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Bragança Paulista, 2022 FISIOLOGIA HUMANA AULA 11 – Sistema Digestório. • Prof. Miguel Soares Conceição Fisiologia do TGI Estrutura e função Digestão de carboidratos Digestão de Proteínas Digestão de Lipídeos 1) Cite os principais processos do sistema digestório 2) Quais são as responsabilidades das contrações peristálticas e segmentares? 3) Qual é o nome e onde há o primeiro contato da enzima que inicia a digestão do amido? 4) Qual nome da enzima que ajuda no processo de digestão de gorduras e qual a principal função desta? 5) Qual função das endopeptidases e das exopeptidases na digestão das proteínas? 6) Quais as principais formas de vitaminas? CONECTE-SE O SISTEMA DIGESTÓRIO É UM TUBO SISTEMA DIGESTÓRIO: FUNÇÕES BÁSICAS DAS ESTRUTURAS DESAFIOS DO SISTEMA DIGESTÓRIO 1) Evitar a autodigestão: o nosso sistema digestório precisa secretar enzimas para digerir os alimentos em moléculas que sejam pequenas o suficiente para serem absorvidas pelo corpo. Ao mesmo tempo, entretanto, essas enzimas não devem digerir o próprio trato GI (autodigestão). Ex: úlcera 2) Balanço de massa: As pessoas ingerem cerca de 2 litros de líquido por dia. Além disso, as glândulas e as células exócrinas secretam aproximadamente 7 litros de enzimas, muco, eletrólitos e água no lúmen do trato GI. Este volume de líquido secretado é o equivalente a um sexto da água corporal total (42 litros). Se o líquido secretado não puder ser absorvido, o corpo desidratará rapidamente: Ex: Diarréia DESAFIOS DO SISTEMA DIGESTÓRIO 3) Defesa. A maior área de contato entre o meio interno e o mundo exterior está no lúmen do sistema digestório. Como consequência, o trato GI enfrenta diariamente o conflito entre a necessidade de absorver água e nutrientes e a necessidade de evitar que bactérias, vírus e outros patógenos entrem no corpo. Para isso, o epitélio transportador do trato GI é auxiliado por um conjunto de mecanismos fisiológicos de defesa, incluindo muco, enzimas digestórias, ácido e a maior coleção de tecido linfático do corpo, o tecido linfático associado ao intestino (GALT). SISTEMA DIGESTÓRIO: FUNÇÕES E PROCESSOS DIGESTÓRIOS ➢ A função primária do sistema digestório é levar os nutrientes, a água e os eletrólitos do ambiente externo para o ambiente interno corporal. Para alcançar esse objetivo, o sistema usa quatro processos básicos: digestão, absorção, secreção e motilidade. 1) Cite os principais processos do sistema digestório. Secreção, digestão, absorção e motilidade. VISÃO GERAL DA FUNÇÃO DIGESTÓRIA Integração dos processos de absorção e secreção do TGI MOTILIDADE: O MÚSCULO LISO GTI CONTRAI ESPONTANEAMENTE A motilidade no trato gastrintestinal tem dois propósitos: 1) transportar o alimento da boca até o ânus 2) misturá-lo mecanicamente para quebrá-lo uniformemente em partículas pequenas. A maior parte do trato GI é composta por músculo liso unitário, com grupos de células eletricamente conectadas por junções comunicantes que criam segmentos contráteis. Regiões diferentes apresentam diferentes tipos de contração: As contrações tônicas são mantidas por minutos ou horas. Elas ocorrem em alguns esfincteres de músculo liso e na porção apical do estômago. As contrações fásicas, com ciclos de contração- relaxamento que duram apenas alguns segundos. MOTILIDADE: O MÚSCULO LISO GTI CONTRAI ESPONTANEAMENTE Os ciclos de contração e relaxamento do músculo liso são associados a ciclos de despolarização e repolarização, denominados potenciais de ondas lentas. As ondas lentas são originadas em uma rede de células, chamadas de células intersticiais de Cajal ou ICCs. Os ICCs funcionam como marca-passos para a atividade de ondas lentas em diferentes regiões do trato GI, Os potenciais de ondas lentas diferem dos potenciais de marca-passo miocárdicos, pois as ondas GI ocorrem a uma frequência muito mais baixa. As ondas lentas, que iniciam espontaneamente nas células intersticiais de Cajal, espalham-se para as camadas musculares lisas adjacentes através de junções comunicantes. Padrão de contração do músculo liso GI As contrações musculares no trato gastrintestinal ocorrem em três padrões que levam a diferentes tipos de movimentos no trato. ➢ Complexo motor migratório: Acontece entre as refeições, quando o trato está em grande parte vazio e tem como função a “limpeza da casa” que varre as sobras do bolo alimentar e bactérias do trato GI superior para o intestino grosso. As contrações musculares durante e após uma refeição seguem um dos dois outros padrões. Peristaltismo: são ondas progressivas de contração que se movem de uma seção do trato GI para a próxima. Contrações segmentares: segmentos curtos (1-5 cm) de intestino contraem e relaxam alternadamente. Padrão de contração do músculo liso GI 2) Quais são as responsabilidades das contrações peristálticas e segmentares? REGULAÇÃO DA FUNÇÃO GI O SNE é uma rede de neurônios que inervam o sistema digestivo e anatômica e funcionalmente, compartilha muitas características com o SNC: 1) Neurônios intrínsecos: Os neurônios intrínsecos dos dois plexos nervosos do trato digestório são aqueles que se situam completamente dentro da parede do trato GI 2) Neurotransmissores e neuromoduladores: Os neurônios do SNE liberam mais de 30 neurotransmissores e neuromoduladores. 3) Células gliais de sustentação: são mais similares as do encéfalo comparado as células de Schwann 4) Centros integradores: a rede de neurônios do SNE é o seu próprio centro integrador, assim como o encéfalo e a medula espinal REGULAÇÃO DA FUNÇÃO GI Até 80% da Dopamina e 90% da Serotonina do corpo são produzidas pelas bactérias intestinais. Apesar desses neurotransmissores não atravessarem a Barreira Hemato Encefálica, sinalizam, estimulam, enviam sua informação via neurônios do Sistema Nervoso Entérico. Essa comunicação entre a Microbiota e o eixo Cérebro-Intestino influencia diretamente na saúde e na doença, inclusive no grau de inflamação e sintomas de ansiedade e depressão. REGULAÇÃO DA FUNÇÃO GI: REFLEXOS CURTOS Os reflexos que se originam dentro do sistema nervoso entérico (SNE) e são integrados por ele sem sinais externos são denominados reflexos curtos. Os plexos nervosos entéricos na parede intestinal agem como um “pequeno cérebro”, permitindo que reflexos locais sejam iniciados, integrados e finalizados completamente no trato GI. Os neurônios do plexo mioentérico na camada muscular externa influenciam a motilidade. REGULAÇÃO DA FUNÇÃO GI: REFLEXOS LONGOS Os reflexos longos que se originam completamente fora do sistema digestório incluem reflexos antecipatórios e reflexos emocionais. Esses reflexos são chamados de reflexos cefálicos, uma vez que eles se originam no encéfalo. Em geraI, fala-se que a divisão parassimpática é excitatória e realça as funções GI, levando ao seu apelido de “descansar e digerir” . Os neurônios simpáticos normalmente inibem as funções GI. FUNÇÃO INTEGRADA DO SISTEMA DIGESTÓRIO FUNÇÃO INTEGRADA DO SISTEMA DIGESTÓRIO A FASE CEFÁLICA começa antes mesmo que a comida chegue ao estômago e envolve a preparação do organismo para a alimentação e a digestão. Depois, quando o bolo entra no estômago, estímulos no lúmen gástrico iniciam uma série de reflexos curtos, que constituem a FASE GÁSTRICA da digestão. FASE CEFÁLICA Reflexos longos que iniciam no cérebro criam uma resposta antecipatória, conhecida como fase cefálica da digestão. O estímulo antecipatório e o estímulo do alimento na cavidade oral ativam neurônios no bulbo. O bulbo, por sua vez, manda sinais eferentes através de neurônios autonômicos para as glândulas salivares, e através do nervo vago para o sistema nervoso entérico. Em resposta a essessinais, o estômago, o intestino e os órgãos glandulares acessórios iniciam a secreção e aumentam a motilidade em antecipação ao alimento que virá. FASE CEFÁLICA: A DIGESTÃO INICIA NA BOCA Quando o alimento inicialmente entra na boca, ele é inundado por uma secreção, a qual chamamos de saliva. A saliva tem quatro funções importantes: 1) Amolecer e lubrificar o alimento: já engoliu uma bolacha seca? 2) Digestão do amido: A digestão química inicia com a secreção da amilase salivar. Se você mastigar uma bolacha sem sal por algum tempo, perceberá a conversão do amido em maltose, a qual é mais doce. 3) Gustação: A saliva dissolve o alimento para que possamos sentir seu gosto. 4) Defesa: lisozima é uma enzima salivar antibacteriana, e imunoglobulinas salivares incapacitam bactérias e vírus. 3) Qual é o nome e onde há o primeiro contato da enzima que inicia a digestão do amido? A enzima amilase salivar pode ser encontrada na boca, onde inicia a digestão dos amidos. A digestão mecânica dos alimentos inicia na cavidade oral com a mastigação. Os lábios, a língua e os dentes contribuem para a mastigação do alimento, criando uma massa amolecida e umedecida (bolo) que pode ser facilmente engolida. FASE CEFÁLICA: A DIGESTÃO INICIA NA BOCA FASE CEFÁLICA: A DEGLUTIÇÃO LEVA O BOLO ALIMENTAR DA BOCA PARA O ESTÔMAGO O ato de engolir, ou deglutição, é uma ação reflexa que empurra o bolo de alimento ou de líquido para o esôfago. O estímulo para a deglutição é a pressão criada quando a língua empurra o bolo contra o palato mole e a parte posterior da boca. A pressão do bolo ativa neurônios sensoriais que levam informações pelo nervo glossofaríngeo para o centro da deglutição no bulbo. As eferências do centro da deglutição consistem em neurônios motores somáticos que controlam os músculos esqueléticos da faringe e do esôfago superior. FASE CEFÁLICA: A DEGLUTIÇÃO LEVA O BOLO ALIMENTAR DA BOCA PARA O ESTÔMAGO FASE GÁSTRICA: ESTÔMAGO Aproximadamente 3,5 litros de comida, bebida e saliva entram no fundo do estômago a cada dia. O estômago possui três funções gerais: 1. Armazenamento. O estômago armazena alimento e regula a sua passagem para o intestino delgado, onde ocorre a maior parte da digestão e da absorção. 2. Digestão. O estômago digere a comida, química e mecanicamente, formando a mistura “cremosa”, chamada de quimo. 3. Defesa. O estômago protege o corpo por destruir muitas das bactérias e outros patógenos que são deglutidos juntamente com a comida ou aprisionados no muco das vias respiratórias. FASE GÁSTRICA: O ESTÔMAGO ARMAZENA O BOLO ALIMENTAR Quando o alimento chega do esôfago, o estômago relaxa e expande para acomodar o volume aumentado. A metade superior do estômago permanece relativamente em repouso, retendo o bolo alimentar até que ele esteja pronto para ser digerido. Enquanto a parte superior do estômago está retendo o bolo alimentar, a parte inferior do estômago está ocupada com a digestão. Na metade distal do estômago, uma série de ondas peristálticas empurra o bolo alimentar para baixo, em direção ao piloro, misturando-o com o ácido e as enzimas digestórias. FASE GÁSTRICA: AS SECREÇÕES GÁSTRICAS O lúmen do estômago é alinhado com o epitélio produtor de muco, pontuado por aberturas de fovéolas (fossas) gástricas. FASE GÁSTRICA: FUNÇÕES DO ÁCIDO GÁSTRICO 1) O ácido no lúmen do estômago causa a liberação e a ativação da pepsina, uma enzima que digere proteínas. 2) O ácido desencadeia a liberação de somatostatina pelas células D. 3) O HCl desnatura proteínas por quebrar as ligações dissulfeto e de hidrogênio que mantêm a estrutura terciária da proteína. 4) Cadeias proteicas desenoveladas podem deixar as ligações peptídicas entre os aminoácidos mais acessíveis à digestão pela pepsina. 5) O ácido gástrico ajuda a destruir bactérias e outros microrganismos ingeridos. 6) O ácido inativa a amilase salivar, cessando a digestão de carboidratos que iniciou na boca. FASE GÁSTRICA: A FASE INTESTINAL O quimo que entra no intestino delgado sofreu relativamente pouca digestão química, então sua entrada no duodeno deve ser controlada para evitar sobrecarga ao intestino delgado. Os conteúdos intestinais são lentamente propelidos para a frente por uma combinação de contrações segmentares e peristálticas. Essas ações misturam o quimo com enzimas, e elas expõem os nutrientes digeridos para o epitélio mucoso para absorção. Os movimentos para a frente do quimo ao longo do intestino devem ser suficientemente lentos para permitir que a digestão e a absorção sejam completadas. FASE GÁSTRICA: AS SECREÇÕES INTESTINAIS PROMOVEM A DIGESTÃO A cada dia, o fígado, o pâncreas e o intestino produzem mais de 3 litros de secreções, dentre elas: 1. As enzimas digestórias são produzidas pelo epitélio intestinal e pelo pâncreas exócrino. 2. A bile produzida no fígado e secretada pela vesícula biliar é uma solução não enzimática que facilita a digestão de gorduras. 3. A secreção de bicarbonato para dentro do intestino delgado neutraliza o quimo extremamente ácido que vem do estômago. A maior parte do bicarbonato vem do pâncreas e é liberado em resposta a estímulos neurais e à secretina. 4. O muco das células caliciformes intestinais protege o epitélio e lubrifica o conteúdo intestinal. 5. Uma solução isotônica de NaCl mistura-se com o muco para ajudar a lubrificar o conteúdo do intestino. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE GORDURAS A digestão de gorduras é complicada pelo fato de que a maioria dos lipídeos não é solúvel em água. Como resultado, o quimo aquoso que deixa o estômago contém uma emulsão grosseira de grandes gotículas lipídicas, que tem menos área de superfície do que partículas menores. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE GORDURAS A digestão enzimática das gorduras é feita por lipases, enzimas que removem dois ácidos graxos de cada molécula de triacilglicerol. Todavia, a cobertura de sais biliares da emulsão intestinal dificulta a digestão, uma vez que a lipase é incapaz de penetrar nos sais biliares. Por essa razão, a digestão de gorduras também requer a colipase, um cofator proteico secretado pelo pâncreas. A colipase desloca alguns sais biliares, permitindo à lipase acessar as gorduras por dentro da cobertura de sais biliares. Os fosfolipídeos são digeridos pela fosfolipase pancreática. O colesterol livre não é digerido e é absorvido intacto. 4) Qual nome da enzima que ajuda no processo de digestão de gorduras e qual a principal função desta? A enzima colipase, que é um cofator proteico secretado pelo pâncreas, desloca alguns sais biliares, permitindo à lipase acessar as gorduras por dentro da cobertura de sais biliares. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE GORDURAS DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE CARBOIDRATOS A enzima amilase quebra longos polímeros de glicose em cadeias menores de glicose e no dissacarídeo maltose. A digestão do amido inicia na boca com a amilase salivar, mas essa enzima é desnaturada pela acidez do estômago. A amilase pancreática, então, retoma a digestão do amido em maltose. A maltose e outros dissacarídeos são quebrados pelas enzimas da borda em escova intestinal, conhecidas como dissacaridases (maltase, sacarase e lactase). Os produtos finais absorvíveis da digestão de carboidratos são glicose, galactose e frutose. Devido à absorção intestinal ser restrita a monossacarídeos, todos os carboidratos maiores devem ser digeridos para serem usados pelo corpo. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE CARBOIDRATOS A absorção intestinal de glicose e galactose usa transportadores idênticos àqueles encontrados nos túbulos renais proximais: o simporte apical Na-glicose SGLT e o transportador basolateral GLUT2. Esses transportadores movem tanto a galactose quanto a glicose. A absorção de frutose, entretanto, não é dependente de Na.A frutose move-se através da membrana apical por difusão facilitada pelo transportador GLUT5 e através da membrana basolateral pelo GLUT2 DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS As enzimas para a digestão de proteínas são classificadas em dois grupos amplos: endopeptidases e exopeptidases. As endopeptidases, mais comumente chamadas de proteases, atacam as ligações peptídicas no interior da cadeia de aminoácidos e quebram uma cadeia peptídica longa em fragmentos menores. Exemplos de proteases incluem a pepsina secretada no estômago, e a tripsina e a quimotripsina, secretadas pelo pâncreas. As exopeptidases liberam aminoácidos livres de dipeptídeos por cortá-los das extremidades, um por vez. 5) Qual função das endopeptidases e das exopeptidases na digestão das proteínas? As endopeptidases, mais comumente chamadas de proteases, atacam as ligações peptídicas no interior da cadeia de aminoácidos e quebram uma cadeia peptídica longa em fragmentos menores. As exopeptidases liberam aminoácidos livres de dipeptídeos por cortá-los das extremidades, um por vez. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS Os produtos principais da digestão de proteínas são aminoácidos livres, dipeptídeos e tripeptídeos, todos os quais podem ser absorvidos. Os dipeptídeos e tripeptídeos são carregados para os enterócitos pelo transportador de oligopeptídeos PepT1 que usa o cotransporte dependente de H+. Alguns peptídeos que possuem mais de três aminoácidos são absorvidos por transcitose após se ligarem a receptores de membrana na superfície luminal do intestino. O INTESTINO DELGADO ABSORVE ÁGUA A maior parte da absorção de água ocorre no intestino delgado, com um adicional de 0,5 L por dia absorvido no colo. A absorção de nutrientes move o soluto do lúmen do intestino para o LEC, criando um gradiente osmótico que permite que a água siga junto. ABSORÇÃO DE VITAMINAS Transporte mediado, exceto B12 que depende da Cobalamina 6) Quais as principais formas de vitaminas? FASE GÁSTRICA: A FASE INTESTINAL A maioria dos nutrientes absorvidos ao longo do epitélio intestinal vai para capilares nas vilosidades para distribuição através do sistema circulatório. O sangue venoso proveniente do trato digestório não vai diretamente de volta ao coração. Em vez disso, ele passa para o sistema porta-hepático. Essa região especializada da circulação tem dois conjuntos de leitos capilares: um que capta nutrientes absorvidos no intestino, e outro que leva os nutrientes diretamente para o fígado. O INTESTINO GROSSO No final do íleo, resta apenas cerca de 1,5 litro de quimo não absorvido. O colo absorve a maior parte desse volume, de modo que, em geral, apenas cerca de 0,1 litro de água é perdido diariamente na fezes. O quimo entra no intestino grosso pelo óstio ileal (válvula ileocecal). A MOTILIDADE NO INTESTINO GROSSO O quimo que entra no colo continua a ser misturado por contrações segmentares. O movimento para a frente é mínimo durante as contrações de mistura e depende principalmente de uma única contração colônica, chamada de movimento de massa. Uma onda de contração diminui o diâmetro de um segmento do colo e manda uma quantidade substancial de material para a frente. O movimento de massa é responsável pela distensão súbita do reto, que desencadeia a defecação. A ABSORÇÃO NO INTESTINO GROSSO Bactérias que habitam o colo degradam uma quantidade significativa de carboidratos complexos e de proteínas não digeridos por meio da fermentação. O produto final inclui lactato e ácidos graxos de cadeia curta, como o ácido butírico. Muitos desses produtos são lipofílicos e podem ser absorvidos por difusão simples.