. Alguns dos di e tripipeptídeos, transportados intactos para os enterócitos, são hidrolisados por peptidases intracelulares dentro das células para liberar aminoácidos. Aminoácidos livres deixam as células através das membranas basolaterais e entram na corrente sanguínea. 2.2.3 Lipídeos Figura 8 - Transporte de aminoácidos e peptídeos através do epitélio intestinal. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 681. A digestão dos lipídios pode iniciar com lipase lingual, produzida pelas glândulas salivares, e continuar no estômago com lipase lingual e lipase gástrica, produzida pelas células principais. A maioria das gorduras chega ao duodeno na forma não digerida, o que promove a secreção de lipases e esterases pancreáticas e a contração da vesícula biliar para liberação de bile (SILVERTHORN, 2010). A emulsificação é importante, pois estabiliza as partículas lipídicas dispersas impedindo que se coalesçam novamente (ação dos sais biliares, fosfolipídios e colesterol) aumentando a ação das lipases. Durante a hidrólise, as gotículas de emulsão se dissociam em cristais líquidos multilamelares, que são convertidos em vesículas unilamelares por sais biliares e em micelas misturadas pela adição adicional de sais biliares. Assim como a lipase pancreática, a colipase pancreátic - secretada como procolipase e ativada pela tripsina - é necessária para facilitar a digestão de lipídios. A enzima se associa à lipase, permitindo que os triglicerídeos se encaixem no sítio ativo da enzima. Triglicerídeos são geralmente digeridos por estas duas enzimas pancreáticas na porção superior do jejuno. A lipase pancreática hidrolisa os ácidos graxos nas posições 1 e 3 da porção glicerol e produz ácidos graxos livres e um 2-monoacilglicerídeo. Da mesma forma, os ácidos graxos são removidos do colesterol da dieta pela esterase pancreática, sendo formados um ácido graxo livre e um lisofosfolipídeo pela ação da fosfolipase A2. Os produtos de decomposição lipossolúveis das gorduras alimentares solubilizadas por sais biliares em micelas compostas por estes sais, ácidos graxos, monogliacilglicerídeos e colesterol, são distribuídos pela fração aquosa em contato com as membranas das bordas em escovas dos enterócitos. Figura 9 - Agregado de lipídios da dieta em micelas mistas. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 679. Nas membranas dos enterócitos, os ácidos graxos das micelas tornam-se protonados e se difundem. Ácidos graxos de cadeia média fluem diretamente para o sangue portal, para serem transportados ao fígado, associados à albumina sérica. No entanto, para transportar ácidos graxos de cadeia longa, há diversos sistemas de transporte por translocases. O FAT / CD36 é um exemplo; esta proteína é expressa e regulada pela presença de lipídios da dieta, obesidade genética e diabetes mellitus. Os enterócitos empacotam os triglicerídeos reconstituídos com proteínas e fosfolipídios em quilomícrons. Um componente estrutural chave dos quilomícrons é a apoproteína B48 (ApoB48), uma proteína grande, hidrofóbica e não trocável da membrana reticular endoplasmática rugosa. A síntese de quilomícrons depende da proteína microssômica de transporte de triglicerídeos (MTP), que catalisa a transferência do triglicerídeo insolúvel em água, para a gotícula lipídica crescente e combina com uma partícula rica em proteínas e alta densidade no retículo endoplasmático rugoso. Posteriormente, o ApoB48 e o complexo de partículas densas combinam-se com uma grande partícula leve e com apoproteína AIV, anexada do retículo endoplasmático liso de onde brota uma vesícula de transporte para ser finalizada no aparato de Golgi. O quilomícron usa uma grande segunda vesícula de transporte contendo vários quilomícrons para atravessar o aparato Golgi para a membrana basolateral para exocitose para entrarem nos vasos linfáticos e, posteriormente, na corrente sanguínea através do ducto torácico. 2.2.4 Intolerância à lactose Figura 10 - Visão geral da digestão e absorção de lipídios. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 679. Algumas pessoas são incapazes de digerir o açúcar encontrado no leite (lactose), por esse motivo, se tornam intolerantes a esse açúcar. Pessoas com intolerância à lactose são incapazes de digerir completamente lactose, como consequência, desenvolvem diarreia, flatulência e inchaço após ingerir leite e seus derivados. A deficiência na produção da lactase produzida no intestino delgado é geralmente a principal causa para intolerância à lactose. A lactase cliva a lactose – dissacarídeo – nos monossacarídeos glicose e galactose, açúcares simples, capazes de serem absorvidos para corrente sanguínea através do epitélio intestinal. Quando há deficiência de lactase, a lactose é movida ao cólon, sendo substrato para fermentação de bactérias da microbiota normal do intestino grosso. Como resultado, surgem os sinais e sintomas de intolerância. Há, basicamente, três tipos de intolerância conhecidos como a intolerância à lactose. Clique nas abas abaixo para conhecê-los: Intolerância primária É a mais comum pois, conforme as crianças vão substituindo o leite por outros alimentos, têm decréscimo na produção da enzima. É determinadageneticamente, ocorrendo em uma grande proporção em indivíduos de ascendência africana, asiática ou hispânica. Intolerância secundária Ocorre quando o intestino delgado diminui a produção de lactase após uma doença, lesão ou cirurgia envolvendo o intestino delgado. Entre as doenças associadas à intolerância secundária estão a doença celíaca e a doença de Crohn. Intolerância congênita Com base em sintomas e em resposta à diminuição da quantidade de laticínios da dieta, é possível suspeitar se um indivíduo é intolerante à lactose. Entretanto, a confirmação do diagnóstico deve ser realizada por exames como o teste de tolerância à lactose: realizado com a ingestão de solução de lactose em jejum. Logo após, é analisada a glicemia através de exames de sangue. Se os níveis de glicemia não subirem, não está ocorrendo a digestão e absorção adequada da lactose ingerida em jejum. Outro exame possível é o teste de hidrogênio na respiração: este inicia também com a ingestão em jejum de solução de lactose, para serem medidas as quantidades de hidrogênio na respiração em intervalos regulares. Se o organismo não digerir a lactose, a mesma será fermentada no cólon, liberando hidrogênio e outros gases, que são absorvidos pelo intestino e que podem ser expirados (MATTAR; MAZO, 2010). A intolerância à lactose congênita é uma condição mais rara, na qual recém-nascidos nascem intolerantes por uma completa ausência de lactase (BRANCO, et al. 2017). Essa condição é transmitida em padrão de herança autossômico recessivo. Infelizmente ainda não há como aumentar a produção de lactase naturalmente, sendo o mais indicado evitar o desconforto que a intolerância à lactose pode trazer é evitar grandes porções de leite e outros produtos lácteos (GUYTON; HALL, 2011). Ingerir produtos industrializados com baixos teores ou livres de lactose ou adicionar a própria enzima lactase em preparações para quebrar a lactose. Além disso, é bastante difundido o uso de comprimidos ou soluções a base de enzimas lactase que podem ajudar a digerir produtos à base de leite (ingestão recomendada imediatamente antes de ingerir leite e derivados). VOCÊ QUER LER? Em proporção mundial, estima-se que 60% a 70% da população apresenta algum nível de intolerância à lactose. Uma pesquisa do Datafolha relatou que no Brasil, acredita-se que 35% da população (53 milhões de pessoas) acima de 16 anos, apresente algum sintoma após consumo de derivados do leite. Para entender um pouco mais sobre essa doença que atinge mais de um terço da população dentro desta faixa etária, clique aqui: https://seer.sis.puc- campinas.edu.br/seer/index.php/cienciasmedicas/article/view/3812/2630 (https://seer.sis.puc- campinas.edu.br/seer/index.php/cienciasmedicas/article/view/3812/2630). 2.3 Digestão e absorção intestinal de vitaminas. Transporte e absorção de água e eletrólitos no sistema gastrointestinal. Doença celíaca. As vitaminas são moléculas orgânicas obtidas por meio da alimentação, nosso organismo produz apenas algumas delas, portanto, o consumo variado de alimentos é fundamental para prevenir carências nutricionais que podem trazer prejuízos sérios à saúde. Em nosso organismo elas conseguem reparar tecidos, ajudam a fortalecer o sistema imunológico, colaboram para a saúde de mucosas e pele, além de ajudar no tratamento e prevenção de doenças. https://seer.sis.puc-campinas.edu.br/seer/index.php/cienciasmedicas/article/view/3812/2630 Outras moléculas importantes durante a digestão são a água e os eletrólitos. Essas substâncias fazem o controle osmótico. Um desequilíbrio hidroeletrolítico pode desencadear problemas graves de saúde. 2.3.1 Absorção vitaminas lipossolúveis em nível intestinal Embora as vitaminas lipossolúveis como por exemplo, as vitaminas A, D, E, K quando digeridas e absorvidas tenham funções específicas, possuem propriedades físicas comuns que determinam o processo de captação e processamento pelos enterócitos de forma semelhante. As vitaminas lipossolúveis não formam coenzimas ou grupos protéticos com apolipoproteínas solúveis e podem ser armazenadas em depósitos de gordura. Ao serem ingeridas, as vitaminas lipossolúveis são dissociadas das proteínas por fatores como acidez estomacal e proteólise. No intestino delgado, incorporam-se a outros produtos lipídicos em emulsões, vesículas e micelas, para absorção na superfície dos enterócitos por difusão simples ou por transportadores. As vitaminas lipossolúveis difundem-se no interior do enterócito, ligadas às proteínas transportadoras. No retículo endoplasmático liso, as vitaminas associam-se a gotas de lipídios, formando quilomícrons e lipoproteínas de muito baixa densidade (VLDLs), que por vesículas secretoras do aparato de Golgi chegam à linfa. Uma vez na circulação sanguínea sistêmica, as vitaminas A, D, E, K, solúveis em gordura, entram no fígado por endocitose mediada por receptores de quilomícrons (DA POIAN, 2009). A deficiência de vitamina lipossolúvel ocorre em vários estados de má absorção de gordura, incluindo aqueles induzidos por cirurgia bariátrica, medicamentos que atrapalham a hidrólise de triacilgliceróis (Orlistate) e redução de ácidos biliares por função hepatobiliar prejudicada ou insuficiência hepática. A maior parte do Ca++ na dieta provém de leite e produtos lácteos. O transporte ativo de Ca++ através das células epiteliais das vilosidades do duodeno é transcelular e está sob o controle da vitamina D (CASTRO, 2011). Clique a seguir e conheça as etapas da absorção transcelular de Ca++: VOCÊ O CONHECE? Casimir Funk nasceu na Polônia, em 1884. Mudou-se para a Suíça e trabalhou como bioquímico. Em 1912, usou pela primeira vez o termo vitamina para substâncias vitais para o funcionamento do organismo. A palavra vitamina surgiu a partir da ideia de que elas são essenciais para a vida (vital) e que, quimicamente, seriam aminas (compostos orgânicos). Funk isolou a primeira vitamina, que chamou de B1, utilizando farelo de arroz. Além desta, ele descobriu as vitaminas B2, C e D. (KUCHARZ, et al., 1994). A captação de Ca++ através da membrana apical ocorre através dos canais TRPV6 Ca++, impulsionada pelo gradiente eletroquímico entre o lúmen e a célula. O Ca++ citosólico se liga à proteína calbindina, que protege o Ca++ intracelular. Uma bomba de Ca e um trocador de Na-Ca na membrana basolateral, expulsam o Ca++ da célula para o fluido intersticial. A forma ativa da vitamina D estimula todas as etapas da via transcelular, mas seu efeito mais importante é aumentar a síntese de calbindina (CASTRO, 2011). A vitamina D é uma vitamina lipossolúvel que é absorvida principalmente no jejuno. A pele sintetiza a vitamina D3 a partir do colesterol em um processo que requer radiação ultravioleta. 2.3.2 Conhecendo alguns exemplos de vitaminas hidrossolúveis Ácido fólico (folato): Adquirido na dieta é desconjugado enzimaticamente pela folato conjugase, uma exopeptidase ativada por zinco, na borda da escova antes da absorção por um trocador de ânions na membrana apical dos enterócitos. O folato é essencial para a síntese dos nucleotídeos timina e purina do DNA, sendo sua deficiência prejudicial à replicação do DNA e mitose. Como a síntese de RNA e proteínas não é prejudicada, são produzidas células vermelhas grandes (megaloblastos), resultando em anemia megaloblástica. Talvez a melhor associação dessa vitamina esteja vinculada com a suplementação durante a gravidez para redução dos riscos de defeitos do tubo neural do embrião em formação. A absorção de folato representa um processo de troca aniônica da membrana apical, no qual a captação de folato está ligada ao efluxo de OH - através da membrana apical. O mecanismo do movimento do folato para fora • • • • da célula epitelial através da membrana basolateral, não é conhecido. Vitamina B12 (cobalamina): A principal fonte de vitamina B12 em humanos é a ingestão de produtos de origem animal como carnes, peixes, mariscos e ovos, não estando presente em alimentos de origem vegetal. A cobalamina atinge o estômago juntoàs proteínas alimentares, sendo a pepsina e o pH ácido, os fatores que liberam a vitamina, que, livre, se liga à haptocorrina. As células parietais do estômago secretam fator intrínseco, crucial para a absorção da cobalamina. No entanto, a acidez gástrica aumenta a ligação da cobalamina à haptocorrina e quando o complexo cobalamina-haptocorrina chega ao duodeno, a haptocorrina é degradada por proteases pancreáticas. A alcalinização promovida pela secreção pancreática no duodeno, faz com que a cobalamina derivada se ligue ao fator intrínseco. O complexo cobalamina-fator intrínseco se associa a receptores das membranas apicais dos enterócitos no íleo, através de ligação dependente de cálcio (Ca++). • CASO Paciente, gênero feminino, 23 anos de idade, 140 quilogramas para a estatura de 170 centímetros, com diabetes tipo 2 em uso de insulinoterapia, hipertensão arterial sistêmica de difícil controle e alega ser sedentária. Após aprovação da equipe da gastroenterologia, foi submetida a cirurgia bariátrica em Y de Roux que tem o objetivo de excluir 90% do jejuno-ileo, estabelecendo uma situação de má absorção intestinal. A paciente evoluiu bem no pós-operatório e teve alta. Em casa seguiu as orientações médicas e nutricionais que incluíam uma dieta adequada, uso regular de multivitamínicos e atividade física. Um ano após o procedimento havia emagrecido 35 quilogramas. Retorna ao hospital apresentando um quadro de palidez e fadiga aos menores esforços; quando questionada pelo médico disse que suspendeu por conta própria o uso dos complexos multivitamínicos. Foi solicitado hemograma completo e dosagem de vitamina B12 e ácido fólico. Os exames laboratoriais confirmaram o quadro de anemia e dosagem baixa de vitamina B12. O enterócito absorve o complexo de cobalamina - fator intrínseco; dentro da célula, a cobalamina e o fator intrínseco se dissociam. A cobalamina é liberada dos enterócitos pela membrana basolateral ligada à transcobalamina II. O complexo transcobalamina II-cobalamina entra na circulação portal para ser armazenado na bile. 2.3.3 Transporte e absorção de água e eletrólitos no sistema gastrointestinal Diariamente, o sistema trato gastrointestinal deve absorver quase nove litros de líquidos, contendo água e eletrólitos, que ocorre principalmente no intestino delgado e grosso. A desregulação dessa absorção pode levar à diarreia ou constipação. Conheça mais sobre esse processo de absorção clicando a seguir: A água é sempre absorvida no trato alimentar por osmose, através de uma via principalmente paracelular entre os enterócitos. Consequentemente, a absorção de água é principalmente acionada pela absorção ativa de eletrólitos osmóticos, especialmente sódio. Nos casos em que uma alta concentração de solutos não absorvíveis permanece no lúmen gastrointestinal, a água não pode ser reabsorvida e, portanto, causa diarreia osmótica. A reabsorção de Na+ na membrana luminal ocorre através de vários simportadores e antiportadores no intestino delgado e grosso. Em todos os casos, a reabsorção da membrana luminal é alimentada por uma NaK ATPase na membrana do enterócito basolateral. Essa ATPase de NaK transporta ativamente o Na+ além da membrana basolateral, reduzindo, assim, a concentração intracelular de Na+, que posteriormente cria um gradiente eletroquímico para o transporte interno de Na+ na membrana luminal (SILVERTHORN, 2010). A absorção de Na+ no intestino grosso é semelhante à que ocorre nas células principais do túbulo distal renal. A difusão de Na+ através dos canais iônicos da membrana luminal é alimentada por uma NaK ATPase basolateral. A absorção de Cl ocorre em grande parte através da difusão passiva por uma via paracelular. A reabsorção substancial de Na+ pode criar uma carga negativa do lúmen, criando assim um forte gradiente eletroquímico para a reabsorção passiva de Cl-. A maioria do cloreto é reabsorvido no intestino delgado, principalmente no duodeno e no jejuno. • • • • Absorção de água Reabsorção de Na+ Absorção de Cloreto Reabsorção de bicarbonato 2.3.4 Doença celíaca A doença celíaca é uma enteropatia sensível ao glúten, causada por uma reação imunológica no intestino delgado ao consumo de glúten - proteína encontrada no trigo, cevada e centeio (LIU, 2014). Com o tempo, essa reação danifica o revestimento do intestino delgado causando má absorção de alguns nutrientes. A doença geralmente causa diarreia ou prisão de ventre, fadiga, dores de cabeça, perda de peso, inchaço e anemia; podendo levar a complicações mais importantes como anemia por deficiência de ferro e dermatite herpetiforme. Não há cura para a doença celíaca, sendo recomendado seguir uma dieta sem glúten para poder ajudar a minimizar sintomas e promover a recuperação intestinal. Uma grande quantidade de bicarbonato é secretada durante a secreção pancreática e a manutenção do equilíbrio ácido-base adequado requer que alguns sejam reabsorvidos. Uma molécula de CO2 é convertida em H+ e HCO 3, pela anidrase carbônica nos enterócitos. O HCO 3 é transportado após a membrana basolateral, enquanto o H+ é transportado para o lúmen intestinal em um antiporte de Na+ - H+. Provavelmente o H+ combina com o bicarbonato luminal e depois é convertido em CO2, difundido no sangue. VOCÊ QUER VER? A doença celíaca é uma reação exagerada do sistema imunológico ao glúten, proteína encontrada em cereais como o trigo, o centeio, a cevada e o malte (LIU, 2014). A animação a seguir relata como o corpo de uma pessoa que tem intolerância ao glúten, doença celíaca e alergia ao glúten reage quando come algum alimento contendo a proteína. Para assistir, clique aqui: https://ed.ted.com/lessons/what-s-the-big-deal-with-gluten-william-d-chey (https://ed.ted.com/lessons/what-s-the-big-deal-with-gluten-william-d-chey). https://ed.ted.com/lessons/what-s-the-big-deal-with-gluten-william-d-chey Quando o sistema imunológico reage ao glúten presente nos alimentos, ocorrem danos nas microvilosidades que revestem o intestino delgado, não absorvendo nutrientes de forma suficiente. Não tratar a doença celíaca pode causar desnutrição, levando à anemia e perda de peso; ossos enfraquecidos, já que a má absorção de cálcio e vitamina D pode levar a um amolecimento do osso (osteomalácia ou raquitismo); intolerância à lactose; câncer e problemas no sistema nervoso (SILVA; FURNALETTO, 2010). O diagnóstico pode ser realizado através de endoscopia digestiva alta com câmera que permite a visualização do intestino delgado para retirada de amostra tecidual para biópsia e análise de danos nas microvilosidades, testes sorológicos sensíveis a anticorpos produzidos em resposta ao glúten e testes genéticos para antígenos leucocitários humanos (HLA-DQ2 e HLA-DQ8) pode ser usado para descartar a doença celíaca. É importante fazer os exames para a doença celíaca antes de tentar uma dieta sem glúten. Eliminar o glúten da dieta pode fazer com que os resultados dos exames de sangue pareçam normais. Após a confirmação do diagnóstico, a remoção do glúten da dieta reduzirá gradualmente a inflamação no intestino delgado (SILVA; FURNALETTO, 2010). Figura 11 - Comparação intestino saudável e acometido por doença celíaca. Fonte: Tefi, Shutterstock, 2020. 2.4 Sistema nervoso entérico Sistema nervoso entérico. Funções motoras do estômago, do intestino delgado e do intestino grosso. Fármacos antieméticos, laxativos, antidiarreicos, antiespasmódicos O sistema digestório apresenta seu próprio sistema nervoso local, denominado sistema nervoso entérico ou intrínseco, que contém tantos neurônios quanto a medula espinhal. Os principais componentes do sistema nervoso entérico são duas redes ou plexos de neurônios, embutidos na parede do trato digestório, se estendendo do esôfago ao ânus. O plexo mioentérico está localizado entre as camadas longitudinais e circulares do músculo na túnica muscular e, apropriadamente, exerce controle principalmente sobre a motilidade do trato digestivo. O plexo submucoso, como o próprio nome indica, está enterrado nasubmucosa. Seu principal papel é detectar o ambiente dentro do lúmen, regular o fluxo sanguíneo gastrintestinal e controlar a função celular epitelial. Nas regiões em que essas funções são mínimas, como o esôfago, o plexo submucoso é escasso e pode realmente estar ausente. 2.4.1 Funções motoras do estômago O processo de digestão inicia-se antes mesmo do alimento entrar pela boca. O simples fato de ver, cheirar e até mesmo pensar no alimento ativa reflexos antecipatórios, fase cefálica da digestão. Esses estímulos ativam neurônios no bulbo que mandam sinais através do nervo vago para o sistema nervoso entérico. O estomago possui três funções gerais: armazenamento do alimento para que possa terminar a digestão no duodeno; digestão ‘propriamente dita’ até formar uma massa semilíquida denominada quimo e esvaziamento lento do quimo para o duodeno. À medida que o alimento entra no estômago, a atividade digestória inicia-se com o reflexo vagal dando início a fase gástrica da digestão. A redução do tônus da parede muscular faz com que haja a distensão estomacal, para o armazenamento e a presença de peptídeos ou de aminoácidos no lúmen; são, então, ativadas células endócrinas e neurônios entéricos que irão influenciar a motilidade e a secreção (SILVERTHORN, 2010). O mecanismo de mistura é condicionado por dois eventos fundamentais. Conheça-os clicando a seguir: Todo o processo de esvaziamento gástrico é por reflexos provenientes do intestino delgado, mais especificamente, pelo duodeno (reflexo enterogástrico). O elevado volume gástrico e o consequente estiramento das paredes e dos músculos gástricos são suficientes para desencadear reflexos mioentéricos promotores do esvaziamento (SILVERTHORN, 2010). 2.4.2 Funções motoras do intestino delgado Uma vez que o quimo passa ao intestino delgado, a fase intestinal da digestão inicia. O quimo, que entra no intestino delgado, sofreu relativamente pouca digestão química, então sua entrada no duodeno deve ser controlada para evitar sobrecarga ao intestino delgado. Os movimentos segmentais misturam o quimo com as secreções pancreáticas, biliares e intestinais (GUYTON; HALL, 2011). Os movimentos para frente do quimo, ao longo do intestino, devem ser suficientemente lentos para permitir que a digestão e a absorção sejam completadas. O sistema nervoso parassimpático e os hormônios gastrina e CCK promovem a motilidade intestinal; enquanto a inervação simpática inibe. O peristaltismo no íleo terminal abre o esfíncter íleo-cecal, normalmente fechado (GUYTON; HALL, 2011). 2.4.3 Funções motoras do intestino grosso Ondas de mistura O primeiro são as ondas de mistura - ondas peristálticas fracas - na porção medial da parede gástrica e em direção ao antro do estômago. Esses movimentos tornam- se mais intensos, formando anéis peristálticos constritores, impulsionados por potenciais de ação que forçam o bolo em direção do piloro. Retropulsã o Ao mesmo tempo, o músculo pilórico contrai-se fortemente, fechando o piloro, impedindo que o estômago se esvazie e impelindo o conteúdo antral para cima, promovendo a mistura. Este movimento chama-se movimento de retropulsão e constitui o mecanismo principal de mistura do estômago (GUYTON; HALL, 2011). O esfíncter ileocecal se abre quando uma onda peristáltica percorre o íleo terminal e restos do quimo são transferidos para o ceco. O esfíncter se fecha, então, impossibilitando refluxos. O quimo continua a ser misturado por contrações segmentares, o movimento para frente é mínimo durante as contrações de mistura e depende principalmente de uma única contração colônica, chamada de movimento de massa - ondas peristálticas vigorosas que empurram a massa fecal em direção ao reto (GUYTON; HALL, 2011). O sistema nervoso parassimpático aumenta a frequência e amplitude dos movimentos e o simpático os inibe; o plexo nervoso entérico organiza os movimentos. Um dos reflexos bem definidos é o gastrocólico. No qual, por meio do sistema nervoso e de hormônios, a presença de alimento no estômago aumenta a motilidade no intestino grosso. O movimento de massa é responsável pela distensão súbita do reto, que desencadeia a defecação (SILVERTHORN, 2010). Conclusão Nesta unidade tivemos a oportunidade de correlacionar as secreções da vesícula biliar e do pâncreas exócrino no processo de digestão e entender como tais enzimas auxiliam na quebra de proteínas, carboidratos e lipídeos para posterior absorção intestinal. Vimos também que esse sistema é controlado não só por hormônios, mas também por um sistema nervoso específico, o sistema nervoso entérico. Nesta unidade, você teve a oportunidade de: compreender que a vesícula biliar é um órgão que armazena e concentra a bile produzida pelo fígado; conhecer a função do pâncreas exócrino e das principais enzimas digestivas presentes no suco pancreático; conhecer as partes do intestino delgado e suas células enteroendócrinas; saber que após a digestão os nutrientes são absorvidos pelo epitélio intestinal através dos enterócitos; entender porque pessoas que possuem dificuldades em digerir derivados do leite apresentam dores abdominais e outros sintomas relacionados à intolerância a lactose; perceber que todo o processo digestório necessita de peristaltismo e secreções e ambos são controlados pelo sistema nervoso entérico. • • • • • • Bibliografia ATUÍ, F.; GONDINI, M. Confira como funciona a absorção dos alimentos. Portal Globoplay. Bem Estar, 2014. 32 min. Disponível em: https://globoplay.globo.com/v/3357555/ (https://globoplay.globo.com/v/3357555/). Acesso em: 27 jan. 2020. 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