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65 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL Unidade II 5 SISTEMA DIGESTÓRIO 5.1 Estrutura geral do sistema digestório: processos de mastigação, deglutição, digestão, absorção e defecação O organismo está constantemente gastando energia para manter suas funções, isso significa um consumo metabólico de substâncias que devem ser recuperadas, principalmente por meio da captação de nutrientes e água do meio ambiente; assim como a eliminação de produtos residuais do metabolismo. Tais funções são cumpridas por órgãos especializados, cujas funções convergem, constituindo uma unidade funcional: o sistema gastrintestinal (DOUGLAS, 2006). O sistema gastrintestinal é formado por órgãos ocos dispostos em série que se comunicam nas duas extremidades (boca e ânus) com o meio ambiente, constituindo o denominado trato gastrintestinal (TGI) e pelas glândulas anexas, que lançam suas secreções na luz do TGI. Os órgãos que compõem o TGI são: a cavidade oral, a faringe (subdividida em nasofaringe, orofaringe e laringofaringe), o esôfago, o estômago, o intestino delgado (formado pelo duodeno, jejuno e íleo), o intestino grosso (formado por ceco e cólon, com suas porções ascendente, transversa, descendente e sigmoide, bem como pelo reto) e o ânus. Esses órgãos são delimitados entre si por esfíncteres. O esfíncter esofágico superior (EES) ou cricofaríngeo delimita a faringe do corpo do esôfago, o qual é delimitado do estômago pelo esfíncter esofágico inferior (EEI). O estômago é delimitado do intestino delgado pelo piloro, e o intestino delgado é separado do intestino grosso pelo esfíncter ileocecal. A porção distal do intestino grosso diferencia‑se no reto e no ânus com seus dois esfíncteres, o interno e o externo. No sentido cefalocaudal, as glândulas anexas ao TGI são: as glândulas salivares, o pâncreas exócrino, o fígado e a vesícula biliar. A secreção das glândulas salivares é lançada na cavidade oral e as secreções pancreática e biliar no intestino delgado (AIRES, 2008). 66 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II Glândulas salivares Esôfago Estômago Pâncreas Íleo Cólon transverso Cólon descendente Sigmoide Reto Ânus Jejuno Fígado Vesícula biliar Duodeno Cólon ascendente Ceco Apêndice Figura 22 – Trato gastrintestinal (TGI) e glândulas anexas (ou glândulas acessórias) As secreções lançadas na luz do TGI pelas glândulas anexas, junto às produzidas pelo estômago e pelos intestinos delgado e grosso, processam quimicamente o alimento ingerido na cavidade oral. Esse processamento é facilitado pela motilidade do TGI que propicia a mistura, a trituração e a progressão do alimento no sentido cefalocaudal. O alimento é reduzido a moléculas que podem ser reabsorvidas, por meio do intestino delgado, para o sistema circulatório. O TGI promove a excreção anal dos resíduos alimentares que não foram processados ou absorvidos. Para cumprir suas funções de absorção de nutrientes e água, assim como excreção de produtos residuais, o TGI apresenta cinco processos fisiológicos básicos, altamente coordenados pelos sistemas neuroendócrinos intrínsecos do sistema gastrintestinal e do organismo como um todo: • A motilidade é efetuada pela musculatura do TGI e propicia a mistura dos alimentos com as secreções, a trituração e a progressão cefalocaudal dos nutrientes, além da excreção dos produtos não digeridos e não absorvidos. • As secreções enzimáticas sintetizadas nas glândulas anexas ao TGI assim como as produzidas pelos estômago e intestino delgado hidrolisam, enzimaticamente, os nutrientes, gerando ambientes de pH, de tonicidade e de composição eletrolítica adequados para a digestão dos nutrientes orgânicos. • A digestão refere‑se à hidrólise enzimática dos nutrientes, transformando‑os em moléculas que possam atravessar a parede do TGI e serem absorvidas através da mucosa do seu revestimento interno. 67 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL • A absorção consiste no transporte de nutrientes hidrolisados, água, eletrólitos e vitaminas, da luz do TGI, por meio do epitélio intestinal, para a circulação linfática e sistêmica. A absorção ocorre, predominantemente, no intestino delgado, o qual absorve todos os produtos da hidrólise dos nutrientes orgânicos, as vitaminas e a maior parte da água e eletrólitos. • Finalmente, a matéria fecal formada pelos resíduos do metabolismo é eliminada pelo processo de excreção saindo do corpo pelo ânus (AIRES, 2008). Outra função do TGI é a imunológica, por meio do denominado Galt (gut associated lymphoid tissue), representado por agregados de tecido linfóide, como as placas de Peyer e uma população difusa de células imunológicas. As placas de Peyer são folículos de tecido linfóide encontrados mais frequentemente nas porções distais do íleo. As células linfóides da mucosa, lâmina própria e submucosa são linfócitos, mastócitos, macrófagos, eosinófilos, leucócitos etc. Esse sistema imunológico é importante para o TGI já que ele possui a maior área do organismo e tem contato direto com agentes infecciosos e tóxicos. O Galt não só protege contra agentes infecciosos exógenos, como bactérias, vírus e patógenos em geral, como também o protege imunologicamente de sua flora bacteriana, que normalmente se localiza no intestino grosso, sendo mais concentrada no ceco. O suprimento sanguíneo do intestino é importante por transportar os nutrientes absorvidos para o restante do corpo. Ao contrário do que ocorre em outros sistemas de órgãos do corpo, o sangue venoso proveniente do TGI não segue diretamente para o coração. Ele entra primeiro na circulação porta que o conduz ao fígado. Dessa forma, parte considerável do suprimento sanguíneo do fígado provém de outra fonte, e não da circulação arterial. O fluxo sanguíneo gastrintestinal também se destaca por sua regulação dinâmica: cerca de 25% do débito cardíaco dirige‑se aos vasos esplâncnicos, quantidade de sangue desproporcional à massa do TGI irrigada. Após uma refeição, o sangue também pode ser desviado dos músculos para o TGI, para servir às necessidades metabólicas, da parede intestinal e também para remover os nutrientes absorvidos (KOEPPEN; STANTON, 2009). O TGI superior é formado pela cavidade oral, a faringe, o esôfago, o estômago e o duodeno (parte inicial do intestino delgado). De forma geral, quando o alimento entra na boca ocorre o processo de mastigação, que forma o bolo alimentício, produto da trituração do alimento e a secreção de saliva com enzimas digestivas que começam a digestão dos polissacarídeos. Na boca, o epitélio da camada mucosa é do tipo estratificado pavimentoso não queratinizado, do mesmo tipo que é encontrado na faringe e no esôfago. A lâmina própria da mucosa da boca apresenta papilas conjuntivas semelhantes às da pele, continuando‑se com a submucosa, onde encontram‑se as glândulas salivares. O teto da boca é formado pelos palatos duro e mole. Quando o bolo alimentício está pronto na cavidade oral, acontece sua passagem do mesmo para a faringe, por meio do processo de deglutição. Durante esse processo, deve haver uma perfeita sincronização com a respiração, para evitar a passagem do conteúdo alimentar para as vias aéreas, dado que existe uma conexão entre as duas vias, respiratórias e digestivas (nasofaringe e orofaringe). A úvula, um apêndice muscular do palato mole, não permite que o alimento entre na cavidade nasal. Funciona como um alarme de que algo está passando pela faringe e, a partir disso, ocorre o fechamento das 68 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II vias respiratórias. Outra estrutura que participa da separação dos sistemas digestório e respiratório é a epiglote, uma válvula localizada entre a faringe e a laringe (AIRES, 2008; CURI; PROCOPIO, 2009; DOUGLAS, 2006).Boca Faringe Pálato mole Pálato duro Lábios Língua Figura 23 – Cavidade oral A faringe é uma estrutura tubular que se estende da base do crânio até o esôfago, localizada posteriormente à cavidade nasal e à laringe. Essa estrutura participa do processo de deglutição que ocorre na cavidade oral (AIRES, 2008; CURI; PROCOPIO, 2009). Ao final da faringe, temos o esôfago, que atravessa toda a cavidade torácica e conecta a faringe ao estômago. No homem, o esôfago cruza o diafragma, unindo‑se ao estômago poucos centímetros depois. Sua função é de transporte do bolo alimentício. Logo abaixo da faringe, os músculos esqueléticos que circundam o esôfago formam o esfíncter esofágico superior (EES). A camada muscular circular lisa da extremidade distal do esôfago possui uma função diferente e constitui o esfíncter esofágico inferior (EEI). A capacidade do esfíncter de manter uma barreira gastresofágica, impedido o refluxo, deve‑se também ao fato da última porção do esôfago encontrar‑se abaixo do diafragma, estando submetida, portanto, às mesmas pressões intra‑abdominais do estômago (AIRES, 2008; CURI; PROCOPIO, 2009). 69 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL De frente Laringe Cartilagem tireoide da laringe Artéria aorta Diafragma (músculo) Estômago Esôfago Brônquios (esquerdo e direito) Traqueia Cartilagem cricoide da laringe Figura 24 – Esôfago: atravessa toda a cavidade torácica e conecta a faringe ao estômago O estômago é dividido em três regiões: a cárdia, o corpo (também conhecido como fundo ou corpus) e o antro ou piloro. Funcionalmente, é dividido em duas regiões: as partes proximal e distal do estômago, tendo funções diferentes na resposta à refeição (KOEPPEN; STANTON, 2009). Estômago Cárdia Corpo Esôfago Músculos longitudinais Músculos circulares Rugosidades Piloro Duodeno Figura 25 ‑ Partes do estômago e sua musculatura Entre as funções do estômago, está a de armazenamento, atuando como um reservatório temporário para o alimento; ali ocorre a secreção de ácido clorídrico (H+ e Cl‑) para matar micro‑organismos e converter o pepsinogênio em sua forma ativa (pepsina), uma enzima que começa a digestão das proteínas; a secreção do fator intrínseco, que absorve vitamina B12, indispensável para a formação de glóbulos vermelhos; a 70 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II secreção de muco e bicarbonato, para proteger a mucosa gástrica da ação dos ácidos; e a secreção de água para lubrificação e para prover suspensão aquosa aos nutrientes. No estômago, também ocorre atividade motora para misturar as secreções (H+ e pepsina) com o alimento digerido e atividade motora coordenada que regula o esvaziamento do conteúdo para o interior do duodeno. Na região da cárdia, ocorre a secreção de muco e de bicarbonato. Essa região tem a função de prevenir o refluxo (a partir do fechamento do EEI) e permitir a entrada do alimento, assim como regular a saída de gases (eructação). Na região do fundo ou corpo do estômago, ocorre a secreção de H+, do fator intrínseco, de muco, de bicarbonato, de pepsinogênios e da enzima lipase gástrica. Essa região funciona como um reservatório do alimento, e é a responsável por gerar a força tônica durante o esvaziamento gástrico. Finalmente, na região do antro ou piloro, ocorre a secreção de muco e de bicarbonato. Essa região é responsável pela mistura, trituração e peneiramento do alimento, assim como da regulação do esvaziamento gástrico por meio do esfíncter pilórico, o qual impede que o bolo alimentício passe diretamente para o intestino (KOEPPEN; STANTON, 2009). O intestino delgado compreende a região imediatamente caudal ao esfíncter pilórico até o esfíncter ileocecal. É formado pelo duodeno, jejuno e íleo, que representam 5%, 40% e 55%, respectivamente, do comprimento total do intestino delgado. O intestino delgado é o local onde a maioria das enzimas digestivas atua sobre as substâncias provenientes dos alimentos. Aqui, ocorre a maior parte dos processos digestivos e absortivos (principalmente do duodeno até a metade do jejuno), assim como alguns processos de controle endócrino, pois ele produz e secreta hormônios que são liberados na circulação. O jejuno e o íleo são diferentes, mas normalmente descritos juntos, porque não existe delimitação nítida entre eles. O jejuno é mais vascularizado e possui uma parede mais espessa; o íleo é o último segmento do intestino delgado e possui menor vascularização. Desemboca no intestino grosso em um orifício chamado óstio ileocecal (ou junção ileocecal) (CURI; PROCOPIO, 2009). Com um diâmetro maior que o intestino delgado, o intestino grosso compõe, aproximadamente, os últimos 100 cm do TGI. Ele tem início após a válvula ileocecal e abrange o ceco, o apêndice vermiforme, o cólon (ascendente, transverso, descendente e sigmoide), o reto e o canal anal. A estrutura do intestino grosso é relativamente homogênea ao longo do seu comprimento, desempenhando as funções de: • absorção de água e eletrólitos (removendo até 90% do líquido do conteúdo intestinal proveniente do íleo); • produção de muco; e • formação do bolo fecal (CURI; PROCOPIO, 2009). Em sua superfície, não se encontram vilosidades, no entanto, há uma delgada borda estriada de microvilosidades que proporciona maior superfície absortiva. A diversidade e riqueza da população bacteriana do intestino grosso funcionam como uma barreira complementando a ação do sistema imune. O canal anal fecha‑se pela contração dos esfíncteres interno e externo. O intestino grosso possui grande peristaltismo, que são ondas peristálticas intermitentes e bem espaçadas. Essas ondas movem o 71 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL material fecal do ceco para o cólon ascendente, transverso e descendente. À medida que o material fecal circula pelo intestino grosso, água é constantemente reabsorvida pelas paredes do intestino para os capilares. Se as fezes ficam muito tempo no intestino grosso, perdem muita água, o que leva ao quadro de constipação; no caso contrário, quando ocorrem movimentos rápidos do intestino grosso, não é permitido o processo de reabsorção de água, o que leva ao quadro de diarreia (CURI; PROCOPIO, 2009). O tecido de revestimento do trato gastrintestinal é composto por camadas constituídas de células especializadas. A camada mucosa é a camada mais interna (luminal) do TGI e é composta por epitélio, lâmina própria e lâmina muscular da mucosa. O epitélio é uma camada simples de células especializadas, que reveste o lúmen do TGI. Forma uma camada contínua ao longo do tubo com as glândulas e os órgãos que drenam seu conteúdo para o lúmen do tubo. No interior dessa camada, existem varias células especializadas, sendo as mais abundantes os enterócitos absortivos, que expressam proteínas importantes para a digestão e absorção dos macronutrientes. As células enteroendócrinas contêm grânulos de secreção que liberam aminas e peptídeos que ajudam a regular o funcionamento do TGI. As células da mucosa gástrica também são especializadas na produção de H+, e as células produtoras de muco produzem a glicoproteína mucina que ajuda a proteger o trato e lubrificar o lúmen (AIRES, 2008; KOEPPEN; STANTON, 2009). A natureza do epitélio varia muito de uma parte do TGI para outra e depende da função que predomina em cada região. Por exemplo, o epitélio intestinal está projetado para absorção; suas células medeiam a captação seletiva de nutrientes, de íons e de água. Em contrapartida, o esôfago tem um epitélio escamoso, sem função absortiva. É um conduto especializado em transporte do alimento engolido, por isso necessita de proteção contra alimentos ásperos, como as fibras, que é fornecida pelo epitélio escamoso (KOEPPEN; STANTON, 2009). Musculatura circular Musculatura longitudinal Es ôf ag oEs tô m ag o In te st in o de lg ad o In te st in o gr os so Capa mucosa Capa submucosa Capa muscular Capa serosa Figura 26 – Revestimento do trato gastrintestinal 72 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II A superfície do epitélio é formada por vilosidades e criptas. As vilosidades são projeções semelhantes a dedos que aumentam a área da mucosa, já as criptas são invaginações ou pregas do epitélio. O epitélio que reveste o TGI é continuamente renovado e substituído por células em divisão, processo que dura em torno de três dias nos humanos (KOEPPEN; STANTON, 2009). A lâmina própria, situada diretamente abaixo do epitélio, é constituída, em grande parte, por tecido conjuntivo frouxo, que contém fibrilas de colágeno e de elastina. É rica em vários tipos de glândulas e contém vasos linfáticos, linfonodos, capilares e fibras nervosas. A lâmina muscular da mucosa é fina e é a camada mais interna de músculo liso do intestino (AIRES, 2008; KOEPPEN; STANTON, 2009). A camada seguinte é a submucosa, constituída em grande parte por tecido conjuntivo frouxo com fibrilas de colágeno e elastina. Em algumas regiões do TGI, existem glândulas (invaginações ou pregas da mucosa) na submucosa. Os troncos nervosos, os vasos sanguíneos e os vasos linfáticos de maior calibre, da parede intestinal, estão na mucosa junto a um dos plexos do sistema nervoso entérico (SNE), o plexo submucoso ou plexo de Meissner (AIRES, 2008; KOEPPEN; STANTON, 2009). A camada muscular externa ou camada muscular própria consiste, geralmente, em duas camadas de células musculares lisas: a camada circular interna e a camada longitudinal externa. As fibras musculares da camada muscular circular estão orientadas de modo concêntrico, enquanto as fibras musculares da camada muscular longitudinal estão orientadas segundo o eixo longitudinal do tubo. Entre essas camadas musculares, está o outro plexo do SNE, o plexo mioentérico, ou plexo de Auerbach. Esses dois plexos constituem o SNE, que auxilia a integrar as atividades motora e secretora do TGI. A camada serosa ou adventícia é a camada mais externa do TGI e consiste em uma camada de células mesoteliais escamosas. Trata‑se de uma parte do mesentério que reveste a superfície da parede do abdome e suspende os órgãos, na cavidade abdominal. As membranas mesentéricas secretam um líquido transparente e viscoso que auxilia na lubrificação dos órgãos da cavidade abdominal, de modo que os órgãos possam movimentar‑se quando as camadas musculares se contraem e relaxam (AIRES, 2008; KOEPPEN; STANTON, 2009). 5.2 Resposta integrada a uma refeição A resposta a uma refeição é dividida em várias fases. A fase cefálica compreende os fenômenos fisiológicos de preparação do TGI para a digestão e absorção dos alimentos. A principal característica dessa fase é a ativação do TGI em prontidão para a refeição. Os estímulos envolvidos são cognitivos e incluem a antecipação e o pensamento sobre o consumo da comida, o estímulo olfatório, o estímulo visual (cheirar e ver uma comida apetitosa, quando se está com fome) e, inclusive, estímulos auditivos. Os estímulos auditivos foram demonstrados serem eficazes na ativação do TGI em experimentos clássicos de condicionamento com cães, desenvolvidos por um pesquisador chamado Pavlov. O pesquisador associou estímulos auditivos (sino) à apresentação de comida ao cachorro, ou seja, toda vez que tocava o sino, o cachorro recebia alimento, até que, por fim, 73 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL apenas os estímulos auditivos eram capazes de ativar a salivação no cão, sem a necessidade dos visuais ou olfativos. A equivalência nos seres humanos é, presumivelmente, por exemplo, ouvir que o jantar está pronto. Todos esses estímulos sensoriais resultam no aumento do fluxo parassimpático excitatório neural para o TGI. O fluxo parassimpático aumentado estimula a secreção salivar, de ácido gástrico, a secreção enzimática do pâncreas, a contração da bexiga e o relaxamento do esfíncter de Oddi (localizado entre o ducto comum da vesícula biliar e o duodeno). Todas essas respostas melhoram a capacidade do TGI de receber e digerir o alimento consumido. A resposta salivar é mediada pelo IX nervo craniano e as respostas remanescentes são mediadas pelo nervo vago (KOEPPEN; STANTON, 2009). Saiba mais A fim de propiciar inter‑relações entre os conteúdos da unidade, leia o artigo a seguir: FREITAS, T. M. C.; MEDEIROS, A. M. C.; OLIVEIRA, P. T. and LIMA, K. C. Síndrome de Sjögren: revisão de literatura e acompanhamento de um caso clínico. Rev. Bras. Otorrinolaringol. [online]. 2004, v. 70, n. 2, p. 283‑288. ISSN 0034‑7299. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rboto/v70n2/ a23v70n2.pdf>. Acesso em: 7 jul. 2015. Quando o alimento é colocado na boca, inicia a fase oral. Na boca, são gerados alguns estímulos sensoriais adicionais, tanto mecânicos como químicos (sabor); entretanto, muitas das respostas que são iniciadas pela presença do alimento na cavidade oral são idênticas àquelas geradas na fase cefálica; isso ocorre devido a via eferente ser a mesma. A boca é importante para que ocorra a quebra mecânica do alimento e o início da digestão. A mastigação tritura e mistura o alimento com as enzimas amilase salivar e lipase lingual, além de lubrificar o alimento, misturando‑o com o muco, para que seja deglutido. Na boca, a absorção de nutrientes é mínima, embora o álcool e alguns fármacos sejam absorvidos na cavidade oral, sendo importante para a clínica. A presença do alimento na cavidade oral inicia respostas mais distais no TGI, incluindo a secreção aumentada de ácido gástrico, a secreção aumentada das enzimas pancreáticas, a contração da vesícula biliar e o relaxamento do esfíncter de Oddi, mediado pela via eferente vagal. As secreções do TGI e das glândulas associadas incluem água, eletrólitos, proteínas e agentes humorais. A água é essencial para gerar um ambiente aquoso, para a ação eficiente das enzimas. A secreção de eletrólitos é importante para a geração de gradientes osmóticos que direcionam o movimento da água. As enzimas digestivas, no fluido secretado, catalisam a quebra de macronutrientes no alimento digerido. Além do mais, muitas proteínas adicionais secretadas ao longo do TGI têm funções especializadas, como a mucina e as imunoglobulinas. A secreção é iniciada por sinais múltiplos, associados à refeição, incluindo os componentes químicos, osmóticos e mecânicos. A secreção é provocada pela ação de substâncias 74 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II efetoras especificas chamadas secretagogos, atuando sobre as células secretoras. Eles podem agir pelas três vias conhecidas: endócrina, parácrina e neuroendócrina. Os componentes secretores inorgânicos são específicos de regiões ou de glândulas dependendo das condições particulares requeridas nessa parte do TGI. Os componentes inorgânicos são eletrólitos, incluindo H+ e bicarbonato. Dois exemplos de secreções diferentes incluem o ácido clorídrico (HCl), no estômago, que é importante para ativar a pepsina e começar a digestão de proteínas, e o bicarbonato, no duodeno, que neutraliza o ácido gástrico e fornece condições ótimas para a ação de enzimas digestivas no intestino delgado (KOEPPEN; STANTON, 2009). Na boca, existem três pares de glândulas salivares: parótida, submandibular e sublingual. Todas têm a estrutura típica tubuloalveolar e a parte acinar da glândula é classificada segundo suas maiores secreções: serosa (aquosa), mucosa ou mista. A glândula parótida produz, principalmente, secreção serosa, a glândula sublingual secreta, na maior parte, muco, e a glândula submandibular produz secreção mista. Submaxilar Sublingual Parótida Figura 27 – Glândulas salivares A composição inorgânica é inteiramente dependente do estímulo e da intensidadedo fluxo salivar. Nos humanos, a secreção salivar é sempre hipotônica e levemente alcalina. Os principais componentes são: sódio, potássio, bicarbonato, cálcio, magnésio e cloreto. A concentração dos íons varia com a intensidade da secreção, que é estimulada durante o período pós‑prandial. A alcalinidade da saliva é, provavelmente, importante para a restrição do crescimento da microbiota na boca, e neutralização do refluxo de ácido gástrico quando a saliva é deglutida. Os constituintes orgânicos da saliva, proteínas e glicoproteínas, são sintetizados, armazenados e secretados pelas células acinares. Os principais produtos são a amilase (uma enzima que inicia a digestão do amido), a lipase (importante para a digestão lipídica), glicoproteínas (mucina que forma muco quando hidratada) e lisozimas (atacam as paredes de células bacterianas, para limitar a colonização bacteriana na boca). Embora a amilase salivar comece o processo de digestão dos carboidratos, não é necessária em adultos saudáveis, devido ao excesso de amilase pancreática. O controle da secreção salivar é exclusivamente neural. Em contrapartida, o controle da maioria das outras secreções do TGI é, em sua maior parte, hormonal. A secreção salivar é estimulada pelas duas 75 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL subdivisões, simpática e parassimpática, do sistema nervoso autônomo. O controle fisiológico primário das glândulas salivares é feito pelo parassimpático. As fibras simpáticas que inervam as glândulas salivares ramificam‑se do gânglio cervical superior. As fibras parassimpáticas pré‑ganglionares cursam via ramos dos nervos facial (nervo craniano VII) e glossofaríngeo (nervo craniano IX) e fazem sinapses com neurônios pós‑ganglionares, nos gânglios das glândulas salivares ou próximas a elas. As células acinares e os ductos são supridos com terminações nervosas parassimpáticas. A estimulação parassimpática aumenta a síntese e secreção de amilase salivar e de mucina, melhora o transporte do ducto, aumenta o fluxo sanguíneo para as glândulas e estimula o metabolismo glandular e seu crescimento (KOEPPEN; STANTON, 2009). A deglutição pode ser iniciada voluntariamente, mas a continuação fica quase totalmente sob o controle reflexo. O reflexo da deglutição é uma sequência rigidamente coordenada de eventos que levam o alimento da boca para a faringe e da faringe para o estômago, passando pelo esôfago. Esse reflexo também inibe a respiração e impede a entrada do alimento na traqueia durante a deglutição. A via aferente do reflexo da deglutição começa quando os receptores de estiramento, em particular aqueles próximos à abertura da faringe, são estimulados. Impulsos sensoriais (aferências) desses receptores são transmitidos para o centro da deglutição, localizado no bulbo e na ponte inferior. As respostas motoras (eferências) passam do centro da deglutição para a musculatura da faringe e do esôfago superior, via nervos cranianos e para o restante do esôfago por neurônios motores vagais. A fase voluntária da deglutição é iniciada quando a ponta da língua separa um bolo de massa de alimento da boca e, então, move o bolo para cima e para trás da boca. O bolo é forçado para a faringe, que estimula receptores de tato, e estes iniciam o reflexo da deglutição. A fase faríngea da deglutição envolve a seguinte sequência de eventos, ocorrendo em menos de um segundo: • o palato mole é puxado para cima e as dobras palatofaríngeas movimentam‑se para dentro, uma em direção à outra; esses movimentos evitam o refluxo do alimento para a nasofaringe e abrem uma estreita passagem pela qual o alimento se move para a faringe; • as cordas vocais aproximam‑se e a laringe é movida para trás e para cima, contra a epiglote; essas ações evitam que o alimento entre na traqueia e ajudam a abrir o EES; • o EES relaxa para receber o bolo alimentício; e • os músculos constritores superiores da faringe contraem‑se fortemente para forçar o bolo profundamente na faringe. Inicia‑se uma onda peristáltica, com as contrações desses músculos, que força o bolo de comida por meio do EES relaxado. Durante o estágio faríngeo da deglutição, a respiração também é inibida por um reflexo. Após o bolo alimentício passar pelo EES, uma ação reflexa faz com que ele se contraia novamente (KOEPPEN; STANTON, 2009). 76 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II Peristalse Bolo alimentar Parede muscular Músculo contraído Músculo relaxado Figura 28 – Onda peristáltica Durante a fase esofágica, o esôfago, o EES e o EEI executam duas funções principais. Primeiro, impulsionam o alimento da boca para o estômago. Segundo, os esfíncteres protegem as vias aéreas, durante a deglutição, protegendo o esôfago do refluxo das secreções gástricas ácidas (KOEPPEN; STANTON, 2009). Os estímulos que iniciam as variações de atividade do músculo liso, que resultam nas suas funções propulsoras e protetoras, são mecânicos e consistem em um estímulo faringeano, durante a deglutição, e em distensão da parede esofágica. As vias são exclusivamente neurais e envolvem reflexos extrínsecos e intrínsecos que respondem à distensão do esôfago. As variações da função resultante dos estímulos mecânicos e da ativação das vias reflexas são o peristaltismo do músculo estriado e liso, o relaxamento do EEI e da porção proximal do estômago. O EES, o esôfago e o EEI atuam de modo coordenado para impulsionar o material da faringe para o estômago. Ao final da deglutição, o bolo alimentar passa pelo EES e a sua presença inicia, pela estimulação de mecanorreceptores e de vias reflexas, uma onda peristáltica ao longo do esôfago, chamado de peristaltismo primário. Essa onda se desloca pelo esôfago para abaixo, lentamente (3 a 5 cm/s). A distensão do esôfago pelo movimento do bolo desencadeia outra onda, chamada de peristaltismo secundário. Frequentemente, esse peristaltismo secundário repetitivo é necessário para retirar o bolo do esôfago. Dessa forma, quando o bolo atinge o EEI, ele está relaxado para permitir a passagem do bolo, assim como a cárdia, a porção do estômago que vai recebê‑lo. Isso ocorre a cada deglutição e sua função é permitir ao estômago acomodar grandes volumes com um aumento mínimo da pressão intragástrica (relaxamento receptivo). A fase gástrica começa quando o alimento chega ao estômago. Esse alimento produz a estimulação mecânica da parede gástrica, pela distensão e pelo estiramento do músculo liso. Diversos nutrientes, predominantemente oligopeptídeos e aminoácidos, também provocam estimulação química quando presentes no lúmen gástrico. A regulação da função do estômago, durante a fase gástrica, é dependente de fatores endócrinos, parácrinos e neurais. Neurônios aferentes, que se dirigem do TGI 77 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL para o sistema nervoso central via nervo vago, respondem a esses estímulos mecânicos e químicos, e ativam o sistema parassimpático. As vias endócrinas incluem a liberação de gastrina, que estimula a secreção gástrica, e a liberação de somatostatina, que inibe a secreção gástrica. Importantes vias parácrinas incluem a histamina, que estimula a secreção gástrica ácida. As respostas causadas pela ativação dessas vias podem ser secretoras e motoras; as respostas secretoras incluem a secreção de ácido, pepsinogênio, muco, fator intrínseco, gastrina, lipase e bicarbonato. Em geral, essas secreções iniciam a digestão proteica e protegem a mucosa gástrica. As respostas motoras (variações da atividade da musculatura lisa) podem ser inibição da motilidade da parte proximal do estômago (relaxamento receptivo) e estimulação da motilidade da parte distal do estômago, que causa peristaltismo do antro. Essas alterações da motilidade desempenham importantes papéis no armazenamento e na mistura do alimento com as secreções,e estão envolvidas na regulação da saída do conteúdo estomacal para o intestino delgado (KOEPPEN; STANTON, 2009). O revestimento interno do estômago é recoberto por um epitélio colunar dobrado, para formar as criptas gástricas; cada cripta (ou fosseta) é a abertura do ducto, no qual uma ou mais glândulas gástricas lançam suas secreções. A mucosa gástrica é dividida em três regiões distintas. A pequena região glandular da cárdia, localizada logo abaixo do esfíncter esofágico inferior (EEI), que contém, principalmente, células glandulares de secreção de muco. O restante da mucosa gástrica é dividido na região glandular oxíntica ou parietal (secretora de ácido), localizada acima da incisura gástrica (a parte proximal do estômago), e na região glandular pilórica, localizada abaixo da incisura (a parte distal do estômago). As células epiteliais localizadas na superfície da glândula gástrica estendem‑se para o interior da abertura do ducto, chamado de istmo. As células parietais, secretoras de HCl e fator intrínseco (envolvido na absorção da vitamina B12), e as células principais ou pépticas, que produzem pepsinogênio, estão localizadas na profundidade da glândula. Nessas glândulas também encontram‑se as células semelhantes a células enterocromafins (ECL) e as células D, que secretam histamina e somatostatina, respectivamente. As células parietais são particularmente numerosas na região do fundo, já as células mucosas (produtoras de muco) são mais numerosas nas glândulas da região pilórica (KOEPPEN; STANTON, 2009). O fluido produzido pelo estômago é chamado suco gástrico, e é uma mistura das secreções de todas as células gástricas. Um dos componentes mais importantes é o íon H+, que forma o HCL, e sua liberação ocorre em presença de um gradiente de concentração muito acentuado. A principal função do ácido é a conversão do pepsinogênio inativo (a principal enzima do estômago) em pepsinas, que iniciam a digestão proteica. Quanto menor o pH do suco gástrico, mais rápida é a conversão de pepsinogênio para pepsina, e as pepsinas também atuam sobre os pepsinogênios para formar mais pepsinas. Outra função dos íons H+ é a de impedir a invasão e colonização do intestino por bactérias e outros patógenos que podem ser ingeridos com o alimento. O estômago também sintetiza quantidades significativas de bicarbonato e muco, importantes para a proteção da mucosa gástrica contra o ambiente luminal ácido. No entanto, em humanos saudáveis a única secreção gástrica essencial é o fator intrínseco, que é necessário para a absorção de vitamina B12. 78 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II A composição iônica do suco gástrico depende da intensidade de sua produção, quanto maior a intensidade secretória maior a concentração de ácido. A concentração de potássio é sempre maior no suco gástrico que no plasma. Por isso, vômitos prolongados podem levar à hipocalemia. Existe também uma variação considerável na quantidade de ácido produzido entre os indivíduos, sendo sempre maior durante a noite. As células epiteliais superficiais também secretam um fluido aquoso que contêm sódio e cloreto em concentrações similares às do plasma, mas com maior concentração de potássio e de bicarbonato. O bicarbonato fica retido no muco viscoso que recobre a superfície do estômago; dessa forma, o muco produzido pela célula mucosa recobre o estômago com uma camada pegajosa e alcalina. Quando o alimento é ingerido a secreção de muco e de bicarbonato aumenta ainda mais (KOEPPEN; STANTON, 2009). As secreções que contêm as proteínas mucinas são viscosas e pegajosas e, coletivamente, são referidas como muco. As mucinas são sintetizadas por células mucosas das glândulas gástricas e pelas células epiteliais superficiais do estômago. O muco é armazenado em grandes grânulos no citoplasma das células produtoras e são liberados por exocitose. Essas mucinas formam um gel pegajoso que adere à superfície do estômago. No entanto, esse gel está sujeito a degradação (proteólise) pelas pepsinas. A proteólise libera fragmentos que não formam géis e, então, dissolvem a camada protetora de muco. A manutenção da camada de muco protetor requer a síntese contínua de novas mucinas para repor as mucinas clivadas pelas pepsinas. O muco é produzido em intensidade significativa no estômago em repouso. Sua liberação ocorre através dos mesmos estímulos que aumentam as secreções ácidas e de pepsinogênio. O principal estímulo é a acetilcolina liberada pelas terminações parassimpáticas, próximas às glândulas gástricas. Se a mucosa gástrica é mecanicamente deformada, reflexos nervosos são evocados para aumentar a secreção mucosa. A inervação parassimpática pelo nervo vago é a grande responsável pelas secreções gástricas. Fibras eferentes extrínsecas terminam em neurônios intrínsecos que inervam as células parietais, as células ECL e as células endócrinas (que produzem o hormônio gastrina). A estimulação vagal leva à liberação de pepsinogênio, ácido, muco, bicarbonato e fator intrínseco. A estimulação do sistema nervoso parassimpático também ocorre durante as fases cefálica e oral, mas a fase gástrica é a que tem a maior estimulação da secreção gástrica após a refeição. A estimulação neural via o nervo vago, resulta na liberação de acetilcolina que ativa as células do epitélio gástrico. As células parietais liberam H+ em resposta à atividade nervosa do vago. Além disso, frente à ativação parassimpática, os neurônios intrínsecos estimulam, por meio do peptídeo liberador de gastrina, as células G a secretarem gastrina. A gastrina, liberada na corrente sanguínea, age nas células parietais estimulando ainda mais a produção H+. A histamina também é liberada em resposta à estimulação vagal, e as células ECL também respondem à gastrina. Dessa forma, a gastrina e a atividade vagal levam à liberação de histamina, que potencializa os efeitos da gastrina e da acetilcolina sobre as células parietais. A presença do alimento no estômago leva à distensão e ao estiramento, que são detectados por terminações sensoriais na parede gástrica. Por fim, a digestão de proteínas aumenta a 79 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL concentração de oligopeptídeos e aminoácidos livres no lúmen, que são detectados por quimiossensores na mucosa gástrica. A presença de ácido na parte distal do estômago ativa mecanismos de inibição das células parietais, de forma que a produção de H+, estimulada pelo alimento, não prossiga. Quando o pH do lúmen atinge valores menores que 3, a somatostatina é liberada nas células mucosas do antro. A somatostatina age nas células G reduzindo a liberação de gastrina e, portanto, a secreção gástrica ácida (KOEPPEN; STANTON, 2009). A histamina é o agonista mais forte da secreção de H+, já a gastrina e a acetilcolina são agonistas muito mais fracos. No entanto, os três agonistas potencializam suas ações sobre a célula parietal. A gastrina também tem importantes efeitos tróficos: a elevação dos níveis de gastrina faz com que as células ECL aumentem de tamanho e número. No estômago, sucede parte da digestão dos nutrientes, mas ela não é essencial, pois a digestão intestinal é suficiente. Uma pequena parte da digestão dos carboidratos ocorre no estômago, mediada pela amilase salivar. A amilase é sensível ao pH e inativada em pH baixo, no entanto, parte da amilase permanece ativa, mesmo no ambiente ácido, por causa da proteção pelo substrato. Assim, quando o carboidrato ocupa os sítios ativos da amilase, eles protegem a enzima da degradação (KOEPPEN; STANTON, 2009). A digestão dos lipídios também começa no estômago. Os padrões de mistura da motilidade gástrica resultam na formação de emulsão de lipídios e a lipase gástrica, que adere à superfície das gotas lipídicas da emulsão, gera ácidos graxos livres e monoglicerídeos, a partir dos triglicerídeos da dieta. Porém, essesprodutos da lipólise não ficam disponíveis para absorção no estômago por causa do baixo pH do lúmen e essa hidrólise não é essencial para a digestão. Para que ocorra o avanço do alimento do estômago para o intestino delgado, sobrevêm dois tipos de movimentos: um de mistura (segmentação) e outro de propulsão (peristalse). O peristaltismo é um anel de contração que se move e propele o material ao longo do TGI. Ele envolve contrações e relaxamentos das duas camadas de músculo mediados por eventos neurais. O peristaltismo ocorre na faringe, no esôfago, no antro gástrico e nos intestinos delgado e grosso. As contrações segmentares permitem a mistura do conteúdo luminal com secreções do TGI e o aumento da exposição das superfícies mucosas em que ocorre a absorção; elas acontecem nos intestinos delgado e grosso. A parte proximal do estômago (o fundo junto com o corpo) produz lentas variações do tônus, compatíveis com sua função de reservatório. Elas são importantes para receber e armazenar o alimento e para misturar o conteúdo com o suco gástrico. A geração do tônus da região proximal do estômago é também uma força motriz na regulação do esvaziamento gástrico. Baixo tônus e, consequentemente, baixa pressão intragástrica, estão associados ao esvaziamento gástrico lento ou retardo, e o aumento no tônus dessa região é necessário para ocorrer o esvaziamento normal. A parte distal do estômago é importante na mistura dos conteúdos gástricos e para a propulsão pelo piloro, em direção ao duodeno. As camadas musculares são mais espessas no antro gástrico, permitindo 80 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II a geração de fortes contrações. Na fase gástrica da refeição, o piloro, em geral, está fechado, e as contrações antrais servem para misturar o conteúdo gástrico e reduzir o tamanho das partículas sólidas (trituração). Essas mesmas contrações também são importantes para esvaziar o conteúdo estomacal. O esfíncter pilórico é a junção gastroduodenal. Essa região de alta pressão gerada por contração da musculatura é importante para regular o esvaziamento gástrico. A fase do intestino delgado é a parte crítica do TGI para a absorção de nutrientes. Ali, o alimento é misturado a diversas secreções que permitem sua digestão e absorção, e as funções de motilidade servem para garantir a mistura adequada e a exposição do conteúdo intestinal (quimo) à superfície de absorção. Umas das especializações do intestino delgado é a grande área da superfície da mucosa. Isso porque o intestino delgado é um tubo longo que fica enrolado à cavidade abdominal; existem pregas ao longo de toda a mucosa e submucosa, e a mucosa tem projeções semelhantes a dedos, chamadas vilosidades. Por fim, cada célula epitelial tem microvilosidades, em sua superfície apical. Assim, existe uma grande área de superfície, ao longo da qual ocorrem a digestão e absorção dos nutrientes (KOEPPEN; STANTON, 2009). Lúmen do intestino Absorção de nutrientes pelas células epiteliais Absorção de nutrientes Absorção de nutrientes Vilosidade ampliada Células epiteliais da vilosidade Açúcares e aminoácidos Gordura Ácidos graxos e glicerol M ic ro vi lo sid ad es Parede do intestino Camadas musculares Grandes dobras circulares Vilosidades Veia com sangue que vai para o fígado Células epiteliais Vasos capilares Veias linfáticas Lumen Figura 29 – Superfície do intestino delgado A principal característica da fase do intestino delgado é a liberação controlada do quimo pelo estômago, para atender as capacidades digestivas e absortivas do intestino delgado. Além disso, existe a liberação das secreções pancreática e biliar na parte inicial do intestino delgado (duodeno). A função dessa região é bem regulada por vias endócrinas, parácrinas e neurais (KOEPPEN; STANTON, 2009). Os estímulos que regulam esses processos são mecânicos e químicos, e incluem a distensão da parede intestinal e a presença de H+, nutrientes no lúmen intestinal e osmolaridade elevada. Esses estímulos resultam em um conjunto de mudanças que representam essa fase: • aumento da secreção pancreática; • aumento da contração da vesícula biliar; 81 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL • relaxamento do esfíncter de Oddi; • regulação do esvaziamento gástrico; • inibição da secreção de ácido gástrico; • interrupção do complexo motor migratório (CMM). Logo após a refeição, o estômago pode conter mais de um litro de material que será, lentamente, lançado ao intestino delgado. A intensidade do esvaziamento gástrico depende do conteúdo de macronutrientes e da quantidade de sólidos na refeição. Dessa forma, sólidos e líquidos, de composição nutricional similar, são liberados com intensidades diferentes. Os líquidos são liberados rapidamente, mas os sólidos só são liberados após certo retardo, o que significa que, após uma refeição com sólidos, há um período durante o qual pouco ou nenhum esvaziamento ocorre (KOEPPEN; STANTON, 2009). A regulação do esvaziamento gástrico é realizada por alterações da motilidade da porção proximal (fundo e corpo) e distal (piloro) do estômago. A função motora, nessas regiões, é muito coordenada. Durante as fases esofágica e gástrica da refeição, a resposta reflexa predominante é o relaxamento receptivo. Ao mesmo tempo, os movimentos peristálticos, na porção mais distal do estômago, misturam o conteúdo gástrico com as secreções gástricas. O esfíncter pilórico permanece fechado. Mesmo que ele se abra periodicamente, pouco esvaziamento ocorrerá, pois a porção proximal do estômago está relaxada, e a bomba antral (contração antral) não é muito forte. Por isso, o esvaziamento gástrico ocorre por aumento no tônus (pressão intraluminal) na porção proximal do estômago, aumento da força da contração antral, abertura do piloro, para permitir a passagem do conteúdo, e a inibição simultânea das contrações do segmento duodenal. O fluxo de quimo, líquido e semilíquido segue o gradiente de pressão do estômago para o duodeno. Quando a refeição entra no intestino delgado, ela atua de volta, por vias neurais e hormonais, para regular a intensidade (ou velocidade) de esvaziamento gástrico, com base na composição química e física do quimo. Neurônios aferentes, predominantemente de origem vagal, respondem aos nutrientes, ao pH e ao conteúdo hiperosmótico do quimo, quando ele entra no duodeno. A ativação reflexa dos eferentes vagais reduz a força das contrações antrais, contrai o piloro e reduz a motilidade gástrica proximal, resultando em inibição do esvaziamento gástrico. Provavelmente, essa é a mesma via responsável pela inibição da secreção gástrica ácida que ocorre quando os nutrientes chegam ao lúmen duodenal. A colecistocinina (CCK) é liberada por células endócrinas, na mucosa duodenal, em resposta aos nutrientes. Esse hormônio é fisiologicamente importante, além de sua participação em vias neurais, na regulação do esvaziamento gástrico, na contração da vesícula biliar, no relaxamento do esfíncter de Oddi e na secreção pancreática. A quantidade de quimo, no duodeno, diminui quando ele passa para o jejuno; assim, a força da inibição por retroalimentação intestinal é reduzida pela menor ativação de mecanismos sensoriais, no duodeno, causada pelos nutrientes. Ao mesmo tempo, a pressão intragástrica, na porção proximal do estômago aumenta, movendo então o material para o antro e na direção da bomba antral. As contrações 82 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II peristálticas antrais intensificam‑se e culminam na abertura do piloro e na liberação do conteúdo gástrico, para o duodeno. As camadas musculares do intestino delgado atuam para misturar o quimo às várias secreções digestivas e para movê‑lo ao longo do intestino, de forma que os nutrientes, junto com a água e os eletrólitos, possam ser absorvidos.Os padrões motores do intestino delgado, durante o período pós‑prandial, são predominantemente voltados para a mistura e consistem, em sua maioria, em segmentação e contrações retropulsivas, que retardam a refeição enquanto a digestão ainda está ocorrendo. Depois que a refeição foi digerida e absorvida, é importante que os resíduos não digeridos sejam eliminados do lúmen, para preparar o intestino para a próxima refeição. Essa eliminação é feita pelo peristaltismo, uma sequência coordenada de contrações, que ocorrem acima do conteúdo intestinal, e relaxamento, abaixo, e que permitem o transporte do conteúdo por distâncias consideráveis (KOEPPEN; STANTON, 2009). A última é a fase colônica, que se dá no segmento mais distal do TGI: o intestino grosso, composto pelo ceco, pelas porções ascendente, transversal e descendente do cólon; pelo reto e o ânus. As funções primárias do intestino grosso são a de digerir e absorver os componentes da refeição, que não podem ser digeridos ou absorvidos mais proximalmente, reabsorver o fluido remanescente, que foi utilizado durante o movimento da refeição ao longo do TGI, e armazenar os produtos que sobraram da refeição, até que possam ser eliminados do corpo. Para a execução dessas funções, o intestino grosso vale‑se de padrões de motilidade característicos e expressa mecanismos de transporte que impulsionam a absorção dos fluidos, eletrólitos e outros solutos. O intestino grosso também contém um ecossistema biológico único, consistindo em muitos trilhões das chamadas bactérias comensais, comprometidas em processo de simbiose, com o hospedeiro humano. Essas bactérias podem metabolizar componentes da refeição que não são digeridos pelas enzimas do hospedeiro e tornam seus produtos disponíveis para o corpo pelo processo de fermentação. As bactérias colônicas também metabolizam outras substâncias endógenas como ácidos biliares e bilirrubina, influenciando sua disposição. Além disso, essas bactérias detoxificam os xenobióticos (substâncias originadas fora do corpo, como os fármacos) e protegem o epitélio colônico de infecção por patógenos invasivos. A microflora colônica também é notável por sua contribuição para a formação do gás intestinal. Embora grandes volumes de ar possam ser ingeridos com as refeições, a maior parte desse gás retorna para cima, pelo estômago, formando as eructações. Entretanto, durante a fermentação dos componentes não absorvidos da dieta, a microflora produz grandes volumes de nitrogênio, hidrogênio e dióxido de carbono. Aproximadamente 1 litro desses gases sem odor é excretado diariamente pelo ânus, em todos os indivíduos. Alguns indivíduos podem produzir concentrações consideráveis de metano. Finalmente, o cólon recebe sinais que o permitem comunicar‑se com outros segmentos gastrintestinais para aperfeiçoar as funções integradas. Por exemplo, quando o estômago está cheio, com alimento recém‑mastigado, a presença da refeição ativa um longo arco reflexo que resulta no aumento da motilidade colônica (o reflexo gastrocólico) e, finalmente, a evacuação do conteúdo colônico, para abrir caminho para os resíduos da refeição seguinte. De maneira similar, a presença de conteúdo luminal no cólon causa a liberação de mediadores endócrinos e neuroendócrinos que alentecem a motilidade propulsiva e reduzem a secreção de eletrólitos no intestino delgado (KOEPPEN; STANTON, 2009). 83 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL B Conexão do intestino grosso com o delgado Capa mucosaA Cólon transverso Cólon descendente Cólon ascendente Cólon sigmoide Intestino delgado Ceco Reto Figura 30 – (A) Representação dos intestinos delgado e grosso; (B) Representação do intestino grosso O cólon é regulado, primariamente e de modo não exclusivo, por vias neurais. A motilidade colônica é influenciada por reflexos locais, gerados pelo enchimento do lúmen, iniciando assim a distensão e a ativação dos receptores de distensão. Essas vias reguladoras envolvem, exclusivamente, o sistema nervoso entérico. Em vários indivíduos, o reflexo ortocólico é ativado quando a pessoa se levanta da cama pela manhã e promove o impulso matinal para defecar (KOEPPEN; STANTON, 2009). O estágio final da refeição é a expulsão do corpo os resíduos não digeridos, pelo processo de defecação. As fezes também contêm os rastros de bactérias mortas; células epiteliais mortas que descamaram da superfície do intestino; metabólitos biliares, específicos para excreção, como os conjugados dos xenobióticos, e uma pequena quantidade de água. Na saúde, a evacuação contém pouco ou nenhum nutriente utilizável. A presença de tais nutrientes, na evacuação, particularmente lipídios (esteatorreia), significa má digestão, má absorção, ou ambas. A gordura na evacuação é um marcador sensível da disfunção do intestino delgado, porque é pouco utilizado pela microflora colônica, mas a perda de carboidratos e proteínas na evacuação também pode ser vista se essa condição agravar‑se. O processo de defecação requer a ação coordenada das camadas musculares lisa e estriada do reto e do ânus, bem como das estruturas adjacentes, tais como os músculos do soalho pélvico. Durante o movimento da massa das fezes produzido pela propagação das contrações de grande amplitude, o reto se enche com matéria fecal. A expulsão desse material do corpo é controlada pelos esfíncteres anais interno e externo. O enchimento do reto causa relaxamento do esfíncter anal interno via liberação do polipeptídio intestinal vasoativo (VIP) e oxido nítrico. O relaxamento do esfíncter interno permite que o mecanismo de amostragem anal, que pode distinguir se o conteúdo retal é sólido, líquido, ou gasoso, seja ativado. Após o treinamento higiênico, terminações nervosas sensoriais na mucosa anal geram reflexos que iniciam a atividade apropriada do esfíncter externo para reter o conteúdo retal ou permitir sua expulsão voluntaria (por exemplo, flatulência). Se a defecação não é conveniente, o esfíncter externo contrai para prevenir a saída das fezes. Assim, com o tempo, o reto se acomoda a seu novo volume, o esfíncter anal interno novamente se contrai e o esfíncter anal externo relaxa (KOEPPEN; STANTON, 2009). 84 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II Quando a defecação é desejada, por sua vez, a adoção da postura sentada ou agachada altera a orientação relativa do intestino e das estruturas musculares vizinhas, alinhando as vias para a saída de qualquer um dos dois, fezes sólida ou líquida. O relaxamento dos músculos puborretais também aumenta o ângulo retoanal. Depois do relaxamento voluntário do esfíncter anal externo, as contrações retais movem o material fecal para fora do corpo, algumas vezes seguidas por movimento de massa das fezes, dos segmentos mais proximais do cólon. A evacuação é acompanhada por contração simultânea dos músculos que aumentam a pressão abdominal, tais como o diafragma. A expulsão voluntária da flatulência, por sua vez, envolve uma sequência similar de eventos, exceto que não existe relaxamento do músculo puborretal. Isso permite que a flatulência possa passar apertadamente pelo ângulo agudo retoanal, enquanto o material fecal fica retido. 5.3 Glândulas anexas: fígado e pâncreas A maioria dos nutrientes ingeridos pelos humanos está na forma química de macromoléculas. Entretanto, essas moléculas são muito grandes para serem absorvidas pelas células epiteliais que revestem o TGI, e têm de ser quebradas em moléculas menores, por processos de digestão química e enzimática que ocorrem no duodeno por ação dos líquidos secretados pelas glândulas anexas, o fígado e o pâncreas (KOEPPEN; STANTON, 2009). Vesícula biliar Pâncreas Pâncreas Estômago Estômago Esôfago Duto pancreático Duto biliar Duodeno Duodeno Fígado Figura 31 – Localização anatômica das glândulas anexas: fígado e pâncreas 85 Re vi sã o: G usta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL As secreções originadas no pâncreas são quantitativamente as maiores contribuintes da digestão enzimática da refeição. O pâncreas também produz importantes produtos secretores adicionais, que são vitais para a função digestiva normal. Esses produtos incluem substâncias que regulam a função ou a secreção (ou ambas) de outros produtos pancreáticos, bem como água e bicarbonato. O bicarbonato está envolvido na neutralização do ácido gástrico, de modo que o lúmen do intestino delgado tenha pH próximo de 7.0. Isso é fundamental porque as enzimas pancreáticas são inativadas por altos níveis de acidez e também porque a neutralização do ácido gástrico reduz a possibilidade de que a mucosa do intestino delgado seja lesada por tais ácidos, agindo em combinação com a pepsina. O pâncreas é o maior contribuinte para o fornecimento de bicarbonato, necessário para neutralizar a carga de ácido gástrico, embora os ductos biliares e as células epiteliais do duodeno também contribuam. Como nas glândulas salivares, o pâncreas tem uma estrutura que consiste em ductos e ácinos. O conteúdo dos ácinos é esvaziado para o ducto pancreático principal, e daí para o intestino delgado, sob o controle do esfíncter de Oddi. O pâncreas produz o suco pancreático, que é modificado pelos ductos no caminho ao intestino delgado. Muitas das enzimas digestivas produzidas pelo pâncreas, particularmente as enzimas proteolíticas, são produzidas na forma de precursores inativos. O armazenamento, nessas formas inativas, parece ser criticamente importante na prevenção da digestão do próprio pâncreas. As principais enzimas que compõem o suco pancreático são: a amilase pancreática, que é encarregada da digestão do amido, tendo como produto final a maltose; a lipase pancreática, envolvida na digestão de lipídios, que hidrolisa a ligação de ésteres dos ácidos graxos; a fosfolipase A, que quebra fosfolipídios; a enzima colesterol esterase, que quebra ésteres de colesterol em colesterol livre; o tripsinogênio, que é a forma inativa da tripsina, envolvida na digestão de proteínas; e as nucleases, que são encarregadas da digestão de ácidos nucleicos (DNA e RNA). Além da ação da tripsina na digestão de proteínas ela também participa na ativação das proenzimas do suco pancreático. Os ductos do pâncreas podem ser considerados como o braço efetor do sistema de regulação do pH, desenvolvido para responder ao ácido luminal, no intestino delgado, e secretar quantidades suficientes de bicarbonato, para neutralizar o pH. Essa função reguladora também requer mecanismos sensíveis ao pH luminal e transmite essa informação ao pâncreas, assim como a outros epitélios (por exemplo, os ductos biliares e o próprio epitélio duodenal), capazes de secretar bicarbonato. O mecanismo sensível ao pH encontra‑se nas células S, localizadas no epitélio do intestino delgado. Essas células especializadas são estimuladas pela queda no pH no lúmen (abaixo de 4.5) a liberar secretina em resposta aos H+. Quando a secretina é liberada provoca a secreção de bicarbonato, que aumenta o pH luminal, o que leva ao bloqueio da liberação de secretina. A diferença dos ductos pancreáticos, em que a secretina é o agonista fisiológico mais importante, a CCK tem participação importante nas células acinares pancreáticas. A CCK é produzida pelas células I, que também estão localizadas no epitélio do intestino delgado. Essas células liberam CCK no espaço intersticial quando componentes específicos do alimento estão presentes no lúmen, especialmente ácidos graxos livres e certos aminoácidos. A liberação de CCK pode se dar como resultado da interação direta dos ácidos graxos ou dos aminoácidos, ou de ambos, especificamente com as células I. A liberação de CCK também é regulada por fatores liberadores que agem no lúmen e podem estimular as células I. O primeiro é o fator liberador de CCK, secretado por células parácrinas, ao longo do epitélio, para a luz do intestino delgado, provavelmente em resposta a produtos da gordura ou da 86 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II digestão proteica (ou ambos). O segundo fator é o peptídeo monitor, liberado por células acinares pancreáticas, no suco pancreático. Ambos os peptídeos também podem ser liberados em resposta a um estímulo neural, o que resulta importante na iniciação da secreção pancreática, durante as fases cefálica e gástrica, preparando o sistema para digerir a refeição tão logo ela entre no intestino delgado (KOEPPEN; STANTON, 2009). O papel primário desses peptídeos parece ser a liberação de CCK, bem como a disponibilidade resultante das enzimas pancreáticas, para a digestão da refeição no lúmen do intestino. Devido ao fato desses fatores de liberação serem peptídeos, eles estão sujeitos à degradação proteolítica por enzimas, como a tripsina pancreática, assim como as proteínas da dieta. As proteínas oriundas da dieta estão em quantidades muito superiores em relação aos fatores de liberação, assim elas competem com esses fatores pela degradação proteolítica. O efeito final é que os fatores de liberação estarão protegidos da quebra enquanto a refeição estiver no intestino delgado e, então, estarão disponíveis para continuar estimulando a secreção de CCK pelas células I. Uma vez que a refeição tenha sido digerida e absorvida, os fatores de liberação são degradados e o sinal para a liberação da CCK é terminado. A CCK estimula a secreção das células acinares por dois mecanismos. Por ser um hormônio clássico atua através da circulação e chega às células acinares e liga‑se ao seu receptor. Entretanto, a CCK também estimula vias neurais reflexas que atingem o pâncreas. Terminações nervosas aferentes vagais nas paredes do intestino delgado respondem à CCK, por expressarem seu receptor. Para o efeito da CCK sobre o esvaziamento gástrico, a ligação de CCK ativa reflexos vago‑vagais, que podem aumentar a secreção das células acinares, pela ativação de neurônios entéricos pancreáticos e liberação de uma série de neurotransmissores, como a acetilcolina, o peptídeo liberador de gastrina e o polipeptídio intestinal vasoativo (VIP). Outro importante suco digestivo que é misturado à refeição, quando presente no intestino delgado, é a bile. A bile é produzida no fígado e sua função é auxiliar na digestão e na absorção de lipídios. A bile produzida no fígado é estocada e concentrada na vesícula biliar, até sua liberação, em resposta à ingestão de alimento. A contração da vesícula biliar e o relaxamento do esfíncter de Oddi são induzidos, predominantemente, pela CCK. Na composição da bile estão os componentes mais importantes para a fase do intestino delgado, os ácidos biliares. Estes ácidos formam estruturas conhecidas como micelas, que servem para proteger produtos hidrofóbicos da digestão lipídica, no ambiente aquoso do lúmen. Os ácidos biliares são detergentes biológicos, e a maioria é reciclada no intestino de volta para o fígado, após cada refeição, via circulação êntero‑hepática. Assim, os ácidos biliares são sintetizados em forma conjugada, o que limita sua capacidade de cruzar passivamente o epitélio que recobre o intestino, retendo‑os no lúmen, para participar na absorção lipídica. Entretanto, quando o conteúdo da refeição atinge o íleo terminal, após a absorção lipídica ter sido completa, os ácidos biliares conjugados são reabsorvidos associados aos íons de sódio. Somente uma pequena fração dos ácidos biliares extravasa para o cólon, onde são desconjugados e sujeitos à reabsorção passiva. O efeito é de ciclar, diariamente, a maioria dos ácidos biliares, entre o fígado e o intestino, coincidindo com sinais que surgem no período pós‑prandial. Por exemplo, a CCK é um potente agonista da contração da vesícula biliar (KOEPPEN; STANTON, 2009). 87 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 2015 FISIOLOGIA GERAL 5.4 Digestão e absorção dos carboidratos A digestão dos carboidratos inicia‑se na boca, por ação da amilase salivar, e continua no duodeno, por ação da amilase pancreática. Na fase intestinal a digestão ocorre em duas fases: no lúmen do intestino e, em seguida, na superfície dos enterócitos, no processo de digestão em borda de escova. Este último é importante na geração de açúcares simples e absorvíveis, apenas na região do intestino onde eles podem ser absorvidos. Isso limita a sua exposição às bactérias, presentes no lúmen do intestino delgado, que poderiam usar esses açúcares como nutrientes. Os carboidratos da dieta são compostos por várias classes moleculares diferentes. O amido é uma mistura de polímeros de glicose (polissacarídeos), retos e ramificados. Os polímeros de cadeia reta são chamados de amilose, e as moléculas de cadeia ramificada são chamadas amilopectina. O amido é uma fonte particularmente importante de calorias, e é encontrado nos cereais. Os dissacarídeos são a segunda classe, que inclui a sacarose (união de glicose e frutose) e a lactose (união de glicose e galactose). Muitos itens alimentares de origem vegetal contêm fibras que não podem ser digeridos pelas enzimas humanas. Esses polímeros são digeridos por bactérias presentes no lúmen colônico, permitindo recuperar os valores calóricos. Os dissacarídeos da dieta são hidrolisados em monossacarídeos diretamente na superfície das células epiteliais do intestino delgado (digestão em bordas de escova), por enzimas hidrolíticas, chamadas hidrolases, muito glicosiladas ligadas à membrana, que são sintetizadas pelas próprias células epiteliais do intestino. As hidrolases, fundamentais para a digestão dos carboidratos incluem a sacarase, a isomaltase, a glucoamilase e a lactase. A glicosilação das hidrolases as protege da ação das proteases pancreáticas. Observação Os níveis da enzima lactase decaem depois do desmame, limitando a digestão da lactose; quando chega a um determinado limiar, ocasiona a doença de intolerância à lactose. Como abordado anteriormente, a digestão do amido é iniciada na cavidade oral, por ação da amilase salivar. Porém, a maior parte da digestão de amido é feita pela amilase pancreática, no duodeno. Essa digestão é incompleta e resulta em oligômeros curtos de glicose, incluindo dímeros (maltose) e trímeros, assim como estruturas ramificadas mais simples. Desse modo, para que ocorra a absorção desses nutrientes, o amido tem de submeter‑se à digestão em borda de escova. Uma vez digeridos em monossacarídeos hidrossolúveis, eles têm de ser absorvidos pelo intestino, por meio das membranas hidrofóbicas. O transportador 1 sódio‑glicose (SGLT1) é um simporte que leva a glicose (e a galactose) contra seu gradiente de concentração, pelo acoplamento ao sódio. Uma vez no citosol, a glicose ou a galactose podem ser retidas para as necessidades metabólicas do epitélio, ou podem sair da célula por meio da membrana basolateral, via o transportador de glicose 2 (GLUT2). A frutose é levada pela membrana apical, via transportador de glicose 5 (GLUT5). Entretanto, devido ao 88 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II transporte de frutose não ser acoplado ao sódio, sua entrada na célula é relativamente ineficiente e pode ser interrompida se forem ingeridas grandes quantidades de alimento contendo esse açúcar. Os sintomas decorrentes dessa má absorção são similares aos experimentados por pacientes intolerantes à lactose e que consomem lactose (KOEPPEN; STANTON, 2009). 5.5 Digestão e absorção das proteínas As proteínas são polímeros solúveis em água que precisam ser digeridas em moléculas menores, para que seja possível sua absorção. O corpo, em particular o fígado, tem a capacidade de converter vários aminoácidos, segundo as necessidades do corpo. Entretanto, alguns aminoácidos, denominados aminoácidos essenciais, não podem ser sintetizados pelo corpo e têm de ser obtidos a partir da dieta (KOEPPEN; STANTON, 2009). As proteínas podem ser hidrolisadas em longos peptídeos simplesmente pelo pH ácido que existe no lúmen gástrico. Entretanto, para a absorção de proteínas para o corpo, são necessárias as três fases da digestão mediadas por enzimas. Assim como a hidrólise ácida, a primeira etapa ocorre no lúmen gástrico e é mediada pela pepsina, produzida pelas células principais, localizadas nas glândulas gástricas. Quando a secreção de gastrina é ativada por sinais coincidentes com a digestão de uma refeição, a pepsina é liberada, assim como seu precursor inativo, o pepsinogênio. No pH ácido, esse precursor é autocataliticamente quebrado para originar mais pepsina. A pepsina é muito específica na sua ação, quebrando as proteínas em sítios de aminoácidos neutros, com preferência por cadeias aromáticas ou por grandes cadeias alifáticas. Como esses aminoácidos são raros nas proteínas, a pepsina não é capaz de digerir completamente a proteína até uma forma que possa ser absorvida pelo intestino, mas produz uma mistura de proteínas intactas, grandes peptídeos (a maioria) e um número limitado de aminoácidos livres. No intestino delgado, as proteínas parcialmente digeridas encontram as proteases provenientes do suco pancreático. Porém, a ativação das proteases é retardada no intestino, já que a enzima que ativa a tripsina (enterocinase) está localizada unicamente nas bordas de escova das células epiteliais do intestino delgado. A tripsina é capaz de clivar todos os outros precursores de proteases secretados pelo pâncreas, resultando em uma mistura de enzimas que podem digerir quase completamente as proteínas da dieta. As endopeptidases, enzimas que clivam as proteínas somente nas ligações internas da cadeia peptídica, como a tripsina, a quimiotripsina e a elastase, são complementadas pela ação das ectopeptidases, como a carboxipeptidade A e a carboxipeptidase B, que clivam aminoácidos simples na parte final da cadeia peptídica, localizados na extremidade C‑terminal. A fase final da digestão proteica ocorre nas bordas de escova. Os enterócitos maduros expressam diversas peptidases que geram produtos adequados para a captação por meio da membrana apical. Alguns peptídeos são resistentes à hidrólise, mas o intestino pode também absorver pequenos peptídeos, que serão digeridos no interior dos enterócitos para liberação dos seus aminoácidos (KOEPPEN; STANTON, 2009). 89 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL 5.6 Digestão e absorção dos lipídios Os lipídios fornecem, significativamente, mais calorias por grama do que as proteínas ou os carboidratos; por isso, têm grande importância nutricional, apesar de serem propensos a contribuir para a obesidade, se consumidos em quantidades excessivas. A forma predominante dos lipídios na dieta humana é o triglicerídeo, encontrado em óleos e outras gorduras. Lipídios adicionais são fornecidos na forma de fosfolipídios e colesterol, originados principalmente das membranas celulares. Também chegam ao intestino, diariamente, lipídios originados no fígado, nas secreções biliares. Finalmente, não obstante presentes em pequenas quantidades, as vitaminas solúveis em gordura (A, D, E, e K) são nutrientes essenciais que deveriam ser suplementados na dieta, a fim de evitar doenças. Quando a refeição gordurosa é ingerida, os lipídios liquefazem‑se na temperatura corporal e flutuam na superfície do conteúdo gástrico. O estágio inicial na absorção dos lipídios é a emulsificação. A mistura que ocorre no estômago faz com que os lipídios formem pequenas esferas em suspensão, o que aumenta a superfície da fase lipídica. A absorção dos lipídios também é facilitada pela formação de micelas, com ajuda dos ácidos biliares. A digestão dos lipídios começa no estômago com a ação da lipase gástrica. Entretanto, pouca absorção ocorre no estômago, por causa do pH ácido do lúmen, e a lipóliseé incompleta nesse primeiro estágio. Na verdade, a lipólise gástrica é dispensável em indivíduos saudáveis por causa do excesso das enzimas pancreáticas. Portanto, a maior parte da digestão se dá no intestino delgado. O suco pancreático contém três enzimas lipolíticas, cujas atividades são otimizadas em pH neutro. A primeira é a lipase pancreática que, diferentemente da gástrica, consegue hidrolisar os lipídios, produzindo grandes quantidades de ácidos graxos livres e glicerídeos. As outras duas enzimas importantes presentes no suco pancreático são a fosfolipase A2, que hidrolisa os fosfolipídios e é secretada na sua forma inativa para evitar o dano nas membranas celulares do intestino; e a colesterol esterase, de ação relativamente inespecífica, que pode quebrar não só os ésteres de colesterol, mas também os ésteres de vitaminas lipossolúveis e até triglicerídeos. Essa enzima requer ácidos biliares para sua ação. As micelas formadas pelos lipídios junto aos ácidos biliares ficam em solução, por isso, aumentam a solubilidade do lipídio no conteúdo intestinal e facilitam a difusão dessas moléculas para a superfície intestinal absortiva. As micelas não são essenciais para a absorção dos triglicerídeos, dada à relativa solubilidade dos produtos de sua hidrólise, porém são essenciais à absorção do colesterol e das vitaminas lipossolúveis. Portanto, se a concentração luminal de ácidos biliares cair abaixo da concentração crítica de micelas (causada, por exemplo, por cálculo biliar que causa obstrução da saída da bile), o paciente ficará deficiente dessas vitaminas. Os lipídios também diferem dos carboidratos e das proteínas, em termos de seu destino, após a absorção pelos enterócitos. Ao contrário dos monossacarídeos e dos aminoácidos, que deixam os enterócitos na forma molecular e entram na circulação porta, os produtos da lipólise são reesterificados nos enterócitos, para formar triglicerídeos, fosfolipídios e ésteres de colesterol. Isso ocorre no retículo endoplasmático liso. Ao mesmo tempo, os enterócitos sintetizam as proteínas apolipoproteínas, que 90 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II se combinam com os lipídios ressintetizados, para formar uma estrutura chamada quilomícron, a qual consiste em um núcleo lipídico (predominantemente triglicerídeo, com muito menos colesterol, fosfolipídios e ésteres de vitaminas) recoberto por apolipoproteínas. Eles são absorvidos por vasos linfáticos e passam ao longo da circulação porta e do fígado. Por fim, entram na corrente sanguínea pelo ducto torácico e servem como veículo para transportar lipídios pelo corpo, para o uso pelas células em outros órgãos (KOEPPEN; STANTON, 2009). 5.7 Secreção e absorção de água e eletrólitos A fluidez do conteúdo intestinal, especialmente no intestino delgado, é fundamental para permitir que a refeição seja propelida ao longo do intestino e para permitir que os nutrientes digeridos se difundam para seus sítios de absorção. Parte desse fluido é derivada da ingestão oral (1 a 2 litros/dia), mas fluido adicional é suprido pelo estômago e pelo próprio intestino delgado, bem como pelos órgãos que drenam para o TGI (8 litros/dia). Entretanto, em indivíduos saudáveis, somente dois litros passam para o cólon para reabsorção, e apenas 100 a 200 ml saem na evacuação. Além da absorção de eletrólitos junto com água no intestino, ele também secreta eletrólitos para o lúmen. Essa secreção é regulada em resposta aos sinais originados no conteúdo luminal e na deformação da mucosa ou de distensão abdominal, ou de ambos. Alguns secretagogos críticos são a acetilcolina, o VIP, as prostaglandinas e a serotonina. A secreção garante que o conteúdo intestinal fique apropriadamente fluido, enquanto a digestão e a absorção estão ocorrendo. Alguns segmentos do intestino podem participar de mecanismos secretórios adicionais, como a secreção de bicarbonato. Esse bicarbonato protege o epitélio, particularmente nas porções mais proximais do duodeno, imediatamente abaixo do piloro, da lesão causada pelo ácido e pela pepsina (KOEPPEN; STANTON, 2009). 6 SISTEMA RENAL 6.1 Morfologia funcional do rim O organismo humano apresenta dois rins, órgãos com a forma de feijão situados na região lombar, de ambos os lados da coluna vertebral. Os rins são órgãos que filtram o sangue e produzem a urina, uma solução aquosa que contém grande número de substâncias dissolvidas, muitas delas produtos do metabolismo celular que são excretados, como ureia, ácido úrico, creatinina e outros, mas também eletrólitos como NaCl, KCl, ácidos, bases como o bicarbonato, íons cálcio, fosfato, sulfato, entre outros, cuja excreção urinária contribui para a regulação da constituição hidrossalina do meio interno, particularmente do meio extracelular. Portanto, a partir da filtração sanguínea, as duas funções principais do rim são: • a eliminação de produtos tóxicos provenientes da degradação de moléculas do metabolismo celular; • a regulação da constituição do meio interno, por meio da regulação da reabsorção ou secreção de vários componentes desse meio (CURI; PROCOPIO, 2009). 91 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 FISIOLOGIA GERAL Veia cava inferior Rim Rim Ureter Bexiga urinária Artéria aorta Uretra Próstata Figura 32 – Anatomia do aparelho excretor O rim é composto por uma parte mais externa ou superficial, o córtex renal, e a porção interna, a medula renal, constituída por pirâmides, cuja ponta está envolvida pelos cálices; eles, por sua vez, vão juntar‑se na pélvis renal, estrutura membranosa que vai coletar a urina liberada na ponta das pirâmides e levá‑la ao ureter. Os dois ureteres, um proveniente de cada rim, terminam na bexiga, e de lá a urina será levada ao exterior pela uretra, cujo meato ou abertura externa está localizado na ponta da glande do pênis, no homem, e na região vulvar, na mulher (CURI; PROCOPIO, 2009). Cápsula Córtex Medula Artéria renal Veia renal Pélvis ou bacinete Cálice maior Cálice menor Árvore cortical Artéria interilobular Duto coletor maior (ou duto de Bellini) Corpúsculo renal (ou corpúsculo de Malpighi) Cápsula glomerular (ou cápsula de Bowman) Duto coletor Glomérulo Néfron Pirâmide Papila da pirâmide Rim completo Veia interiobular Glomérulos Glomérulos justamedulares Ureter Sangue Hilo Figura 33 – Anatomia interna do rim humano 92 Re vi sã o: G us ta vo - D ia gr am aç ão : M ár ci o - 19 /0 5/ 20 15 Unidade II A circulação renal é iniciada com a artéria renal, entrando no rim pelo hilo, em proximidade ao ureter, e daí divide‑se em artérias interlobares e arqueadas. Dessas artérias, originam as artérias interlobulares, das quais partem as arteríolas aferentes dos glomérulos renais, estruturas responsáveis pela ultrafiltração do sangue. As arteríolas eferentes dos glomérulos dão origem aos capilares peritubulares, que vão irrigar os túbulos renais, e por fim vão originar as vênulas e veias renais. As arteríolas e os capilares mais profundos, próximos à medula renal, podem dar origem a longas alças capilares que se aprofundam na medula, podendo atingir a ponta das pirâmides renais. Somente depois de completar esse percurso, de volta ao córtex, é que essas alças vão formar vênulas e veias. Tais vasos capilares longos são chamados vasos retos (vasa recta) e têm grande importância no sistema contracorrente da medula renal, responsável pela concentração da urina e formação de urina hipertônica. Há também vasos retos formados diretamente a partir das artérias interlobulares, que não passam pelo glomérulo. Cada um dos glomérulos, por sua vez, dá origem a um néfron: uma estrutura tubular que vai modificar o ultrafiltrado do sangue por reabsorção da sua maior parte e por secreção de algumas substâncias. A urina final formada será levada pelos ductos coletores até a ponta das pirâmides renais e daí à pélvis renal,
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