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XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX Secção transversal de vilosidades intestinais (reforçado em vermelho). Dê-me uma boa digestão, Senhor, e também algo para digerir. Anônimo, A graça do peregrino. TÓPICOS ABORDADOS E OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Anatomia do sistema digestório 655 21.1 Traçar o caminho de um pedaço de alimento não digerido da boca ao ânus. 21.2 Descrever as quatro camadas da parede do trato GI. Funções e processos digestórios 659 21.3 Descrever a função primária do sistema digestório. 21.4 Explicar os desafios da autodigestão, do balanço de massas e da defesa. 21.5 Descrever e comparar secreção, digestão, absorção e motilidade. 21.6 Descrever músculo liso unitário, potenciais de ondas lentas e contrações fásicas e tônicas. 21.7 Descrever e comparar peristaltismo, segmentação e complexo motor migratório. Regulação da função gastrintestinal 664 21.8 Comparar o sistema nervoso entérico com o sistema nervoso central. 21.9 Diferenciar reflexos longos, reflexos curtos e controle GI envolvendo peptídeos. 21.10 Citar as três famílias de hormônios GI e dar exemplos de cada uma. Função integrada: a fase cefálica 667 21.11 Explicar o controle por antecipação na digestão. 21.12 Mapear os processos e as vias de controle da fase cefálica. 21.13 Explicar as funções da saliva e o processo pelo qual ela é secretada. 21.14 Listar os passos do reflexo da deglutição (engolimento). Função integrada: a fase gástrica 669 21.15 Explicar as três funções do estômago. 21.16 Mapear os processos e as vias de controle da fase gástrica. 21.17 Descrever as secreções gástricas e as suas principais ações. Função integrada: a fase intestinal 672 21.18 Comparar e diferenciar digestão e motilidade nos intestinos grosso e delgado. 21.19 Descrever a anatomia e a função do sistema porta-hepático. 21.20 Descrever as principais secreções do pâncreas e do fígado. 21.21 Esquematizar os mecanismos celulares para secreção e para absorção de água e de íons. 21.22 Esquematizar a digestão e a absorção de carboidratos, de proteínas e de lipídeos. 21.23 Explicar o controle neural e hormonal da fase intestinal da digestão. 21.24 Explicar o papel das bactérias no intestino. Funções imunes do trato gastrintestinal 687 21.25 Descrever o GALT. 21.26 Diferenciar os reflexos protetores do vômito e da diarreia. CONHECIMENTOS BÁSICOS 16 Retroalimentação positiva e controle por antecipação 29 Biomoléculas 62 Micelas 68 Microvilosidades 72 Junções celulares 150 Epitélio de transporte 79 Membranas apicais e basolaterais 79 Glândulas endócrinas e exócrinas 99 Enzimas 113 Síntese e armazenamento de proteínas 143 Transporte ativo secundário 148 Exocitose e transcitose 403 Músculo liso 439 Sistemas portais 499 Linfáticos 604 Transporte renal 645 Acidificação da urina Sistema Digestório21 Fisiologia humana: uma abordagem integrada 655 U m ferimento no estômago, provocado por um tiro de es- pingarda, parece ser um início improvável para o estudo científico dos processos digestórios. Todavia, em 1822, no forte Mackinac, um jovem caçador canadense, chamado Alexis St. Martin, escapou por um triz da morte quando uma arma dis- parou a um metro dele, rasgando seu tórax e abdome e deixando um buraco na parede do seu estômago. O cirurgião do Exército dos Estados Unidos, William Beaumont, atendeu-o e cuidou dele durante dois anos até a sua recuperação. A ferida aberta no estômago não foi adequadamente curada, deixando uma f istula, ou abertura, para o lúmen. Como St. Martin era carente e incapaz de cuidar de si mesmo, Beau- mont “manteve-o com sua família para o propósito especial de realizar experimentos fisiológicos”. Em um documento legal, St. Martin até concordou em “obedecer, sofrer e cumprir com todas as experiências razoáveis e adequadas do referido William (Beaumont) em relação à... exposição... de seu estômago e a força e propriedades... e estados de seu conteúdo.” As observações de Beaumont sobre a digestão e sobre o estado do estômago de St. Martin sob várias condições fo- ram uma sensação. Em 1832, logo antes de as observações de Beaumont serem publicadas, a natureza do suco gástrico e da digestão no estômago foram objetos de muito debate. As obser- vações cuidadosas de Beaumont avançaram muito na resolução desse mistério. Assim como os médicos antigos provavam a uri- na quando faziam um diagnóstico, Beaumont provou o sabor do revestimento mucoso do estômago e o suco gástrico. Ele descre- veu que ambos eram “salgados”, mas o muco não era nada ácido, e o líquido gástrico era muito ácido. Beaumont coletou grande quantidade do líquido gástrico por meio da fístula, e, em experi- mentos controlados, ele confirmou que o líquido gástrico digeria carne, utilizando-se uma combinação de ácido clorídrico e outro fator ativo, que hoje se sabe que é a enzima pepsina. Essas observações e outras sobre motilidade e digestão no estômago se tornaram a base do que conhecemos sobre a fisio- logia digestória. Embora as pesquisas hoje sejam realizadas mais em nível celular e molecular, os pesquisadores ainda criam fístu- las cirúrgicas em animais experimentais para observar e coletar amostras do conteúdo do trato digestório. Por que o sistema digestório – também referido como sis- tema gastrintestinal – é de tanto interesse? A razão é que, atual- mente, as doenças gastrintestinais correspondem a cerca de 10% do dinheiro gasto em cuidados de saúde. Muitas destas condições, como azia, indigestão, gases e constipação, são problemas que cau- sam mais desconforto do que riscos à saúde, mas o seu significa- do não deve ser subestimado. Se você for a qualquer farmácia e observar o número de medicamentos relacionados a distúrbios di- gestórios, pode estimar o impacto que essas doenças têm em nossa sociedade. Neste capítulo, examinaremos o sistema gastrintestinal e o modo extraordinário pelo qual ele transforma a comida que ingerimos em nutrientes que são utilizados pelo corpo. ANATOMIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO O sistema digestório inicia com a cavidade oral (boca e faringe), que servem de receptáculo para a comida (FIG. 21.1a). O alimento ingerido entra no trato gastrintestinal (trato GI), que consiste em esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso. A porção do trato GI que vai do estômago até o ânus tam- bém é chamada de intestino. A digestão, a quebra química e mecânica do alimento, ocorre principalmente no lúmen do intestino. Ao longo do cami- nho, secreções são adicionadas ao alimento por células secretoras epiteliais e por órgãos glandulares acessórios, que incluem as glân- dulas salivares, o fígado, a vesícula biliar e o pâncreas. A mistura pastosa de alimento e secreções é conhecida como quimo. O trato GI é um longo tubo com paredes musculares alinhadas por um epitélio secretor e transportador (p. 150). Em intervalos ao longo do trato, anéis musculares funcionam como esf incteres para separar o tubo em segmentos com funções distintas. O alimento move-se pelo trato, sendo propelido por ondas de contrações musculares. Os produtos da digestão são absorvidos através do epitélio intestinal e passam para o líquido intersticial. De lá eles vão para o sangue ou para a linfa e são distribuídos para todo o corpo. Qualquer resíduo remanescente no lúmen ao final do trato GI deixa o corpo através de uma abertura, chamada de ânus. Uma vez que o sistema digestório se abre para o exterior, o lúmen do trato e seus conteúdos são, na verdade, parte do ambiente externo. (Pense em um orifício que atravessa o centro de uma péro- la) (Fig. 1.2, p. 4). Isso permite que uma incrível variedade de bac- térias vivam no lúmen, particularmente no intestino grosso. Este arranjo é comumente descrito como uma relação comensalismo, em que as bactérias se beneficiam de ter o fornecimento de uma casa e comida, ao passo que o corpo humano não é afetado. Entretan- to, estamos descobrindo meiospelos quais o corpo se beneficia de suas companheiras bactérias. A relação entre seres humanos e seus microbiomas bacterianos é um tema importante na fisiologia hoje, e você aprenderá mais sobre isso ao final deste capítulo. O sistema digestório é um tubo Na cavidade oral, os primeiros estágios da digestão iniciam com a mastigação e a secreção da saliva por três pares de glândulas salivares: glândulas sublinguais abaixo da língua, glândulas sub- mandibulares abaixo da mandíbula (osso maxilar) e glândulas paró- tidas encontradas perto da articulação da mandíbula (Fig. 21.1b). SOLUCIONANDO O PROBLEMA Cólera no Haiti Brooke estava procurando o que fazer nas suas férias de inverno de 2013, então ela se ofereceu para participar de uma equipe de socorro no Haiti. Após a sua chegada ao país devastado pelo terremoto, Brooke estava consternada com as condições de vida. Muitas pessoas ainda estavam vivendo em tendas com pouca ou nenhuma água corrente e saneamento. Para piorar a situação, em outubro de 2010, a Organização Mundial da Saúde (OMS) tinha emitido um alerta de epidemia global de cólera. O Vibrio cholerae, a bactéria da cólera, causa vômitos e volumes massivos de diarreia aquosa em pessoas que consumiram alimentos ou água contaminados. Não havia cólera no Haiti há cerca de cem anos, mas nos anos desde o terremoto, foram reporta- dos cerca de 700 mil casos e 8 mil mortes. 672659655 675 682 688 FIGURA 21.1 RESUMO ANATÔMICO Sistema digestório Cavidade oral Glândulas salivares Esôfago Pâncreas Estômago Intestino delgado Reto Intestino grosso Prega circular Mesentério Vilosidades Glândulas submucosas Serosa Submucosa Mucosa Vesícula biliar Fígado Esôfago Sublingual Submandibular Parótida Antro Piloro Dobras: a superfície dobrada aumenta a área Fundo Diafragma Corpo Músculo circular Músculo longitudinal (c) Estômago (d) Estrutura do intestino delgado (a) Visão geral do sistema digestório (b) Glândulas salivares Cite as glândulas acessórias e os órgãos do sistema digestório. QUESTÃO DA FIGURAQ (e) Vista seccionada do estômago (f) Vista seccionada do intestino delgado No estômago, a área de superfície é aumentada por invaginações, chamadas de glândulas gástricas. A área da superfície intestinal é aumentada por vilosidades semelhantes a dedos e por invaginações, chamadas de criptas. Epitélio Vaso linfático Plexo mioentérico Mucosa Muscular da mucosa Submucosa Músculo circular Músculo longitudinal Serosa Cripta Placa de Peyer Vaso linfático Plexo mioentérico Artéria e veia submucosas Artéria e veia Plexo submucoso Lâmina própria Muscular da mucosa Mucosa Submucosa Músculo circular Músculo longitudinal Serosa Abertura da glândula gástrica Camada oblíqua Vilosidades Muscular externa Muscular externa 658 Dee Unglaub Silverthorn O alimento deglutido passa pelo esôfago, um tubo estreito que atravessa o tórax até o abdome (Fig. 21.1a). As paredes do esôfago são constituídas de músculo esquelético no terço superior, mas so- frem transição para músculo liso nos dois terços inferiores. Logo abaixo do diafragma, o esôfago termina no estômago, um órgão em forma de saco que pode conter até dois litros de alimento e líquidos quando totalmente (embora desconfortavelmente) ex- pandido. O estômago tem três seções: o fundo superior, o corpo central e o antro inferior (Fig. 21.1c). O estômago continua a digestão que iniciou na boca, misturando o alimento com ácido e enzimas para criar o quimo. A abertura entre o estômago e o intestino delgado, ou piloro (porteiro), é protegida pela válvula pilórica. Esta faixa espessa de músculo liso relaxa para permitir que apenas pequenas quantidades de quimo entrem no intestino delgado simultaneamente. O estômago atua como um intermediário entre o ato com- portamental de comer e os eventos fisiológicos da digestão e da absorção no intestino. Sinais integrados e alças de retroalimenta- ção entre o intestino e o estômago regulam a velocidade na qual o quimo entra no duodeno. Isso garante que o intestino não seja sobrecarregado com mais do que ele pode digerir e absorver. A maior parte da digestão ocorre no intestino delgado, que possui três seções: o duodeno (os primeiros 25 cm), o je- juno e o íleo (os últimos dois, juntos, têm cerca de 260 cm de comprimento*). A digestão é realizada por enzimas intestinais, auxiliadas por secreções exócrinas de dois órgãos glandulares acessórios: o pâncreas e o fígado (Fig. 21.1a). As secreções desses dois órgãos entram na porção inicial do duodeno por ductos. Um esfincter tonicamente contraído (o esfincter hepatopancreático, ou esf incter de Oddi) impede que o líquido pancreático e a bile entrem no intestino delgado, exceto durante uma refeição. A digestão termina no intestino delgado, e quase todos os nutrientes digeridos e os fluidos secretados são absrovidos lá, deixando cerca de 1,5 litro de quimo por dia passar para o intes- tino grosso (Fig. 21.1a). No colo – a secção proximal do intesti- no grosso – o quimo aquoso transforma-se em fezes semissólidas à medida que a água e os eletrólitos são absorvidos do quimo para o líquido extracelular (LEC). Quando as fezes são propelildas para a seção terminal do intestino grosso, conhecida como reto, a distenção da parede re- tal desencadeia o reflexo de defecação. As fezes deixam o trato GI pelo ânus, sendo que o esfincter anal externo, constituído de músculo esquelético, está sob controle voluntário. Em uma pessoa viva, o sistema digestório da boca até o ânus tem cerca de 450 cm de comprimento. Deste comprimento, 395 cm consistem nos intestinos grosso e delgado. Tente imagi- nar 3,95 metros de corda, com 2,5 a 7,5 centímetros de diâmetro, toda enrolada dentro do seu abdome, do umbigo para baixo. O arranjo apertado dos órgãos abdominais ajuda a explicar por que você sente necessidade de soltar o seu cinto após ingerir uma grande quantidade de comida. As medidas do comprimento intestinal feitas durante au- tópsias são aproximadamente o dobro daquelas dadas aqui, uma vez que, após a morte, os músculos longitudinais do trato intesti- *N. de R.T. Referência do comprimento do intestino delgado de um in- divíduo vivo. nal relaxam. Esse relaxamento é responsável pela ampla variação na extensão do intestino descrita em diferentes referências. A parede do trato gastrintestinal possui quatro camadas A estrutura básica da parede gastrintestinal é similar no estôma- go e nos intestinos, embora existam variações de uma seção do trato GI para outra (Fig. 21.1e, f ). A parede intestinal é enrugada em dobras para aumentar a sua área de superfície. Essas dobras são chamadas de pregas no estômago e de dobras no intestino delgado. A mucosa intestinal também se projeta para o lúmen em pequenas extensões similares a dedos, denominadas vilosi- dades (Fig. 21.1f ). Mais área de superfície é adicionada por in- vaginações tubulares da superfície, que se estendem para dentro do tecido conectivo de sustentação. Essas invaginações são deno- minadas glândulas gástricas no estômago e criptas no intestino. Algumas das invaginações mais profundas formam glândulas submucosas secretoras que se abrem para o lúmen através de ductos. A parede intestinal consiste em quatro camadas: (1) uma mucosa interna virada para o lúmen, (2) uma camada conhecida como submucosa, (3) camadas de músculo liso, conhecidas cole- tivamente como muscular externa, e (4) uma cobertura de tecido conectivo, denominada serosa. Mucosa A mucosa, o revestimento interno do trato gastrintes- tinal, tem três camadas: uma única camada de epitélio mucoso vi- rado para o lúmen; a lâmina própria, tecido conectivo subepitelial que segura o epitélio no lugar; e a muscular da mucosa, uma fina camada de músculo liso. Várias modificações estruturais aumen- tam a área da superfície da mucosa, a fim de aumentar a absorção. 1. O epitélio mucoso possui a mais variável característica do trato GI,mudando de seção para seção. As células da mu- cosa incluem células epiteliais transportadoras (chamadas de enterócitos no intestino delgado), células secretoras en- dócrinas e exócrinas e células-tronco. Na superfície mu- cosa do epitélio (apical) (p. 79), as células secretam íons, enzimas, muco e moléculas parácrinas para o lúmen. Na superfície serosa do epitélio (basolateral), as substâncias absorvidas do lúmen e as moléculas secretadas por células epiteliais entram no LEC. As junções célula a célula que unem as células epite- liais do trato GI variam (p. 72). No estômago e no colo, as junções formam uma barreira impermeável, de modo que pouco pode passar entre as células. No intestino delgado, as junções não são tão apertadas. Este epitélio intestinal é considerado “permeável”, uma vez que parte da água e dos solutos pode ser absorvida entre as células (via paracelular), em vez de através delas. Agora, sabemos que as junções possuem plasticidade e que a sua permeabilidade e seleti- vidade podem ser reguladas em algum grau. As células-tronco GI são células indiferenciadas que se dividem rapidamente e produzem de forma contínua um novo epitélio nas criptas e nas glândulas gástricas. À me- dida que as células-tronco se dividem, as células recém- -formadas são empurradas em direção à superfície luminal do epitélio. A duração média de uma célula epitelial GI é Fisiologia humana: uma abordagem integrada 659 de apenas poucos dias, um bom indicador da vida dura que essas células têm. Como ocorre em outros tipos de epitélio, a rápida renovação e a taxa de divisão celular no trato GI torna esses órgãos suscetíveis ao desenvolvimento de cân- cer. Em 2013, os cânceres de colo e de reto (câncer colorre- tal) foram a terceira causa de morte por câncer nos Estados Unidos. Entretanto, a taxa de mortalidade tem caído, devi- do a mais exames de rastreio e melhores tratamentos. 2. A lâmina própria é o tecido conectivo subepitelial que con- tém fibras nervosas e pequenos vasos sanguíneos e linfáti- cos. Os nutrientes absorvidos passam para o sangue e para a linfa aqui (Fig. 21.1e). Esta camada também contém cé- lulas imunes patrulhadoras, como macrófagos e linfócitos, que patrulham invasores que tenham entrado através de rupturas do epitélio. No intestino, coleções de tecido linfoide adjacente ao epitélio formam pequenos nódulos e grandes placas de Peyer, que criam inchaços visíveis na mucosa (Fig. 21.1f ). Estes agregados linfáticos constituem a maior parte do te- cido linfático associado ao intestino (GALT). 3. A muscular da mucosa, uma fina camada de músculo liso, separa a lâmina própria da submucosa. A contração dos músculos dessa camada altera a área de superfície efetiva para absorção por mover as vilosidades em vai e vem, como a ondulação dos tentáculos de uma anêmona-do-mar. Submucosa A submucosa é a camada média da parede do intestino. Ela é composta de tecido conectivo com grandes vasos sanguíneos e linfáticos passando por ela (Fig. 21.1e, f ). A submucosa também contém o plexo submucoso, uma das duas principais redes nervosas do sistema nervoso entérico (p. 229). O plexo submucoso (também chamado de plexo de Meissner) inerva as células na camada epitelial, bem como o músculo liso da muscular da mucosa. Muscular externa A parede externa do trato gastrintestinal, a muscular externa, consiste primariamente de duas camadas de músculo liso: uma camada interna circular e uma camada externa longitudinal (Fig. 21.1d, f ). A contração da camada circular di- minui o diâmetro do lúmen. A contração da camada longitudinal encurta o tubo. O estômago possui uma terceira camada incom- pleta de músculo oblíquo entre a camada muscular circular e a submucosa (Fig. 21.1e). A segunda rede nervosa do sistema nervoso entérico, o plexo mioentéricoo, situa-se entre as camadas musculares lon- gitudinal e circular. O plexo mioentérico (também chamado de plexo de Auerbach) controla e coordena a atividade motora da ca- mada muscular externa. Serosa O revestimento exterior de todo o trato digestório, a serosa, é uma membrana de tecido conectivo que é uma continu- ação da membrana peritoneal (peritônio) que reveste a cavidade abdominal (p. 59). O peritônio também forma o mesentério, que mantém o intestino no lugar para que ele não fique enroscado quando se move. A próxima seção é uma breve visão sobre os quatro pro- cessos de secreção, digestão, absorção e motilidade. A fisiologia gastrintestinal é um campo em rápida expansão, e este livro não tenta incluir tudo. Em vez disso, ele concentra-se em aspectos gerais selecionados da fisiologia digestória. REVISANDO CONCEITOS 1. O lúmen do trato digestório está no lado apical ou basolateral do epitélio intestinal? Na superfície serosa ou mucosa? 2. Cite as quatro camadas da parede do trato GI, iniciando pelo lúmen e seguindo para fora. 3. Cite as estruturas pelas quais uma porção de alimento passa à medida que vai da boca ao ânus. FUNÇÕES E PROCESSOS DIGESTÓRIOS A função primária do sistema digestório é levar os nutrientes, a água e os eletrólitos do ambiente externo para o ambiente interno corporal. Para alcançar esse objetivo, o sistema usa qua- tro processos básicos: digestão, absorção, secreção e motilida- de (FIG. 21.2). A digestão é a quebra, ou degradação, química e mecânica dos alimentos em unidades menores que podem ser levadas através do epitélio intestinal para dentro do corpo. A absorção é o movimento de substâncias do lúmen do trato GI para o líquido extracelular. A secreção no trato GI possui dois significados. Ela pode significar o movimento de água e íons do LEC para o lúmen do trato digestório (o oposto da absorção), mas pode também significar a liberação de substân- cias sintetizadas pelas células epiteliais do GI tanto no lúmen quanto no LEC. A motilidade é o movimento de material no trato GI como resultado da contração muscular. Embora possa parecer simples digerir e absorver alimen- tos, o sistema digestório enfrenta três desafios significativos: 1. Evitar a autodigestão. O alimento que comemos está princi- palmente sob a forma de macromoléculas, como proteínas e carboidratos complexos, de modo que o nosso sistema SOLUCIONANDO O PROBLEMA Enfrentando uma epidemia de cólera no país, os mem- bros da equipe de socorro estavam apreensivos. Um tra- balhador do Centers for Disease Control and Prevention (CDC) dos Estados Unidos falou para o grupo sobre as precauções adequadas. Ele avisou-os para terem cuida- do com o que eles comiam e bebiam e para lavarem suas mãos frequentemente. Em seguida, em cerca de cinco dias de viagem, Brooke teve um surto de diarreia abun- dante e aquosa, que ela inicialmente atribuiu ao estresse emocional do trabalho de assistência. Contudo, quando teve tonturas e taquicardia, ela foi para a tenda médica. Lá, ela foi diagnosticada com desidratação causada pela diarreia induzida pela cólera. P1: Dada a diarreia aquosa de Brooke, como você esperaria que estivesse o volume de LEC dela? P2: Por que Brooke teve taquicardia? 672659655 675 682 688 660 Dee Unglaub Silverthorn digestório precisa secretar enzimas potentes para digerir os alimentos em moléculas que sejam pequenas o suficiente para serem absorvidas pelo corpo. Ao mesmo tempo, en- tretanto, essas enzimas não devem digerir o próprio trato GI (autodigestão). Se os mecanismos protetores contra a autodigestão falharem, escoriações, conhecidas como úlce- ras pépticas, desenvolvem-se nas paredes do trato GI. 2. Balanço de massa. Outro desafio que o sistema digestório enfenta diariamente é a manutenção do balanço de massa por meio da combinação da entrada e saída de líquidos (FIG. 21.3). As pessoas ingerem cerca de 2 litros de líqui- do por dia. Além disso, as glândulas e as células exócri- nas secretam aproximadamente 7 litros de enzimas, muco, eletrólitos e água no lúmen do trato GI. Estevolume de líquido secretado é o equivalente a um sexto da água corporal total (42 litros), ou mais de duas vezes o volume plasmático de 3 litros. Se o líquido secretado não puder ser absorvido, o corpo desidratará rapidamente. 3. Normalmente, a absorção é muito eficiente, e apenas cer- ca de 100 mL de líquido é perdido nas fezes. Entretanto, vômito e diarreia (fezes excessivamente aquosas) podem se tornar uma emergência quando as secreções GI são perdidas para o ambiente, em vez de serem reabsorvidas. Em casos graves, esse líquido perdido pode diminuir o vo- lume do líquido extracelular a ponto de o sistema circula- tório ser incapaz de manter a pressão sanguínea adequada. 4. Defesa. O desafio final que o sistema digestório enfrenta é proteger o corpo de invasores estranhos. Ao contrário do que se imagina, a maior área de contato entre o meio interno e o mundo exterior está no lúmen do sistema di- gestório. Como consequência, o trato GI, com sua área de superfície total do tamanho aproximado de uma quadra de tênis, enfrenta diariamente o conflito entre a neces- sidade de absorver água e nutrientes e a necessidade de evitar que bactérias, vírus e outros patógenos entrem no corpo. Para isso, o epitélio transportador do trato GI é auxiliado por um conjunto de mecanismos fisiológicos de defesa, incluindo muco, enzimas digestórias, ácido e a maior coleção de tecido linfático do corpo, o tecido linfá- tico associado ao intestino (GALT). Estima-se que 80% de todos os linfócitos (p. 514) do corpo são encontrados no intestino delgado. O corpo humano enfrenta esses desafios fisiológicos por vezes conflitantes por meio da coordenação entre motilidade e secreção para maximizar a digestão e a absorção. SECREÇÃO DIGESTÃO ABSORÇÃO MOTILIDADE Lúmen do trato digestório Parede Líquido intersticial Sangue Bolo alimentar Digestão Absorção Motilidade Secreção Quebra química e mecânica do alimento em unidades para absorção Movimento de material do lúmen GI para o LEC Movimento do material através do trato GI como resultado da contração muscular Movimento de material das células para o lúmen ou para o LEC FIGURA 21.2 Os quatro processos do sistema digestório. 7,5 L do intestino delgado 1,4 L do intestino grosso 0,1 L nas fezes 9,0 L removidos do lúmen 2 L de alimento e bebida 1,5 L de saliva (glândulas salivares) 0,5 L de bile (fígado) 2 L de secreções gástricas 1,5 L de secreções pancreáticas 1,5 L de secreções intestinais 9 L entrada total no lúmen Absorção Excreção Entrada de líquido no sistema digestório Líquido removido do sistema digestório Ingestão Secreção FIGURA 21.3 Balanço de massa no sistema digestório. Para manter a homeostasia, o volume de líquido que entra no trato GI por ingestão ou secreção deverá ser igual ao volume que deixa o lúmen. Fisiologia humana: uma abordagem integrada 661 Nós secretamos mais líquidos do que ingerimos Em um dia normal, 9 litros de líquido passam através do lúmen do trato gastrintestinal de um adulto – equivalente ao conteúdo de três garrafas de refrigerante de 3 litros. Apenas cerca de 2 litros desse volume entram no sistema GI pela boca. Os 7 litros restantes de líquido vem da água corporal secretada juntamente com íons, enzimas e muco (ver Fig. 21.3). Os íons são transpor- tados do LEC para o lúmen. A água, então, segue o gradiente osmótico criado por esta transferência de solutos de uma lado do epitélio para o outro. A água move-se pelas células epiteliais através de canais ou por junções comunicantes entre as células (a via paracelular). As células epiteliais gastrintestinais, como aquelas dos rins, são polarizadas (p. 150), com membranas apicais e basolate- rais diferentes. Cada superfície celular contém proteínas para o movimento de solutos e de água, muitas delas similares àquelas do túbulo renal. O arranjo das proteínas de transporte nas mem- branas apicais e basolaterais determina a direção do movimento de solutos e de água através do epitélio. Enzimas digestórias As enzimas digestórias são secre- tadas tanto por glândulas exócrinas (glândulas salivares e o pâncreas) quanto por células epiteliais no estômago e no in- testino delgado. As enzimas são proteínas, as quais são sinteti- zadas pelo retículo endoplasmático rugoso, empacotadas pelo aparelho de Golgi em vesículas secretoras e, então, estocadas na células até serem necessárias. Conforme a necessidade, elas são liberadas por exocitose (p. 148). Muitas enzimas intestinais permanecem ligadas às membranas apicais das células intesti- nais, ancoradas por proteínas transmembranas “hastes” ou ân- coras lipídicas (p. 64). Algumas enzimas digestórias são secretadas na forma de proenzimas inativas, conhecidas como zimogênios (p. 100). Os zimogênios devem ser ativados no lúmen GI antes que eles possam realizar a digestão. Sintetizar as enzimas em uma forma não functional permite que elas sejam estocadas nas células que as produzem sem causar dano às mesmas. A nomenclatura dos zimogênios frequentemente tem o sufixo –ogênio adicionado ao nome da enzima, como pepsinogênio. Muco O muco é uma secreção viscosa composta primaria- mente de glicoproteínas, chamadas de mucinas. As principais funções do muco são formar uma cobertura protetora sobre a mucosa GI e lubrificar o conteúdo do intestino. O muco é feito em células exócrinas especializadas, chamadas de células mucosas, no estômago e nas glândulas salivares, e células caliciformes no in- testino (Fig. 3.10, p. 78). As células caliciformes constituem entre 10 e 24% da população celular intestinal. Os sinais para a liberação de muco incluem inervação parassimpática, vários neuropeptídeos encontrados no siste- ma nervoso entérico e citocinas provenientes dos imunócitos. As infecções parasitárias e os processos inflamatórios no trato GI também causam aumento substancial na produção de muco, à medida que o corpo tenta fortalecer suas barreiras protetoras. REVISANDO CONCEITOS 4. Defina digestão. Qual é a diferença entre digestão e metabolismo (p. 102)? 5. Por que o sistema digestório está associado à maior coleção de tecido linfático do corpo? 6. Desenhe uma célula mostrando (1) uma enzima em uma vesícula secretora citoplasmática, (2) a exocitose da vesícula e (3) a enzima permanecendo ligada à superfície da membrana da célula, em vez de indo para longe. A digestão e a absorção tornam o alimento utilizável A maioria das secreções GI facilitam a digestão. O sistema GI di- gere macromoléculas em unidades absorvíveis usando uma com- binação de degradação mecânica e enzimática. A mastigação e a agitação gástrica produzem pedaços menores de alimento com mais área de superfície exposta às enzimas digestórias. O pH no qual as diferentes enzimas digestórias funcionam melhor (p. 100) reflete a localização onde elas são mais ativas. Por exemplo, enzimas que agem no estômago funcionam bem em pH ácido, e aquelas que são secretadas no intestino delgado funcionam melhor em pH alcalino. A maior parte da absorção ocorre no intestino delgado, com absorção adicional de água e de íons no intestino grosso. A absorção, assim como a secreção, utiliza muitas das mesmas proteínas de transporte do túbulo renal. Uma vez absorvidos, os nutrientes entram no sangue ou na circulação linfática. Motilidade: o músculo liso gastrintestinal contrai espontaneamente A motilidade no trato gastrintestinal tem dois propósitos: trans- portar o alimento da boca até o ânus e misturá-lo mecanicamen- te para quebrá-lo uniformemente em partículas pequenas. Essa mistura maximiza a exposição das partículas às enzimas digestó- rias, uma vez que aumenta a sua área de superfície. A motilida- de gastrintestinal é determinada pelas propriedades do músculo liso GI e é modificada por informações químicas dos nervos, doshormônios e dos sinais parácrinos. A maior parte do trato GI é composta por músculo liso unitário, com grupos de células eletricamente conectadas por junções comunicantes (p. 405) para criam segmentos contráteis. Regiões diferentes apresentam diferentes tipos de contração. As contrações tônicas são mantidas por minutos ou horas. Elas ocorrem em alguns esfincteres de músculo liso e na porção apical do estômago. As contrações fásicas, com ciclos de contração- -relaxamento que duram apenas alguns segundos, ocorrem na região distal do estômago e no intestino delgado. Os ciclos de contração e relaxamento do músculo liso são associados a ciclos de despolarização e repolarização, denomi- nados potenciais de ondas lentas, ou simplesmente ondas lentas (FIG. 21.4a). Pesquisas atuais indicam que as ondas lentas são originadas em uma rede de células, chamadas de células inters- ticiais de Cajal (denominadas pelo neuroanatomista espanhol FIGURA 21.4 CONTEÚDO ESSENCIAL QUESTÃO DA FIGURAQ Motilidade gastrintestinal Potencial de membrana (mV) Os potenciais de ação são disparados quando os potenciais das ondas lentas atingem o limiar. A força e a duração da contração muscular são diretamente relacionadas à amplitude e à frequência dos potenciais de ação. Limiar Potencial de ação Onda lenta Força da contração muscular Tempo (b) O complexo motor migratório (MMC) é uma série de contrações que iniciam no estômago vazio e terminam no intestino grosso. (a) As ondas lentas são despolarizações espontâneas no músculo liso GI. Direção do movimento O segmento que recebe relaxaContração Bolo alimentar O bolo move-se para a frente (c) As contrações peristálticas são responsáveis pelo movimento para a frente. Os segmentos alternados contraem e há pouco ou nenhum movimento para a frente. (d) As contrações segmentares são responsáveis pela mistura. Por que os picos das ondas de contração ocorrem depois dos picos dos potenciais de ação? Segundos depois Fisiologia humana: uma abordagem integrada 663 Santiago Ramón y Cajal), ou ICCs. Essas células musculares lisas modificadas estão localizadas entre as camadas de músculo liso e os plexos nervosos intrínsecos, podendo atuar como inter- mediárias entre os neurônios e o músculo liso. Parece que as ICCs funcionam como marca-passos para a atividade de ondas lentas em diferentes regiões do trato GI, bem como as células do sistema de condução cardíaca agem como mar- ca-passos para o coração (p. 455). Os potenciais de ondas lentas diferem dos potenciais de marca-passo miocárdicos, pois as ondas GI ocorrem a uma frequência muito mais baixa (3-12 ondas/min no TGI versus 60-90 ondas/min no miocárdio). A frequência das ondas lentas varia em cada região do trato GI, variando de 3 on- das/min no estômago a 12 ondas/min no duodeno. As ondas lentas, que iniciam espontaneamente nas células intersticiais de Cajal, espalham-se para as camadas musculares lisas adjacentes através de junções comunicantes. Assim como no sistema de condução cardíaco, o marca-passo mais rápido em um grupo de células intersticiais determina o ritmo (“marca o passo”) de todo o grupo (p. 456). A observação de que as células intersticiais parecem coordenar a motilidade GI tem levado os pesquisadores a trabalharem para estabelecer uma associação en- tre as células intersticiais e os distúrbios funcionais do intestino, como a síndrome do colo irritável e a constipação crônica. Outra diferença entre as ondas lentas e os potenciais de marca-passo cardíaco é que as ondas lentas não alcançam o li- miar em cada ciclo e, uma onda lenta que não alcança o limiar não causará contração muscular. Quando um potencial de onda lenta alcança o limiar, canais de Ca 2� dependentes de voltagem na fibra muscular abrem-se, o Ca 2� entra, e a célula dispara um ou mais potenciais de ação. A fase de despolarização do potencial de onda lenta, como nas células miocárdicas autorrítmicas, é o resultado da entrada de Ca 2� na célula. Além disso, a entrada de Ca 2� inicia a contração muscular (p. 407). A contração do músculo liso, como a do músculo cardíaco, é graduada de acordo com a quantidade de Ca 2� que entra na fibra. Quanto maior a duração das ondas lentas, mais potenciais de ação são disparados, e maior é a força da contração muscu- lar. A probabilidade de uma onda lenta disparar um potencial de ação depende principalmente das informações provenientes do sistema nervoso entérico. O músculo liso gastrintestinal apresenta diferentes padrões de contração As contrações musculares no trato gastrintestinal ocorrem em três padrões que levam a diferentes tipos de movimentos no tra- to. Entre as refeições, quando o trato está em grande parte vazio, ocorre uma série de contrações que começam no estômago e pas- sam lentamente de segmento em segmento, levando aproxima- damente 90 minutos para alcançarem o intestino grosso. Este padrão, denominado complexo motor migratório, é uma função de “limpeza da casa” que varre as sobras do bolo alimentar e bac- térias do trato GI superior para o intestino grosso (Fig. 21.4b). As contrações musculares durante e após uma refeição se- guem um dos dois outros padrões. (Fig. 21.4) O peristaltismo são ondas progressivas de contração que se movem de uma seção do trato GI para a próxima, assim como as “ondas” humanas que ondulam em torno de um estádio de futebol ou de uma arena de basquete. No peristaltismo, os músculos circulares contraem o segmento apical a uma massa, ou bolo, de alimento (Fig. 21.4c). Essa contração empurra o bolo para a frente até um segmento receptor, onde os músculos circulares estão relaxados. O segmento receptor, então, contrai, continuando o movimento para a frente. As contrações peristálticas empurram um bolo para a frente a uma velocidade entre 2 e 25 cm/s. O peristaltismo no esôfago propele o material da faringe para o estômago. A peristalse contri- bui para a mistura do bolo no estômago, porém, na digestão normal, as ondas peristálticas intestinais são limitadas a curtas distâncias. Nas contrações segmentares, segmentos curtos (1-5 cm) de intestino contraem e relaxam alternadamente (Fig. 21.4d). Nos segmentos contraídos, o músculo circular contrai, ao pas- so que o músculo longitudinal relaxa. Essas contrações podem ocorrer aleatoriamente ao longo do intestino ou a intervalos re- gulares. As contrações segmentares alternadas agitam o conteúdo intestinal, misturando-o e mantendo-o em contato com o epité- lio absortivo. Quando os segmentos contraem sequencialmente, em uma direção oral-aboral, os conteúdos intestinais são prope- lidos por curtas distâncias. Os distúrbios de motilidade estão entre os problemas gas- trintestinais mais comuns. Eles variam de espasmos esofágicos e retardo do esvaziamento gástrico (estômago) a constipação e diar- reia. A síndrome do colo irritável é um distúrbio funcional crônico caracterizado por alteração dos hábitos intestinais e dor abdominal. REVISANDO CONCEITOS 7. Qual é a diferença entre absorção e secreção? 8. Como as gorduras absorvidas pelo sistema linfático alcançam a circulação geral para a distribuição às células? (Dica: p. 499) 9. Por que alguns esfincteres do sistema digestório são tonicamente contraídos? FOCO CLÍNICO Diabetes: esvaziamento gástrico lento O diabetes melito atinge quase todos os sistemas de ór- gãos. O trato digestório não é exceção. Um problema que assola mais de um terço de todas as pessoas com diabe- tes é a gastroparesia, também chamada de esvaziamento gástrico lento. Nestes pacientes, o complexo motor migra- tório está ausente entre as refeições e o esvaziamento do estômago é lento. Muitos pacientes, como consequência, sofrem de náuseas e vômitos. A causa da gastroparesia diabética não está esclarecida, porém estudos recen- tes com modelos animais e pacientes mostram perda ou disfunção das células intersticiais de Cajal. Essas células funcionam como marca-passos e como ligação entreas células musculares lisas GI e os sistemas nervosos autôno- mo e entérico. Considerando o modelo cardíaco do marca- -passo externo, os pesquisadores estão testando um mar- ca-passo gástrico implantável para promover a motilidade gástrica em pacientes diabéticos com gastroparesia grave. 664 Dee Unglaub Silverthorn REGULAÇÃO DA FUNÇÃO GASTRINTESTINAL Dos quatro processos GI, a motilidade e a secreção são as prin- cipais funções reguladas. Se o alimento se move através do sis- tema muito rapidamente, não haverá tempo suficiente para que tudo no lúmen seja digerido e absorvido. A secreção é regulada para que as enzimas digestórias apropriadas possam quebrar o alimento em formas que possam ser absorvidas. A digestão, por sua vez, depende da motilidade e da secreção. Os cientistas acreditavam que a absorção dos nutrientes não é regulada, e que “você absorve o que você come”. Agora, en- tretanto, evidências indicam que a absorção de alguns nutrientes pode ser alterada em resposta a mudanças ambientais de longo prazo. O sistema nervoso entérico pode atuar de modo independente O sistema nervoso entérico (SNE) foi inicialmente reconhe- cido há mais de um século, quando os cientistas notaram que seções isoladas do intestino removidas do corpo criavam uma onda reflexa de contrações peristálticas quando a pressão do lú- men aumentava. O que eles observaram foi a habilidade do SNE de realizar um reflexo independentemente do controle exercido pelo sistema nervoso central (SNC). A este respeito, o SNE é muito similar às redes nervosas de águas-vivas e de anêmonas-do-mar (filo Cnidaria) (p. 275). Você pode ter visto anêmonas-do-mar sendo alimentadas em um aquário. Quando um pedaço de camarão ou de peixe flutua perto dos seus tentáculos, elas começam a ondular, captando “odores químicos” através da água. Uma vez que o alimento toca o tentá- culo, ele é levado à boca, passando de um tentáculo para o outro até desaparecer dentro da cavidade digestória. Este reflexo é realizado sem um encéfalo, olhos ou um nariz. O sistema nervoso da anêmona consiste em uma rede nervosa com neurônios sensoriais, interneurônios e neurônios eferentes que controlam os músculos e as células secretoras do seu corpo. Os neurônios da rede são ligados de modo que possam integrar a informação e agir sobre ela. Da mesma forma que uma anêmona captura seu alimento, o SNE recebe estímulos e atua sobre eles. O sistema nervoso entérico controla a motilidade, a secreção e o crescimento do trato digestório. Anatômica e funcionalmente, o SNE compartilha muitas características com o SNC: 1. Neurônios intrínsecos. Os neurônios intrínsecos dos dois plexos nervosos do trato digestório são aqueles que se situam completamente dentro da parede do trato GI, exatamente como os interneurônios estão contidos intei- ramente no SNC. Os neurônios autonômicos que levam sinais do SNC para o sistema digestório são denominados neurônios extrínsecos. 2. Neurotransmissores e neuromoduladores. Os neurônios do SNE liberam mais de 30 neurotransmissores e neuromo- duladores, a maioria dos quais são idênticos a moléculas encontradas no encéfalo. Esses neurotransmissores são algumas vezes chamados de não adrenérgicos, não colinér- gicos para os distinguir dos neurotransmissores autonô- micos tradicionais, noradrenalina e acetilcolina. Entre os neurotransmissores e neuromoduladores mais conheci- dos estão a serotonina, o peptídeo intestinal vasoativo e o óxido nítrico. 3. Células gliais de sustentação. As células gliais de susten- tação dos neurônios dentro do SNE são mais similares à astroglia do encéfalo do que às células de Schwann do sis- tema nervoso periférico. 4. Barreira de difusão. Os capilares que circundam os gân- glios no SNE não são muito permeáveis e criam uma bar- reira de difusão que é similar à barreira hematencefálica dos vasos sanguíneos encefálicos. 5. Centros integradores. Como observado anteriormente, re- flexos que se originam no trato GI podem ser integrados e atuar sem que os sinais neurais deixem o SNE. Assim, a rede de neurônios do SNE é o seu próprio centro integra- dor, assim como o encéfalo e a medula espinal. Acreditava-se que se pudéssemos explicar como o SNE integra comportamentos simples, poderíamos usar tal sistema como modelo para o funcionamento do SNC. Todavia, estudar o funcionamento do SNE é difícil, pois os reflexos entéricos não possuem um centro de comando distinto. Em vez disso, em uma tendência interessante, os fisiologistas GI estão aplicando infor- mações obtidas de estudos do encéfalo e da medula espinal para investigar o funcionamento do SNE. As complexas interações entre o SNE, o SNC, o sistema endócrino e o sistema imune prometem abastecer os cientistas com questões para serem inves- tigadas durante muitos anos. Reflexos curtos integrados no sistema nervoso enté- rico Os plexos nervosos entéricos na parede intestinal agem como um “pequeno cérebro”, permitindo que reflexos locais se- jam iniciados, integrados e finalizados completamente no trato GI. (FIG. 21.5, setas vermelhas). Os reflexos que se originam dentro do sistema nervoso entérico (SNE) e são integrados por ele sem sinais externos são denominados reflexos curtos. O plexo submucoso contém neurônios sensoriais que recebem sinais do lúmen do trato GI. A rede do SNE integra esta infor- mação sensorial e, então, inicia a resposta. O plexo submucoso controla a secreção pelas células epiteliais GI. Os neurônios do plexo mioentérico na camada muscular externa influenciam a motilidade. Reflexos longos são integrados no SNC Embora o SNE possa funcionar isoladamente, ele também envia informações sensoriais para o SNC e recebe aferências dele através dos neurô- nios autonômicos. Um reflexo neural clássico inicia com um estí- mulo transmitido por um neurônio sensorial para o SNC, onde o estímulo é integrado e atua. No sistema digestório, alguns refle- xos clássicos são originados nos receptores sensoriais no trato GI, mas outros são originados fora do sistema digestório (Fig. 21.5, setas cinza). Não importa onde eles se originam, os reflexos di- gestórios integrados no SNC são chamados de reflexos longos. Os reflexos longos que se originam completamente fora do sistema digestório incluem reflexos antecipatórios (p. 17) e reflexos emocionais. Esses reflexos são chamados de reflexos ce- fálicos, uma vez que eles se originam no encéfalo. Os reflexos Fisiologia humana: uma abordagem integrada 665 antecipatórios iniciam com estímulos – como visão, cheiro, som ou pensamento no alimento – que preparam o sistema digestório para a refeição que o encéfalo está antecipando. Por exemplo, se você está com fome e sente o cheiro do jantar sendo preparado, você fica com água na boca e seu estômago ronca. Os reflexos emocionais e a sua influência no trato GI ilustram outra ligação entre o cérebro e o sistema digestório. As respostas GI às emoções variam da constipação do viajante a “borboletas no estômago” para vômitos e diarreia induzidos psi- cologicamente. Nos reflexos longos, o músculo liso e as glândulas do trato GI estão sob controle autonômico. Em geraI, fala-se que a divi- são parassimpática é excitatória e realça as funções GI, levando ao seu apelido de “descansar e digerir”. A maioria dos neurônios parassimpáticos para o trato GI são encontrados no nervo vago. Os neurônios simpáticos normalmente inibem as funções GI. REVISANDO CONCEITOS 10. A excitação da função GI pela divisão parassimpatica e a inibição pela divisão simpatica é um exemplo de que tipo de controle? Os peptídeos gastrintestinais incluem hormônios, neuropeptídeos e citocinas Os peptídeos secretados pelas células do trato GI podem atuar como hormônios ou como sinais parácrinos. Alguns desses peptí- deos GI foram primeiro descritos e nomeados em outros sistemas corporais. Como seus nomes nada têm a ver com as suas funções no sistemaGI, aprender a sua terminologia pode ser um desafio. No sistema digestório, os peptídeos GI excitam ou inibem a motilidade e a secreção. Alguns peptídeos parácrinos são secre- tados para o lúmen, onde eles se ligam a receptores na membrana apical para desencadear uma resposta. Outros são secretados no líquido extracelular, onde eles difundem curtas distâncias para agir em células vizinhas. Os peptídeos GI também atuam fora do trato GI, e al- gumas de suas mais importantes ações envolvem o cérebro. Por exemplo, em estudos experimentais, o hormônio GI colecisto- cinina (CCK) melhora a saciedade, dando a sensação de que a fome foi saciada. No entanto, a CCK também é produzida por neurônios e funciona como um neurotransmissor no cérebro, assim é difícil determinar quanto da resposta normal de sacie- dade é devida à CCK proveniente do intestino. Outro peptídeo Receptores sensoriais e neurônios Estímulo local: Neurônios entéricos Músculos lisos, células exócrinas Inter- neurônios Neurônios simpáticos e parassimpáticos Sistema nervoso entérico “O pequeno cérebro” • Mudanças na motilidade GI • Liberação da bile e secreções pancreáticas • Síntese/liberação de enzimas, de ácido e de bicarbonato Encéfalo Fome/saciedade Insulina Glucagon Células secretoras do estômago e do intestino delgado Fase cefálica da digestão (antecipação) (visão, cheiro, etc.) Receptores sensoriais Estímulo Centro integrador Sensor Sinal eferente Alvo Resposta tecidual Pâncreas endócrino Peptídeos GI Encéfalo Os reflexos longos são integrados no SNC. Alguns reflexos longos se originam fora do trato GI, mas outros se originam no SNE. Os reflexos curtos são originados no SNE e são executados por neurônios localizados inteiramente na parede do trato GI. 1. Quais efetores e respostas são controlados pelo plexo mioentérico, e quais são controlados pelo plexo submucoso? 2. Que tipo de receptor sensorial responde ao estiramento? E à osmolaridade? E aos produtos da digestão? LEGENDA QUESTÕES DA FIGURAQ Distensão Presença de alimento Osmolaridade Acidez FIGURA 21.5 Integração dos reflexos digestórios. 666 Dee Unglaub Silverthorn GI, a grelina, é secretado pelo estômago e age no cérebro para aumentar a ingestão alimentar. Os pesquisadores têm agora sequenciados mais de 30 peptí- deos provenientes da mucosa GI, porém somente alguns deles são amplamente aceitos como hormônios. Alguns peptídeos têm efei- tos parácrinos bem definidos, mas a maioria entra em uma longa lista de candidatos a hormônios. Além disso, conhecemos molécu- las reguladoras não peptídicas, como a histamina, que funcionam como sinais parácrinos. Devido à incerteza associada ao campo, res- tringimos o foco neste capítulo às principais moléculas reguladoras. Hormônios GI Os hormônios GI, como todos os hormônios, são secretados no sangue e transportados através do corpo. Eles atuam sobre o trato GI, em órgãos acessórios, como o pâncreas, e em alvos mais distantes, como o encéfalo. Os hormônios do trato GI ocupam um lugar interessante na história da endocrinologia. Em 1902, dois fisiologistas cana- denses, W. M. Bayliss e E. H. Starling, descobriram que o quimo ácido que entrava no intestino delgado vindo do estômago causava a liberação de suco pancreático, mesmo quando todos os nervos que se dirigem para o pâncreas eram cortados. Uma vez que a úni- ca comunicação restante entre o intestino e o pâncreas era a cir- culação de sangue entre eles, Bayliss e Starling postularam a exis- tência de algum fator circulante (humoral) liberado pelo intestino. Quando extratos duodenais aplicados diretamente no pâncreas estimularam a secreção pancreática, eles souberam que estavam lidando com uma substância química produzida pelo duodeno. Eles nomearam a substância de secretina. Posterior- mente, Starling propôs que o nome geral hormônio, da palavra grega que significa “eu excito”, fosse dado a todo agente humoral que atua em um local distante da sua liberação. Em 1905, J. S. Edkins postulou a existência de um hor- mônio gástrico que estimula a secreção gástrica ácida. Foram necessários mais de 30 anos para os pesquisadores isolarem um extrato relativamente puro do hormônio gástrico, e foi em 1964 que o hormônio denominado gastrina foi finalmente purificado. Por que a pesquisa sobre os hormônios digestórios de- morou tanto para ser desenvolvida? A principal razão é que os hormônios GI são secretados por células endócrinas isoladas, espalhadas entre outras células da mucosa epitelial. A única maneira de se obter esses hormônios era fazer um extrato bruto de todo o epitélio, um procedimento que também li- berava enzimas digestórias e moléculas parácrinas produzidas em células vizinhas. Por essa razão, era muito difícil dizer se o efeito fisiológico induzido pelo extrato provinha de um único hormônio, de mais de um hormônio ou de um sinal parácrino, como a histamina. Famílias de hormônios GI Os hormônios gastrintestinais são geralmente divididos em três famílias. Todos os membros de uma família têm sequências de aminoácidos semelhantes e, em alguns casos, há sobreposição nas suas habilidades para se liga- rem aos receptores. As fontes, os alvos e os efeitos dos principais hormônios GI são resumidos na TABELA 21.1. TABELA 21.1 Os hormônios GI Estímulo para liberação Alvo(s) primário(s) Efeito(s) primário(s) Outras informações Estômago Gastrina (células G) Peptídeos e aminoácidos; reflexos neurais Células enterocromafins (ECL) e células parietais Estimula a secreção de ácido gástrico e o crescimento da mucosa A somatostatina inibe a sua liberação Intestino Colecistocinina (CCK) Ácidos graxos e alguns aminoácidos Vesícula biliar, pâncreas, estômago � Estimula a contração da vesícula biliar e a secreção de enzimas pancreáticas � Inibe o esvaziamento gástrico e a secreção ácida � Promove saciedade � Alguns efeitos podem ser devidos à ação da CCK como um neurotransmissor Secretina Ácido no intestino delgado Pâncreas, estômago � Estimula a secreção de HCO3 � � Inibe o esvaziamento gástrico e a secreção ácida Motilina Jejum: liberação periódica a cada 1,5 a 2 horas Músculos lisos gástrico e intestinal Estimula o complexo motor migratório Inibida pela ingestão de uma refeição Peptideo inibidor gástrico (GIP) Glicose, ácidos graxos e aminoácidos no intestino delgado Células beta do pâncreas � Estimula a liberação de insulina (mecanismo antecipatório) � Inibe o esvaziamento gástrico e a secreção ácida Peptídeo semelhante ao glucagon (GLP-1) Refeição mista que inclui carboidratos ou gorduras no lúmen Pâncreas endócrino � Estimula a liberação de insulina � Inibe a liberação de glucagon e a função gástrica Promove saciedade Fisiologia humana: uma abordagem integrada 667 A família da gastrina inclui os hormônios gastrina e cole- cistocinina (CCK) mais diversas variantes de cada. A sua similari- dade estrutural implica que a gastrina e a CCK podem se ligar e ativar o mesmo receptor CCKB. A família da secretina inclui a secretina; o peptídeo in- testinal vasoativo (VIP), um neurotransmissor não adrenérgico, não colinérgico; e GIP, um hormônio conhecido originalmente como peptídeo inibidor gástrico, uma vez que ele inibiu a secreção ácida gástrica em experimentos iniciais. Alguns estudos subse- quentes, contudo, indicaram que o GIP administrado em doses fisiológicas mais baixas não bloqueia a secreção ácida. Assim, os pesquisadores sugeriram um novo nome com as mesmas iniciais – peptídeo insulinotrópico dependente de glicose – que mais precisamente descreve a ação desse hormônio: ele estimula a li- beração da insulina em resposta à glicose no lúmen do intestino. No entanto, para a maioria das pessoas, o nome preferido perma- nece sendo peptídeo inibidor gástrico. Outro membro da família da secretina é o hormônio peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP-1). O GIP eo GLP-1 agem juntos como sinais antecipatórios para a liberação de insu- lina, como você aprenderá quando estudar o pâncreas endócrino (Capítulo 22). A terceira família de peptídeos contém aqueles que não se encaixam nas outras duas famílias. O membro principal desse grupo é o hormônio motilina. Aumentos na secreção de motili- na são associados ao complexo motor migratório. No restante deste capítulo, integraremos motilidade, secreção, digestão e absorção conforme seguirmos o alimen- to passando através do trato GI. A FIGURA 21.6 é um resumo dos principais eventos que ocorrem em cada seção do trato GI. O processamento do alimento é tradicionalmente dividido em três fases: cefálica, gástrica e intestinal. FUNÇÃO INTEGRADA: A FASE CEFÁLICA Os processos digestórios no corpo iniciam antes que a comida entre na boca. Simplesmente cheirar, ver, ou até mesmo pen- sar sobre o alimento pode fazer a nossa boca salivar ou nosso estômago roncar. Estes reflexos longos que iniciam no cérebro criam uma resposta antecipatória, conhecida como fase cefálica da digestão. O estímulo antecipatório e o estímulo do alimento na cavidade oral ativam neurônios no bulbo. O bulbo, por sua vez, Fígado Vesícula biliar Piloro Pâncreas Papila ileal Reto Esfincteres anais Glândula salivar Esôfago Esfincter esofágico superior Esfincter esofágico inferior Motilidade Mastigação. Deglutição. Secreção Saliva (glândulas salivares). Digestão Carboidratos. Absorção Nenhuma. Cavidade oral e esôfago Mistura peristáltica e propulsão. Proteínas. Gorduras (mínima). Substâncias lipossolúveis, como álcool e ácido acetilsalicílico. Mistura e propulsão principalmente por segmentação. Alguma peristalse. Intestino delgado Motilidade Secreção Digestão Absorção Estômago Polipeptídeos. Carboidratos. Gorduras. Ácidos nucleicos. Motilidade Secreção Digestão Absorção Aminoácidos e pequenos peptídeos. Monossacarídeos. Ácidos graxos, monoacilgliceróis, colesterol. Bases nitrogenadas. Água. Íons, minerais, vitaminas. Enzimas (enterócitos). Muco (células caliciformes). Hormônios: CCK, secretina, GIP e outros (células endócrinas). Enzimas e bicarbonato (pâncreas exócrino). Bile (fígado, estocada na vesícula biliar). Mistura segmental. Movimento de massa para propulsão. Intestino grosso Nenhuma (exceto por bactérias). Motilidade Secreção Digestão Absorção Íons, minerais, vitaminas. Água. Pequenas moléculas orgânicas produzidas pelas bactérias intestinais. Muco (células caliciformes). HCl (células parietais). Pepsinogênio e lipase gástrica (células principais). Muco e bicarbonato (células mucosas superficiais). Gastrina (células G). Histamina (células ECL). FIGURA 21.6 Visão geral da função digestória. 668 Dee Unglaub Silverthorn manda sinais eferentes através de neurônios autonômicos para as glândulas salivares, e atráves do nervo vago para o sistema nervo- so entérico. Em resposta a esses sinais, o estômago, o intestino e os órgãos glandulares acessórios iniciam a secreção e aumentam a motilidade em antecipação ao alimento que virá. A digestão mecânica e química inicia na boca Quando o alimento inicialmente entra na boca, ele é inundado por uma secreção, a qual chamamos de saliva. A saliva tem qua- tro funções importantes: 1. Amolecer e lubrif icar o alimento. A água e o muco na saliva amolecem e lubrificam o alimento para torná-lo mais fácil de deglutir. Você pode avaliar essa função se alguma vez já tentou engolir uma bolacha seca sem mastigá-la comple- tamente. 2. Digestão do amido. A digestão química inicia com a secreção da amilase salivar. A amilase quebra o amido em maltose depois que a enzima é ativada por Cl � na saliva. Se você mastigar uma bolacha sem sal por algum tempo, perceberá a conversão do amido em maltose, a qual é mais doce. 3. Gustação. A saliva dissolve o alimento para que possamos sentir seu gosto (p. 325). 4. Defesa. A função final da saliva é a defesa. A lisozima é uma enzima salivar antibacteriana, e imunoglobulinas sa- livares incapacitam bactérias e vírus. Além disso, a saliva ajuda a limpar os dentes e manter a língua livre de partícu- las alimentares. A digestão mecânica dos alimentos inicia na cavidade oral com a mastigação. Os lábios, a língua e os dentes contribuem para a mastigação do alimento, criando uma massa amolecida e umedecida (bolo) que pode ser facilmente engolida. A saliva é uma secreção exócrina A saliva é um complexo fluido hiposmótico que contém água, íons, muco e proteínas, como enzimas e imunoglobulinas. Três pares de glândulas salivares produzem tanto quanto 1,5 litro de saliva por dia. As glândulas salivares são glândulas exócrinas, com o epitélio secretor disposto em agrupamentos de células como cachos de uvas, chamados de ácinos. Cada ácino circunda um ducto, e os ductos individuais juntam-se para formar ductos cada vez mais largos (como os caules em um cacho de uvas). O princi- pal ducto secretor de cada glândula esvazia na boca. As secreções dos três pares de glândulas salivares variam em composição. As glândulas parótidas produzem uma solução aquosa de enzimas, ao passo que as glândulas sublinguais produ- zem uma saliva rica em muco. As secreções das glânulas subman- dibulares são mistas, com ambos, muco e enzimas. A produção de saliva é um processo de dois passos. O flui- do inicial secretado pelas células acinares se assemelha ao líquido extracelular em sua composição iônica: uma solução isotônica de NaCl. Conforme este fluido passa através do ducto no seu cami- nho para a cavidade oral, as células epiteliais ao longo do ducto reabsorvem NaCl e secretam K � e íon bicarbonato até que a ra- zão entre os íons no fluido do ducto seja mais parecida com a do líquido entracelular (alta em K � e baixa em Na � ). As membranas apicais das células do ducto têm pouca permeabilidade à água, e a remoção efetiva de soluto do fluido secretado resulta em saliva hiposmótica em relação ao plasma. A salivação está sob controle autonômico e pode ser desen- cadeada por múltiplos estímulos, incluindo visão, cheiro, contato e até mesmo o pensamento no alimento. A inervação parassimpática é o estímulo primário para a secreção da saliva, mas também há al- guma inervação simpática nas glândulas. Na China antiga, algumas vezes era dado a uma pessoa sob suspeita de crime um punhado de arroz seco para mastigar durante o interrogatório. Se ela pudesse produzir saliva o suficiente para umedecer o arroz e o engolir, era li- bertada. No entanto, se seu nervosismo secasse a sua secreção salivar reflexa, ela seria declarada culpada. Pesquisas recentes têm confir- mado que o estresse, como o associado à mentira ou à ansiedade ao ser questionado, diminui o volume de secreção salivar. REVISANDO CONCEITOS 11. Como a mucina, a amilase e as imunoglobulinas movem-se das células epiteliais das glândulas salivares para o lúmen da glândula? (Dica: elas são todas proteínas.) A deglutição leva o bolo alimentar da boca para o estômago O ato de engolir, ou deglutição, é uma ação reflexa que empur- ra o bolo de alimento ou de líquido para o esôfago (FIG. 21.7). O estímulo para a deglutição é a pressão criada quando a língua empurra o bolo contra o palato mole e a parte posterior da boca. A pressão do bolo ativa neurônios sensoriais que levam informa- ções pelo nervo glossofaríngeo (nervo craniano IX) para o centro da deglutição no bulbo. As eferências do centro da deglutição consistem em neurô- nios motores somáticos que controlam os múculos esqueléticos da faringe e do esôfago superior, bem como neurônios autonômicos que agem nas porções inferiores do esôfago. Quando o reflexo de deglutição inicia, o palato mole eleva-se para fechar a nasofaringe. A contração muscular move a laringe para cima e para a frente, o que ajuda a fechar a traqueia e abrir o esfincter esofágico superior. Enquanto o bolo se move para baixo no esôfago, a epi- glotedobra-se para baixo, completando o fechamento das vias aéreas superiores e prevenindo que alimentos ou líquidos en- trem nas vias aéreas. Ao mesmo tempo, a respiração é breve- mente inibida. Quando o bolo se aproxima do esôfago, o esfinc- ter esofágico superior relaxa. Ondas de contrações peristálticas, então, empurram o bolo em direção ao estômago, auxiliadas pela gravidade. Entretanto, a gravidade não é indispensável, como você deve saber se já participou da brincadeira de engolir de cabeça para baixo. A extremidade inferior do esôfago situa-se logo abaixo do diafragma e é separada do estômago pelo esfincter esofágico inferior. Esta área não é um esfincter verdadeiro, mas uma re- gião de tensão muscular relativamente alta que atua como uma barreira entre o esôfago e o estômago. Quando os alimentos são deglutidos, a tensão relaxa, permitindo a passagem do bolo ali- mentar para o estômago. Fisiologia humana: uma abordagem integrada 669 Se o esfincter esofágico inferior não permanecer contraído, o ácido gástrico e a pepsina podem irritar a parede do esôfago, levando à dor e à irritação do refluxo gastresofágico, mais conheci- do como azia. Durante a fase da inspiração da respiração, quando a pressão intrapleural cai, as paredes do esôfago expandem-se (p. 549). A expansão cria uma pressão subatmosférica no lúmen esofágico, que pode sugar o conteúdo ácido do estômago se o esfincter estiver relaxado. A agitação do estômago, quando este está cheio, pode também esguichar ácido de volta para o esôfago se o esfincter não estiver completamente contraído. A doença do refluxo gastresofágico ou DRGE, é um dos mais comuns proble- mas digestórios na sociedade norte-americana. FUNÇÃO INTEGRADA: A FASE GÁSTRICA Aproximadamente 3,5 litros de comida, bebida e saliva entram no fundo do estômago a cada dia. O estômago possui três fun- ções gerais: 1. Armazenamento. O estômago armazena alimento e regu- la a sua passagem para o intestino delgado, onde ocorre a maior parte da digestão e da absorção. 2. Digestão. O estômago digere a comida, química e me- canicamente, formando a mistura “cremosa” de partículas uniformemente pequenas, chamada de quimo. 3. Defesa. O estômago protege o corpo por destruir muitas das bactérias e outros patógenos que são deglutidos jun- tamente com a comida ou aprisionados no muco das vias respiratórias. Ao mesmo tempo, o estômago precisa prote- ger a si mesmo de ser agredido por suas próprias secreções. Antes da chegada do alimento, a atividade digestória no estômago inicia com um reflexo vagal longo da fase cefálica (FIG. 21.8). Depois, quando o bolo entra no estômago, estímulos no lúmen gástrico iniciam uma série de reflexos curtos, que cons- tituem a fase gástrica da digestão. Nos reflexos da fase gástrica, a distensão do estômago e a presença de peptídeos ou de aminoácidos no lúmen ativam cé- lulas endócrinas e neurônios entéricos. Hormônios, neurotrans- missores e moléculas parácrinas, então, influenciam a motilidade e a secreção. O estômago armazena o bolo alimentar Quando o alimento chega do esôfago, o estômago relaxa e ex- pande para acomodar o volume aumentado. Este reflexo media- do neuralmente é chamado de relaxamento receptivo. A metade superior do estômago permanece relativamente em repouso, re- tendo o bolo alimentar até que ele esteja pronto para ser digerido. A função de armazenamento do estômago é talvez o aspecto me- 1 A língua empurra o bolo contra o palato mole e a parte posterior da cavidade oral, disparando o reflexo da deglutição. Palato duro Língua Bolo alimentar Epiglote Esfincter esofágico superior tonicamente contraído A laringe move-se para cima e para a frente. O palato mole eleva-se, fechando a nasofaringe. Glote 2 A respiração é inibida à medida que o bolo passa pela via aérea fechada. A epiglote dobra-se para baixo para ajudar a manter o material engolido fora das vias aéreas. O esfincter esofágico superior relaxa. 3 O alimento move-se para baixo no interior do esôfago, propelido por ondas peristálticas e auxiliado pela gravidade. FIGURA 21.7 Deglutição: o reflexo de deglutição. A deglu- tição é integrada no bulbo. Aferentes sensoriais no nervo crania- no IX e neurônios motores somáticos e autonômicos medeiam o reflexo. 670 Dee Unglaub Silverthorn nos óbvio da digestão. Todavia, quando ingerimos mais do que necessitamos do ponto de vista nutricional, o estômago precisa regular a velocidade na qual o quimo entra no intestino delgado. Sem essa regulação, o intestino delgado não seria capaz de digerir e absorver a carga de quimo que chega, e quantidades significativas de quimo não absorvido passariam para o intesti- no grosso. O epitélio do intestino grosso não é projetado para absorção de nutrientes em larga escala, então a maioria do quimo se tornará fezes, resultando em diarreia. Este “distúrbio do esva- ziamento” (“síndrome de dumping”) é um dos efeitos colaterais mais desagradáveis da cirurgia que remove porções do estômago ou do intestino delgado. Enquanto a parte superior do estômago está retendo o bolo alimentar, a parte inferior do estômago está ocupada com a digestão. Na metade distal do estômago, uma série de ondas peristálticas empurra o bolo alimentar para baixo, em direção ao piloro, misturando-o com o ácido e as enzimas digestórias. Quando as partículas grandes são digeridas e a textura do qui- mo fica mais uniforme, cada onda contrátil ejeta uma pequena quantidade de quimo no duodeno através do piloro. O aumento da motilidade gástrica durante a refeição está principalmente sob controle neural e é estimulada pela distensão do estômago. Secreções gástricas protegem e digerem O lúmen do estômago é alinhado com o epitélio produtor de muco, pontuado por aberturas de fovéolas (fossas) gástricas. As fossas levam a glândulas gástricas profundas dentro da ca- mada mucosa (ver Fig. 21.1e). Múltiplos tipos celulares dentro das glândulas produzem ácido gástrico (HCl), enzimas, hormô- nios e moléculas parácrinas. As várias secreções das células da mucosa gástrica, seus estímulos para liberação e suas funções são resumidos na FIGURA 21.9 e descritos a seguir. Secreção de gastrina As células G, encontradas profunda- mente nas glândulas gástricas, secretam o hormônio gastrina no sangue. Em reflexos curtos, a liberação de gastrina é estimulada pela presença de aminoácidos e de peptídeos no estômago e por distensão do estômago. O café (mesmo o descafeinado) também estimula a liberação de gastrina – uma razão para que pessoas com síndromes de secreção ácida excessiva evitem a ingestão de café. A liberação de gastrina é também desencadeada por refle- xos neurais. Os reflexos curtos são mediados por um neurotrans- missor do SNE, chamado de peptídeo liberador de gastrina (GRP). Nos reflexos cefálicos, os neurônios parassimpáticos do nervo vago estimulam as células G para que elas liberem gastrina no sangue. A principal ação da gastrina é promover a liberação de ácido. Ela faz isso diretamente por agir nas células parietais e indiretamente por estimular a liberação de histamina. Secreção Ácida As células parietais profundas nas glân- dulas gástricas secretam o ácido gástrico (HCl) no lúmen do estômago. A secreção ácida no estômago é, em média, de 1 a 3 litros por dia e pode criar um pH luminal tão baixo quanto 1. O pH citoplasmático das células parietais é de cerca de 7,2, ou seja, as células bombeiam H � contra um gradiente que pode ser 1,5 milhão de vezes mais concentrado no lúmen. O ácido gástrico tem múltiplas funções: � O ácido no lúmen do estômago causa a liberação e a ativa- ção da pepsina, uma enzima que digere proteínas. � O ácido desencadeia a liberação de somatostatina pelas células D. A somatostatina é discutida posteriormente na seção de sinais parácrinos. � O HCl desnatura proteínas por quebrar as ligações dissul- feto e de hidrogênio que mantêm a estrutura terciária da proteína (p. 32). Cadeiasproteicas desenoveladas podem deixar as ligações peptídicas entre os aminoácidos mais acessíveis à digestão pela pepsina. � O ácido gástrico ajuda a destruir bactérias e outros micror- ganismos ingeridos. � O ácido inativa a amilase salivar, cessando a digestão de carboidratos que iniciou na boca. A via das células parietais para a secreção ácida é descrita na Figura 21.9c. O processo inicia quando o H � do citosol da Entrada sensorial Neurônios parassimpáticos pré-ganglionares no nervo vago Neurônios parassimpáticos pós-ganglionares e neurônios entéricos intrínsecos Secreção e motilidade Reflexos curtos iniciados pela distensão ou por peptídeos e aminoácidos. Bulbo Estômago Nervo vago Lúmen do estômago REFLEXO CURTO Mucosa gástrica Plexo entérico Bolo alimentar REFLEXO LONGO VAGAL Comida! Células-alvo FIGURA 21.8 Reflexos das fases cefálica e gástrica. A vi- são, o cheiro e o gosto do alimento iniciam um reflexo longo que prepara o estômago para a chegada do alimento. célula parietal é bombeado para o lúmen do estômago em troca por K � , que entra na célula, por uma H � -K � -ATPase. O Cl � , então, segue o gradiente elétrico criado por H � , movendo-se através de canais de cloreto abertos. O resultado líquido é a se- creção de HCl pela célula. Ao aprender o mecanismo celular de secreção ácida na célula parietal, os cientistas foram capazes de desenvolver uma nova classe de fármacos para tratar a hipersecreção de ácido gás- trico. Estes fármacos, conhecidos como inibidores da bomba de prótons (PPIs), bloqueiam a atividade da H � -K � -ATPase. Ver- sões genéricas de alguns PPIs (p. ex., omeprazol) estão disponí- veis para venda nos Estados Unidos. Enquanto o ácido está sendo secretado no lúmen, o bicarbonato produzido a partir de CO2 e OH � da água é absorvido para o sangue. A ação tamponante do HCO3 � torna o sangue menos ácido ao deixar o estômago, criando uma maré alcalina que pode ser medida enquanto uma refeição está sendo digerida. FIGURA 21.9 CONTEÚDO ESSENCIAL Mucosa gástrica Abertura da glândula gástrica Tipos celulares Substância secretada Estímulo para liberaçãoFunção da secreção Célula mucosa do colo Célula mucosa superficial Muco Bicarbonato Secreção tônica; irritação da mucosa Secretado com o muco Barreira física entre o lúmen e o epitélio Tamponar o ácido gástrico para evitar dano ao epitélio Células parietais Ácido gástrico (HCl) Fator intrínseco Acetilcolina, gastrina, histamina Ativar a pepsina; matar bactérias Combinar-se com a vitamina B 12 para permitir sua absorção Células semelhantes às enterocromafins Histamina Acetilcolina, gastrina Estimular a secreção de ácido gástrico Células principais Pepsina(ogênio) Lipase gástrica Acetilcolina, secreção do ácido Digerir proteínas Digerir gorduras Células D Somatostatina Ácido no estômagoInibir a secreção do ácido gástrico Células G Gastrina Acetilcolina, peptídeos e aminoácidos Estimular a secreção de ácido gástrico Capilar Lúmen do estômago Célula mucosa gástrica Suco gástrico pH ~ 2 Camada de muco Gotículas de muco pH ~ 7 na superfície celular HCO3 – HCO3 – A camada de muco é uma barreira física O bicarbonato é uma barreira química que neutraliza ácido. (b) Barreira muco-bicarbonato (c) Secreção ácida no estômago (a) Células secretoras da mucosa gástrica Líquido intersticial Lúmen do estômago C a p ila r K+ H+ CO2 H2O AC ATP Célula parietal Cl– Cl– Cl– HCO3 – HCO3 – H+ + OH– K+ Cl– Secreçõs gástricas 672 Dee Unglaub Silverthorn Secreção enzimática O estômago produz duas enzimas: pepsina e uma lipase gástrica. A pepsina realiza a digestão inicial de proteínas. Ela é particularmente efetiva no colágeno e, assim, tem um importante papel na digestão de carne. A pepsina é secretada na forma inativa pepsinogênio pelas células principais das glândulas gástricas. O ácido estimula a li- beração de pepsinogênio por meio de um reflexo curto mediado no SNE (FIG. 21.10). Uma vez no lúmen do estômago, o pepsi- nogênio é clivado à pepsina ativa pela ação do H � , e a digestão proteica inicia. A lipase gástrica é cossecretada com a pepsina. As lipases são enzimas que quebram triacilgliceróis. No entanto, menos de um terço da digestão de gordura ocorre no estômago. Secreções parácrinas As secreções parácrinas da muco- sa gástrica incluem histamina, somatostatina e fator intrínseco. A histamina é um sinal parácrino secretado pelas células seme- lhantes às enterocromafins (células ECL) em resposta à esti- mulação por gastrina ou por acetilcolina. A histamina difunde- -se para o seu alvo, as células parietais, estimulando a secreção ácida por se ligar a receptores H2 nas células parietais (Fig. 21.10). Os antagonistas de receptores H2 (p. ex., cimetidina e ranitidina) que bloqueiam a ação da histamina são a segunda classe de fár- macos usados para tratar a hipersecreção ácida. O fator intrínseco é uma proteína secretada pelas células parietais, mesmas células gástricas que secretam ácido. No lú- men do estômago e do intestino delgado, o fator intrínseco se complexa com a vitamina B12, um passo que é necessário para a absorção da vitamina no intestino. A somatostatina (SS), também conhecida como hormô- nio inibidor do hormônio do crescimento, é secretada por célu- las D no estômago. A somatostatina é o sinal de retroalimenta- ção negativa primário da secreção na fase gástrica. Ela reduz a secreção ácida direta e indiretamente por diminuir a secreção de gastrina e histamina. A somatostatina também inibe a secreção de pepsinogênio (Fig. 21.10). O estômago equilibra digestão e defesa Sob condições normais, a mucosa gástrica protege a si mesma da autodigestão por ácido e enzimas com uma barreira muco- -bicarbonato. As células mucosas na superfície luminal e no colo das glândulas gástricas secretam ambas as substâncias. O muco forma uma barreira física, e o bicarbonato cria uma barreira tam- ponante química subjacente ao muco (Fig. 21.9b). Os pesquisadores mostraram, utilizando microeletrodos, que a camada de bicarbonato logo acima das células da superfície do estômago possui um pH próximo a 7, mesmo quando o pH no lúmen é bastante ácido – próximo a 2. A secreção de muco aumenta quando o estômago é irritado, como pela ingestão de ácido acetilsalicílico ou de álcool. Mesmo a barreira muco-bicarbonato pode falhar algumas vezes. Na síndrome de Zollinger-Ellison, os pacientes secretam níveis excessivos de gastrina, geralmente de tumores secretores de gastrina no pâncreas. Como resultado, a hiperacidez no estô- mago supera os mecanismos protetores normais e causa úlcera péptica. Na úlcera péptica, o ácido e a pepsina destroem a muco- sa, criando orifícios que se estendem para dentro da submucosa e muscular do estômago e do duodeno. O refluxo ácido para o esôfago pode corroer a camada mucosa. O excesso de secreção ácida é uma causa incomum de úlcera péptica. As causas mais comuns são os fármacos anti- -inflamatórios não esteroides (AINEs), como o ácido acetilsali- cílico, e a inflamação da mucosa gástrica promovida pela bactéria Helicobacter pylori. Por muitos anos, a principal terapia para o excesso de se- creção ácida, ou dispepsia, foi a ingestão de antiácidos, agentes que neutralizam o ácido no lúmen gástrico. Contudo, à medida que os biólogos moleculares exploraram o mecanismo da secre- ção ácida pelas células parietais, o potencial para novos trata- mentos tornou-se evidente. Atualmente, existem duas classes de fármacos para combater a hiperacidez: os antagonistas de recep- tores H2 e os inibidores da bomba de prótons que bloqueiam a H � -K � -ATPase. FUNÇÃO INTEGRADA: A FASE INTESTINAL Uma vez que o quimo passa ao intestino delgado, a fase intesti- nal da digestão inicia. O quimo que entra no intestino delgado sofreu relativamente pouca digestão química, então sua entrada no
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