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Aula Digestão, absorção, transporte e excreção de nutrientes Nutrição Humana I Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 1 Nutrição Humana I Tracto Gastrointestinal Funções primárias: 1) Extrair macronutrientes, água e etanol dos alimentos e bebidas ingeridos; 2) Absorver micronutrientes e oligoelementos necessários; 3) Servir de barreira física e imunológica aos microrganismos, corpos estranhos e potenciais antigénios consumidos com os alimentos ou formados durante a passagem dos alimentos pelo tracto gastrointestinal. 2Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 2 Nutrição Humana I Tracto Gastrointestinal ❖ Dependendo da dieta cerca de 92-97% é digerida e absorvida; ❖ A > parte das substâncias não digeridas são de origem vegetal; ❖ Os alimentos fibrosos são fermentados em graus variáveis pelas bactérias no cólon humano mas apenas 5-10% da energia necessária pelos seres humanos é proveniente deste processo. 3Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 3 Nutrição Humana I Tracto Gastrointestinal 4 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 4 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo 5 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 5 Nutrição Humana I Tracto Gastrointestinal ❖ O intestino humano possui cerca de 7 metros; ❖ É configurado por um padrão de dobras, cavidades e projecções semelhantes a dedos (vilosidades); ❖ As vilosidades são cobertas por células epiteliais e têm extensões cilíndricas ainda menores (microvilosidades). 6Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 6 Nutrição Humana I Tracto Gastrointestinal ❖ As células do TG têm um ciclo de vida de 3-5 dias; ❖ 45% das necessidades de energia do intestino delgado e 70% das necessidades de energia das células que cobrem o cólon são fornecidas pelos nutrientes que passam através de lúmen; ❖ A função máxima do TG parece depender do consumo frequente de alimentos saudáveis e não por jejuns prolongados. 7Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 7 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo ❖ Na boca há redução do tamanho dos alimentos por mastigação que são misturados com as secreções salivares para preparar o alimento para a deglutição; ❖ O esófago transporta os alimentos da cavidade oral e faringe para o estômago; ❖ No estômago, o alimento é misturado com o fluído ácido e enzimas proteolíticas e lipolíticas; ❖ O quimo passa então para o intestino delgado onde > parte da digestão é feita. 8Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 8 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo ❖ Nos primeiros 100 cm do intestino delgado, há > actividade o que leva à digestão e absorção da maioria do alimento ingerido; ❖ O amido é exposto a enzimas produzidas no pâncreas e reduzido a açucares simples; ❖ As enzimas do pâncreas e da bordadura em escova do intestino delgado terminam a digestão das proteínas iniciada no estômago, convertendo-as em pequenos peptídeos e aminoácidos. 9Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 9 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo ❖ As gorduras são reduzidas de gotículas visíveis a emulsões microscópicas, as quais estão sujeitas à acção da lipase pancreática; ❖ Secreções da digestão são provenientes da boca, estômago, pâncreas, intestino delgado e vesícula biliar; ❖ A quantidade de fluído secretado pelo TG é cerca de 3-4x > do que a consumida e 98% do fluído é reabsorvido. 10Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 10 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo ❖ A maioria dos nutrientes absorvidos pelo TG entra no fígado pela veia porta e podem ser armazenados, transformados ou libertados na circulação. ❖ A flora intestinal desempenha uma função importante na fermentação da fibra, amido resistente, açúcar e aminoácidos; ❖ A fermentação de HC pode originar a formação de ácidos gordos de cadeia curta (AGCC) e gases. 11Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 11 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo ❖ Os AGCC ajudam a função normal da mucosa intestinal, recuperam alguns dos substratos energéticos residuais e facilitam a absorção de sais e água remanescentes. ❖ O intestino grosso poderá ser um local de armazenamento temporário para produtos de excreção; ❖ O recto e anûs controlam a defecação. 12Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 12 Nutrição Humana I Processos digestivo e absortivo 13 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 13 Nutrição Humana I Digestão ❖ É realizada por hidrólise sob a acção de enzimas. São co-factores dessas enzimas: ácido hidroclorídrico, bílis e bicarbonato de sódio; ❖ A água, monossacarídeos, as vitaminas, os minerais e o álcool são habitualmente absorvidos na sua forma original; ❖ Os polissacarídeos, oligossacárideos, dissacarídeos, lípidos e proteínas são convertidos por enzimas digestivas nos seus constituintes antes de serem absorvidos. 14Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 14 Nutrição Humana I Resumo da digestão e absorção enzimática 15 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 15 Nutrição Humana I Resumo da digestão e absorção enzimática 16 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 16 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Mecanismos neurais Os movimentos gastrointestinais que incluem contracção, mistura e propulsão do conteúdo luminal são o resultado da actividade coordenada de nervos entéricos e extrínsecos, bem como, das células endócrinas e da musculatura lisa. 17Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 17 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Os mecanismos neurais incluem: ❖ Sistema intrínseco de duas camadas de nervos inseridos na parede intestinal; ❖ Sistema extrínseco de fibras nervosas ligadas ao sistema nervoso central e autónomo. Os receptores mucosos são sensíveis à constituição do quimo (substância semi-líquida de ácido, ácidos gordos e aminoácidos) e à distensão do lúmen enviando impulsos através dos nervos submucosos e mientéricos. 18Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 18 Nutrição Humana I Mecanismos neurais 19Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 19 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Os neurotransmissores e neuropeptídeos (baixos pesos moleculares) informam os nervos para contrair ou relaxar os músculos, aumentar ou diminuir as secreções de fluidos ou mudar o fluxo do sangue. Os sinais do sistema nervoso central podem sobrepor-se aos do sistema autónomo entérico e afectar a função do TG. 20Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 20 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Nas pessoas com doenças gastrointestinais (ex. doenças inflamatória do intestino, síndrome do cólon irritável), o sistema nervoso autónomo entérico pode ser excessivamente estimulado, levando a uma secreção anormal, fluxo sanguíneo alterado, permeabilidade aumentada e função imune alterada. A enervação autónoma: Sistema simpático – perto dos vasos sanguíneos Sistema parassimpático – nervo vago e pélvico 21Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 21 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal A activação do sistema nervoso simpático torna o trânsito do conteúdo gastrointestinal mais lento através da inibição dos neurónios que actuam na contracção muscular e inibindo as secreções; Os nervos parassimpáticos enervam áreas específicas do TG A visão ou o odor de um alimento estimula a actividade vagal e a consequente secreção de ácido pelas células parietais que se encontram na parededo estômago. 22Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 22 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal O TG também envia sinais (ex. cólicas, dor aguda, náusea, fome ou esvaziamento gástrico) pelos nervos vago e espinhal. 23 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 23 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas A regulação do sistema GI também envolve um grande número hormonas peptídicas que podem actuar localmente (função autócrina ou parácrina) e como hormona endócrina; Estão actualmente identificados mais de 100 hormonas peptídicas e factores de crescimento que são secretados por mais 30 tipos de células neuroendócrinas. 24Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 24 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas 25Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 25 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas – Gastrina ❖ Estimula a secreção e motilidade gástricas; ❖ É principalmente secretada pelas células da mucosa antral do estômago. 26Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 26 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas – Gastrina A secreção é iniciada por: 1. Distensão do antro após a refeição; 2. Impulsos do nervo vago; 3. Presença no antro de secretagogos (ex. proteínas digeridas, bebidas alcoólicas fermentadas como o vinho, cafeína e extractos de alimentos). 27Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 27 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas – Secretina ❖ É libertada pela parede duodenal na corrente sanguínea; ❖ Inibe a secreção e a acção da gastrina; ❖ É secretada quando o quimo ácido é esvaziado no duodeno; ❖ Estimula o pâncreas a secretar água e bicarbonato no duodeno; ❖ A neutralização da acidez protege a mucosa duodenal da exposição prolongada ao ácido e proporciona um pH adequado à actividade de enzimas intestinais e pancreáticas. 28 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 28 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas – Colecistocinina ❖ Multifuncional libertada durante a digestão de proteínas e gordura; ❖ As suas principais funções no gastrointestinais são: 1) Estimular o pâncreas e secretar enzimas; 2) Estimular a contracção da vesícula biliar; 3) Aumentar a motilidade intestinal e rectal; 4) Tornar mais lento o esvazeamento gástrico; 5) Reduzir a ingestão alimentar promovendo a saciedade. 29Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 29 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas polipeptídeo inibidor gástrico ❖ É libertado da mucosa intestinal na presença de gordura e glucose; ❖ Inibe a secreção ácida gástrica; ❖ Estimula a libertação de insulina. 30Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 30 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas Polipeptídeos 1 e 2 ❖ Tornam mais lento o esvaziamento gástrico ❖ Diminuem as concentrações de glucagon (hormona com função contrária à da insulina) ❖ Estimulam a síntese de proinsulina ❖ Aumentam a sensibilidade à insulina ❖ Podem ajudar a controlar a ingestão do alimento 31Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 31 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas - motilina ❖ É libertada pelas células do intestino delgado superior em resposta à secreção biliar e pancreática no duodeno; ❖ > a taxa de esvaziamento gástrico; ❖ Estimula a motilidade intestinal. 32Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 32 Nutrição Humana I Reguladores da actividade gastrointestinal Hormonas neuropeptídicas - somatostatina ❖ Inibe a libertação de gastrina, motilidade e secreções pancreáticas; ❖ Diminui a motilidade e as contracções do TG. 33Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 33 Nutrição Humana I Digestão na boca ❖ Os dentes moem e trituram os alimentos; ❖ A massa alimentar é simultaneamente humedecida e lubrificada pela saliva; ❖ 3 pares de glândulas salivares (glândulas parótidas, submaxilares e sublinguais) produzem cerca de 1,5 L de saliva diariamente; ❖ Uma secreção serosa contendo amilase (ptialina) inicia a digestão do amido; ❖ A amilase torna-se inactiva quando atinge o conteúdo ácido do estômago. Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 34 Nutrição Humana I Digestão na boca ❖ O muco salivar é constituído por uma proteína que faz com que as partículas do alimento fiquem unidas e lubrifica a massa para facilitar a deglutição; ❖ As secreções orofaríngeas também contêm uma lipase que é capaz de digerir algumas gorduras, mas tem uma contribuição mínima para a digestão total da gordura; ❖ O bolo alimentar passa através da faringe voluntariamente mas involuntariamente pelo esófago. Os movimentos peristalticos levam o alimento até ao estômago. 35Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 35 Nutrição Humana I Digestão no estômago ❖ As partículas do alimento vão progredindo através de contracções semelhantes a ondas; ❖ As secreções gástricas são misturadas com alimentos e bebidas; ❖ Em média cerca de 2,5-3,0 L de suco gástrico é secretado diariamente; ❖ As secreções gástricas contêm: - Ácido hidroclorídrico - Protease - Lipase - Muco - Factor intrínseco - Gastrina 36 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 36 Nutrição Humana I Digestão no estômago Factor intrínseco = glicoproteína que facilita a absorção de vitamina B12 no íleo; ❖ Durante a digestão gástrica, a maioria dos alimentos torna-se semi-liquida para formar o quimo que é composto por cerca de 50% de água; ❖ A digestão das proteínas inicia-se no estômago essencialmente pela acção da pepsina. Esta enzima é secretada numa forma inactiva (pepsinogénio), sendo depois convertida pelo ácido hidroclorídrico na sua forma activa. 37Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 37 Nutrição Humana I Digestão no estômago ❖ A pepsina activa no ambiente ácido do estômago, tendo como principal função a alteração de tamanho e forma de algumas proteínas ingeridas após uma refeição mista normal; ❖ Uma lipase (estável em meio ácido) é secretada no estômago pelas células principais. Esta enzima é menos activa do que a lipase pancreática, mas contribui para o processamento global dos triglicéridos da alimentação. 38Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 38 Nutrição Humana I Digestão no estômago ❖ O ácido do estômago tem pH entre 1-2. Deste modo a acção combinada do ácido hidroclorídrico e das enzimas proteolíticas do estômago levam à redução significativa da concentração de microrganismos ingeridos; ❖ Distúrbios como: acloridria, gastrectomia, doença gastrointestinal ou nutrição insuficiênte podem aumentar o risco de supercrescimento bacteriano no intestino. 39Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 39 Nutrição Humana I Digestão no estômago ❖ O quimo é libertado no duodeno faseadamente e em pequenas quantidades; ❖ A quantidade esvaziada a cada contracção do antro e piloro varia de acordo com o volume e o tipo de alimento consumido; ❖ A > parte da refeição líquida leva de 1-2h a passar para o duodeno e a > parte da refeição sólida cerca de 2-3h. 40 Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 40 Digestão no estômago ❖ Os HC são o macronutriente + facilmente digeridos e < tempo permanecem no estômago. Depois as proteínas, gorduras e por fim os alimentos fibrosos; ❖ Numa refeição mista o tempo de esvaziamentodo estômago depende da quantidade e características dos alimentos; ❖ As partículas grandes e os alimentos de elevado teor calórico tendem a levar + tempo no estômago. Nutrição Humana I 41Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 41 Digestão no estômago ❖ O esfíncter esofágico inferior está localizado acima da entrada do estômago. Tem como função impedir o refluxo do conteúdo gástrico no esôfago; ❖ O esfíncter piloro está localizado na porção distal do estômago, ajudando a regular a saída do conteúdo gástrico e impedindo o retorno do quimo para o estômago. Factores que afectam a actividades dos esfíncters: - Alterações emocionais; - Os alimentos; - Reguladores do TG - Úlceras proximais Nutrição Humana I 42Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 42 Digestão no intestino delgado ❖ É o principal local de digestão de alimentos e nutrientes; ❖ Está dividido em duodeno, jejuno e íleo; ❖ O duodeno possui cerca de 0,5 m de comprimento, o jejuno 2 a 3 metros e o íleo um total médio de 3 a 4 metros; ❖ A > parte do processo digestivo é feita no duodeno e no jejuno superior. Nutrição Humana I 43Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 43 Digestão no intestino delgado ❖ O quimo ácido do estômago entra no duodeno, onde é misturado com os sucos duodenais e com as secreções do pâncreas e tracto biliar. Em consequência ocorre a sua neutralização essencialmente pela combinação com o bicarbonato de sódio libertado pelo pâncreas; ❖ Depois da neutralização, as enzimas do intestino delgado e pâncreas podem actuar com maior eficácia quando o quimo está num pH neutro. Nutrição Humana I 44Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 44 Digestão no intestino delgado ❖ A chegada de alimentos parcialmente digeridos, especialmente gorduras e proteínas, estimula a libertação de várias hormonas, o que por sua vez, estimula a secreção de enzimas e fluidos que afectam a motilidade GI e a saciedade; ❖ A bílis que é uma mistura de água, sais biliares, pequenas quantidades de pigmentos e de colesterol é produzida pelo fígado e armazenada na vesícula biliar; ❖ Através da suas propriedades emulsionantes, os sais biliares facilitam a digestão e absorção dos lípidos. Nutrição Humana I 45Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 45 Digestão no intestino delgado Nutrição Humana I 46Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 46 Digestão no intestino delgado ❖ O pâncreas secreta enzimas capazes de digerir todos os principais nutrientes, sendo que, as enzimas do intestino delgado completam a digestão; ❖ As enzimas que digerem os lípidos são secretadas pelo pâncreas e pelo intestino delgado: ✓ Lipase ✓ Colipase ✓ Fosfolipase ✓ Colesterol esterase Nutrição Humana I 47Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 47 Digestão no intestino delgado ❖ Enzimas proteolíticas: ✓ Tripsina ✓ Quimiotripsina ✓ Carboxipeptidase ✓ Aminopeptidase ✓ Ribonuclease ✓ Desoxirribonuclease Nutrição Humana I 48Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 48 Digestão no intestino delgado ❖ A tripsina e a quimiotripsina são secretadas nas seus formas inactivas e activadas pela enterocinase (enteropepsidase) que é secretada em resposta ao contacto do quimo com a mucosa intestinal; ❖ A amilase pancreática é secretada para hidrolisar o amido em oligossacáridos e dissacáridos. Depois as enzimas que recobrem a bordadura em escova das microvilosidades intestinais convertem os oligossacáridos e dissacáridos em monossacáridos. Nutrição Humana I 49Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 49 Digestão no intestino delgado Nutrição Humana I 50Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 50 Digestão no intestino delgado ❖ Uma quantidade variável de amido resistente e a > parte das fibras da dieta não são digeridas no intestino delgado e ficam disponíveis para fermentação no intestino grosso; ❖ A velocidade de movimentação do conteúdo intestinal é cerca de 1 cm/min, levando 3-8h para percorrer todo o intestino até à válvula ileocecal. Esta válvula regula a passagem do material intestinal para o cólon. Nutrição Humana I 51Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 51 Digestão no intestino delgado ❖ O intestino delgado tem uma grande capacidade absorção de nutrientes devido ao seu tamanho e à presença de válvulas coniventes (pregas permanentes da mucosa do intestino delgado, desde o ângulo duodenojejunal até à terminação do íleo. O seu número diminui gradualmente até à válvula ileocecal. Desaparecem praticamente nos cinco últimos centímetros do íleo.); ❖ Estas pregas estão cobertas por vilosidades que por sua vez estão cobertas por microvilosidades. Nutrição Humana I 52Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 52 Digestão no intestino delgado Nutrição Humana I 53Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 53 Digestão no intestino delgado ❖ As vilosidades estão sobre uma estrutura de suporte chamada de lâmina própria, composta por tecido conjuntivo, no qual os vasos sanguíneos e linfáticos recebem os produtos da digestão; ❖ A capacidade de absorção do indivíduo saudável excede as necessidades de macronutrientes e de calorias. Nutrição Humana I 54Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 54 Digestão no intestino delgado ❖ Do total de 7-8L secretados pelas porções superiores do tracto GI e de 1-3L ingeridos na dieta, apenas 1-1,5L são reabsorvidos quando o material intestinal atinge o final do intestino delgado; ❖ Cerca de 95% dos sais biliares secretados são reabsorvidos como ácidos biliares no íleo distal; ❖ O complexo vitamina B12 – factor intrínseco é também absorvido no íleo distal. Nutrição Humana I 55Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 55 Digestão no intestino delgado Nutrição Humana I 56Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 56 Digestão no intestino delgado ❖ A emulsificação das gorduras no intestino delgado é seguida da sua digestão realizada principalmente pela lipase pancreática, transformando os triglicéridos em ácidos gordos livres e em β-monoglicéridos (ácido gordo ligado ao glicerol médio); ❖ Quando a concentração de sais biliares atinge uma determinada valor, combinam-se para formar micelas (complexos de ácidos gordos livres, monoglicéridos e sais biliares). Nutrição Humana I 57Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 57 Digestão no intestino delgado Nutrição Humana I 58Prof.ª Doutora Ana Valente 2022-2023 58
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