sistema digestorio - 654-692

Prévia do material em texto

21 Sistema Digestório Dê-me uma boa digestão, TÓPICOS ABORDADOS E OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Senhor, e também algo para digerir. Anatomia do sistema digestório 655 Função integrada: a fase 21.1 Traçar 0 caminho de um pedaço de intestinal 672 Anônimo, A graça do peregrino. alimento não digerido da boca ao ânus. 21.18 Comparar e diferenciar digestão e 21.2 Descrever as quatro camadas da motilidade nos intestinos grosso e delgado. parede do trato 21.19 Descrever a anatomia e a função do sistema porta-hepático. Funções e processos 21.20 Descrever as principais secreções digestórios 659 do pâncreas e do fígado. 21.3 Descrever a função primária do 21.21 Esquematizar mecanismos sistema digestório. celulares para secreção e para absorção de 21.4 Explicar os desafios da autodigestão, água e de íons. do balanço de massas e da defesa. 21.22 Esquematizar a digestão e a absorção 21.5 Descrever e comparar secreção, de carboidratos, de proteínas e de lipídeos. digestão, absorção e motilidade. 21.23 Explicar 0 controle neural e 21.6 Descrever músculo liso unitário, hormonal da fase intestinal da digestão. potenciais de ondas lentas e contrações 21.24 Explicar 0 papel das bactérias no fásicas e tônicas. intestino. 21.7 Descrever e comparar peristaltismo, segmentação e complexo motor migratório. Funções imunes do trato gastrintestinal 687 Regulação da função 21.25 Descrever 0 GALT. gastrintestinal 664 21.26 Diferenciar os reflexos protetores do 21.8 Comparar 0 sistema nervoso entérico vômito e da diarreia. com 0 sistema nervoso central. 21.9 Diferenciar reflexos longos, reflexos CONHECIMENTOS BÁSICOS curtos e controle GI envolvendo peptídeos. 16 Retroalimentação positiva e 21.10 Citar as três famílias de hormônios controle por antecipação GI e dar exemplos de cada uma. 29 Biomoléculas Função integrada: a fase 62 Micelas cefálica 667 68 Microvilosidades 21.11 Explicar 0 controle por antecipação 72 Junções celulares na digestão. 150 Epitélio de transporte 21.12 Mapear os processos e as vias de 79 Membranas apicais e controle da fase cefálica. basolaterais 21.13 Explicar as funções da saliva e 0 79 Glândulas endócrinas e processo pelo qual ela é secretada. exócrinas 21.14 Listar os passos do reflexo da 99 Enzimas deglutição (engolimento). 113 Síntese e armazenamento de proteínas Função integrada: a fase 143 Transporte ativo secundário gástrica 669 148 Exocitose e transcitose 21.15 Explicar as três funções do estômago. 403 Músculo liso 21.16 Mapear os processos e as vias de 439 Sistemas portais Secção transversal de controle da fase gástrica. 499 Linfáticos vilosidades intestinais 21.17 Descrever as secreções gástricas e 604 Transporte renal (reforçado em vermelho). as suas principais ações. 645 Acidificação da urinaFisiologia humana: uma abordagem integrada 655 U m ferimento no estômago, provocado por um tiro de es- SOLUCIONANDO 0 PROBLEMA Cólera no Haiti pingarda, parece ser um início improvável para o estudo científico dos processos digestórios. Todavia, em 1822, no Brooke estava procurando o que fazer nas suas férias de forte Mackinac, um jovem caçador canadense, chamado Alexis inverno de 2013, então ela se ofereceu para participar St. Martin, escapou por um triz da morte quando uma arma dis- de uma equipe de socorro no Haiti. Após a sua chegada ao parou a um metro dele, rasgando seu tórax e abdome e deixando país devastado pelo terremoto, Brooke estava consternada um buraco na parede do seu estômago. cirurgião do Exército com as condições de vida. Muitas pessoas ainda estavam dos Estados Unidos, William Beaumont, atendeu-o e cuidou vivendo em tendas com pouca ou nenhuma água corrente dele durante dois anos até a sua recuperação. e saneamento. Para piorar a situação, em outubro de 2010, A ferida aberta no estômago não foi adequadamente a Organização Mundial da Saúde (OMS) tinha emitido um curada, deixando uma fistula, ou abertura, para o lúmen. Como alerta de epidemia global de cólera. Vibrio cholerae, a bactéria da cólera, causa vômitos e volumes massivos de St. Martin era carente e incapaz de cuidar de si mesmo, Beau- diarreia aquosa em pessoas que consumiram alimentos ou mont "manteve-o com sua família para o propósito especial de água contaminados. Não havia cólera no Haiti há cerca de realizar experimentos Em um documento legal, cem anos, mas nos anos desde o terremoto, foram reporta- St. Martin até concordou em "obedecer, sofrer e cumprir com dos cerca de 700 mil casos e 8 mil mortes. todas as experiências razoáveis e adequadas do referido William (Beaumont) em relação à... exposição... de seu estômago e a força 655 659 672 675 682 688 e propriedades... e estados de seu conteúdo." As observações de Beaumont sobre a digestão e sobre o estado do estômago de St. Martin sob várias condições fo- A porção do trato GI que vai do estômago até o ânus tam- ram uma sensação. Em 1832, logo antes de as observações de bém é chamada de intestino. Beaumont serem publicadas, a natureza do suco gástrico e da A digestão, a quebra química e mecânica do alimento, digestão no estômago foram objetos de muito debate. As obser- ocorre principalmente no lúmen do intestino. Ao longo do cami- vações cuidadosas de Beaumont avançaram muito na resolução nho, secreções são adicionadas ao alimento por células secretoras desse mistério. Assim como os médicos antigos provavam a uri- epiteliais e por órgãos glandulares acessórios, que incluem as glân- na quando faziam um diagnóstico, Beaumont provou o sabor do dulas salivares, o fígado, a vesícula biliar e o pâncreas. A mistura revestimento mucoso do estômago e o suco gástrico. Ele descre- pastosa de alimento e secreções é conhecida como quimo. veu que ambos eram "salgados", mas o muco não era nada ácido, trato GI é um longo tubo com paredes musculares e o líquido gástrico era muito ácido. Beaumont coletou grande quantidade do líquido gástrico por meio da fístula, e, em experi- alinhadas por um epitélio secretor e transportador (p. 150). Em intervalos ao longo do trato, anéis musculares funcionam mentos controlados, ele confirmou que o líquido gástrico digeria carne, utilizando-se uma combinação de ácido clorídrico e outro como esfincteres para separar o tubo em segmentos com funções fator ativo, que hoje se sabe que é a enzima pepsina. distintas. alimento move-se pelo trato, sendo propelido por ondas de contrações musculares. Essas observações e outras sobre motilidade e digestão no Os produtos da digestão são absorvidos através do epitélio estômago se tornaram a base do que conhecemos sobre a fisio- logia digestória. Embora as pesquisas hoje sejam realizadas mais intestinal e passam para o líquido intersticial. De lá eles vão para em nível celular e molecular, os pesquisadores ainda criam fístu- o sangue ou para a linfa e são distribuídos para todo o corpo. Qualquer resíduo remanescente no lúmen ao final do trato GI las cirúrgicas em animais experimentais para observar e coletar deixa o corpo através de uma abertura, chamada de ânus. amostras do conteúdo do trato digestório. Por que sistema digestório também referido como sis- Uma vez que o sistema digestório se abre para o exterior, o tema gastrintestinal é de tanto interesse? A razão é que, atual- lúmen do trato e seus conteúdos são, na verdade, parte do ambiente mente, as doenças gastrintestinais correspondem a cerca de 10% externo. (Pense em um orifício que atravessa o centro de uma péro- do dinheiro gasto em cuidados de saúde. Muitas destas condições, la) (Fig. 1.2, p. 4). Isso permite que uma incrível variedade de bac- como azia, indigestão, gases e constipação, são problemas que cau- térias vivam no lúmen, particularmente no intestino grosso. Este sam mais desconforto do que riscos à saúde, mas o seu significa- arranjo é comumente descrito como uma relação comensalismo, em do não deve ser subestimado. Se você for a qualquer farmácia e que as bactérias se beneficiam de ter o fornecimento de uma casa observar o número de medicamentos relacionados a distúrbios di- e comida, ao passo que o corpo humano não é afetado. Entretan- gestórios, pode estimar o impacto que essas doenças têm em nossa to, estamos descobrindo meios pelos quais o corpo se beneficia de sociedade. Neste capítulo, examinaremos o sistema gastrintestinal suas companheiras bactérias. A relação entre seres humanos e seus e o modo extraordinário pelo qual ele transforma a comida que microbiomas bacterianos é um tema importante na fisiologia hoje, e ingerimos em nutrientes que são utilizados pelo corpo. você aprenderá mais sobre isso ao final deste capítulo. sistema digestório é um tubo ANATOMIA DO SISTEMA DIGESTÓRIO Na cavidade oral, os primeiros estágios da digestão iniciam com sistema digestório inicia com a cavidade oral (boca e faringe), a mastigação e a secreção da saliva por três pares de glândulas que servem de receptáculo para a comida (FIG. 21.1a). alimento salivares: glândulas sublinguais abaixo da língua, glândulas sub- ingerido entra no trato gastrintestinal (trato GI), que consiste em mandibulares abaixo da mandíbula (osso maxilar) e glândulas paró- esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso. tidas encontradas perto da articulação da mandíbula (Fig. 21.1b).FIGURA 21.1 RESUMO ANATÔMICO Sistema digestório (b) Glândulas salivares (a) Visão geral do sistema digestório Parótida Sublingual Cavidade oral Submandibular Glândulas salivares Esôfago Estômago Esôfago Diafragma Fundo Vesícula Corpo biliar Fígado Pâncreas Estômago Antro Intestino Intestino delgado grosso Reto Piloro Dobras: a superfície dobrada aumenta a área (d) Estrutura do intestino delgado QUESTÃO DA FIGURA Mesentério Cite as glândulas acessórias e os órgãos do sistema digestório. Mucosa Submucosa Músculo circular Músculo longitudinal Serosa Prega circular Glândulas submucosas Vilosidades(e) Vista seccionada do estômago No estômago, a área de superfície é aumentada por invaginações, chamadas de glândulas gástricas. Abertura da glândula gástrica Mucosa Epitélio Vaso linfático . Lâmina própria Muscular da mucosa Artéria e veia Submucosa Camada oblíqua Muscular Músculo circular externa Plexo mioentérico Músculo longitudinal Serosa (f) Vista seccionada do intestino delgado A área da superfície intestinal é aumentada por vilosidades semelhantes a dedos e por invaginações, chamadas de criptas. Vilosidades Cripta Placa de Peyer Mucosa Vaso linfático Muscular da mucosa Submucosa Plexo submucoso Plexo mioentérico Músculo circular Muscular externa Músculo longitudinal Serosa Artéria e veia submucosas658 Dee Unglaub Silverthorn alimento deglutido passa pelo esôfago, um tubo estreito que nal relaxam. Esse relaxamento é responsável pela ampla variação atravessa o tórax até o abdome (Fig. 21.1a). As paredes do esôfago na extensão do intestino descrita em diferentes referências. são constituídas de músculo esquelético no terço superior, mas so- frem transição para músculo liso nos dois terços inferiores. Logo A parede do trato gastrintestinal possui abaixo do diafragma, o esôfago termina no estômago, um órgão em forma de saco que pode conter até dois litros de alimento e quatro camadas líquidos quando totalmente (embora desconfortavelmente) ex- A estrutura básica da parede gastrintestinal é similar no estôma- pandido. go e nos intestinos, embora existam variações de uma seção do estômago tem três seções: o fundo superior, o corpo trato GI para outra (Fig. 21.1e,f) A parede intestinal é enrugada central e o antro inferior (Fig. 21.1c). estômago continua a em dobras para aumentar a sua área de superfície. Essas dobras digestão que iniciou na boca, misturando o alimento com ácido são chamadas de pregas no estômago e de dobras no intestino e enzimas para criar o quimo. A abertura entre o estômago e o delgado. A mucosa intestinal também se projeta para lúmen intestino delgado, ou piloro (porteiro), é protegida pela válvula em pequenas extensões similares a dedos, denominadas vilosi- pilórica. Esta faixa espessa de músculo liso relaxa para permitir dades (Fig. 21.1f). Mais área de superfície é adicionada por in- que apenas pequenas quantidades de quimo entrem no intestino vaginações tubulares da superfície, que se estendem para dentro delgado simultaneamente. do tecido conectivo de sustentação. Essas invaginações são deno- estômago atua como um intermediário entre o ato com- minadas glândulas gástricas no estômago e criptas no intestino. portamental de comer e os eventos fisiológicos da digestão e da Algumas das invaginações mais profundas formam glândulas absorção no intestino. Sinais integrados e alças de retroalimenta- submucosas secretoras que se abrem para o lúmen através de ção entre o intestino e o estômago regulam a velocidade na qual ductos. o quimo entra no duodeno. Isso garante que o intestino não seja A parede intestinal consiste em quatro camadas: (1) uma sobrecarregado com mais do que ele pode digerir e absorver. mucosa interna virada para o lúmen, (2) uma camada conhecida A maior parte da digestão ocorre no intestino delgado, como submucosa, (3) camadas de músculo liso, conhecidas cole- que possui três seções: o duodeno (os primeiros 25 cm), o je- tivamente como muscular externa, e (4) uma cobertura de tecido juno e o íleo (os últimos dois, juntos, têm cerca de 260 cm de conectivo, denominada serosa. comprimento*). A digestão é realizada por enzimas intestinais, auxiliadas por secreções exócrinas de dois órgãos glandulares Mucosa A mucosa, o revestimento interno do trato gastrintes- acessórios: o pâncreas e o fígado (Fig. 21.1a). As secreções desses tinal, tem três camadas: uma única camada de epitélio mucoso vi- dois órgãos entram na porção inicial do duodeno por ductos. Um rado para o lúmen; a lâmina própria, tecido conectivo subepitelial esfincter tonicamente contraído (o esfincter hepatopancreático, que segura o epitélio no lugar; e a muscular da mucosa, uma fina ou esfincter de Oddi) impede que o líquido e a bile camada de músculo liso. Várias modificações estruturais aumen- entrem no intestino delgado, exceto durante uma refeição. tam a área da superfície da mucosa, a fim de aumentar a absorção. A digestão termina no intestino delgado, e quase todos os nutrientes digeridos e os fluidos secretados são absrovidos lá, 1. epitélio mucoso possui a mais variável característica do deixando cerca de 1,5 litro de quimo por dia passar para o intes- trato GI, mudando de seção para seção. As células da mu- tino grosso (Fig. 21.1a). No colo a proximal do intesti- cosa incluem células epiteliais transportadoras (chamadas no grosso quimo aquoso transforma-se em fezes semissólidas de enterócitos no intestino delgado), células secretoras en- à medida que a água e os eletrólitos são absorvidos do quimo dócrinas e exócrinas e células-tronco. Na superfície mu- para o líquido extracelular (LEC). cosa do epitélio (apical) (p. 79), as células secretam íons, Quando as fezes são para a seção terminal do enzimas, muco e moléculas parácrinas para o lúmen. intestino grosso, conhecida como reto, a distenção da parede re- Na superfície serosa do epitélio (basolateral), as substâncias tal desencadeia o reflexo de defecação. As fezes deixam o trato GI absorvidas do lúmen e as moléculas secretadas por células pelo ânus, sendo que o esfincter anal externo, constituído de epiteliais entram no LEC. músculo esquelético, está sob controle voluntário. As junções célula a célula que unem as células epite- Em uma pessoa viva, sistema digestório da boca até o liais do trato GI variam (p.72). No estômago e no colo, as ânus tem cerca de 450 cm de comprimento. Deste comprimento, junções formam uma barreira impermeável, de modo que 395 cm consistem nos intestinos grosso e delgado. Tente imagi- pouco pode passar entre as células. No intestino delgado, nar 3,95 metros de corda, com 2,5 a 7,5 centímetros de diâmetro, as junções não são tão apertadas. Este epitélio intestinal é toda enrolada dentro do seu abdome, do umbigo para baixo. considerado "permeável", uma vez que parte da água e dos arranjo apertado dos órgãos abdominais ajuda a explicar por solutos pode ser absorvida entre as células (via paracelular), que você sente necessidade de soltar o seu cinto após ingerir uma em vez de através delas. Agora, sabemos que as junções grande quantidade de comida. possuem plasticidade e que a sua permeabilidade e seleti- As medidas do comprimento intestinal feitas durante au- vidade podem ser reguladas em algum grau. tópsias são aproximadamente o dobro daquelas dadas aqui, uma As células-tronco GI são células indiferenciadas que vez que, após a morte, os músculos longitudinais do trato intesti- se dividem rapidamente e produzem de forma contínua um novo epitélio nas criptas e nas glândulas gástricas. À me- dida que as células-tronco se dividem, as células recém- *N. de R.T. Referência do comprimento do intestino delgado de um in- -formadas são empurradas em direção à superfície luminal divíduo vivo. do epitélio. A duração média de uma célula epitelial GI éFisiologia humana: uma abordagem integrada 659 de apenas poucos dias, um bom indicador da vida dura que SOLUCIONANDO 0 PROBLEMA essas células têm. Como ocorre em outros tipos de epitélio, a rápida renovação e a taxa de divisão celular no trato GI Enfrentando uma epidemia de cólera no país, os mem- torna esses órgãos suscetíveis ao desenvolvimento de cân- bros da equipe de socorro estavam apreensivos. Um tra- cer. Em 2013, os cânceres de colo e de reto (câncer colorre- balhador do Centers for Disease Control and Prevention tal) foram a terceira causa de morte por câncer nos Estados (CDC) dos Estados Unidos falou para o grupo sobre as Unidos. Entretanto, a taxa de mortalidade tem caído, devi- precauções adequadas. Ele avisou-os para terem cuida- do a mais exames de rastreio e melhores tratamentos. do com o que eles comiam e bebiam e para lavarem suas mãos frequentemente. Em seguida, em cerca de cinco 2. A lâmina própria é o tecido conectivo subepitelial que con- dias de viagem, Brooke teve um surto de diarreia abun- tém fibras nervosas e pequenos vasos sanguíneos e linfáti- dante e aquosa, que ela inicialmente atribuiu ao estresse cos. Os nutrientes absorvidos passam para o sangue e para emocional do trabalho de assistência. Contudo, quando a linfa aqui (Fig. 21.1e). Esta camada também contém cé- teve tonturas e taquicardia, ela foi para a tenda médica. lulas imunes patrulhadoras, como macrófagos e linfócitos, Lá, ela foi diagnosticada com desidratação causada pela que patrulham invasores que tenham entrado através de diarreia induzida pela cólera. rupturas do epitélio. P1: Dada a diarreia aquosa de Brooke, como você esperaria No intestino, coleções de tecido linfoide adjacente que estivesse volume de LEC dela? ao epitélio formam pequenos nódulos e grandes placas de P2: Por que Brooke teve taquicardia? Peyer, que criam inchaços visíveis na mucosa (Fig. 21.1f). Estes agregados linfáticos constituem a maior parte do te- 655 659 672 675 682 688 cido linfático associado ao intestino (GALT). 3. A muscular da mucosa, uma fina camada de músculo liso, separa a lâmina própria da submucosa. A contração dos músculos dessa camada altera a área de superfície efetiva tenta incluir tudo. Em vez disso, ele concentra-se em aspectos para absorção por mover as vilosidades em vai e vem, como gerais selecionados da fisiologia digestória. a ondulação dos tentáculos de uma anêmona-do-mar. REVISANDO 1. 0 lúmen do trato digestório está no lado Submucosa A submucosa é a camada média da parede CONCEITOS apical ou basolateral do epitélio intestinal? do intestino. Ela é composta de tecido conectivo com grandes Na superfície serosa ou mucosa? vasos sanguíneos e linfáticos passando por ela (Fig. 21.1e, f). 2. Cite as quatro camadas da parede do trato A submucosa também contém o plexo submucoso, uma das duas iniciando pelo lúmen e seguindo para fora. principais redes nervosas do sistema nervoso entérico (p. 229). 3. Cite as estruturas pelas quais uma porção de plexo submucoso (também chamado de plexo de Meissner) alimento passa à medida que vai da boca ao inerva as células na camada epitelial, bem como o músculo liso ânus. da muscular da mucosa. Muscular externa A parede externa do trato gastrintestinal, FUNÇÕES E PROCESSOS DIGESTÓRIOS a muscular externa, consiste primariamente de duas camadas de músculo liso: uma camada interna circular e uma camada externa A função primária do sistema digestório é levar os nutrientes, longitudinal (Fig. 21.1d, f). A contração da camada circular di- a água e os eletrólitos do ambiente externo para o ambiente minui o diâmetro do lúmen. A contração da camada longitudinal interno corporal. Para alcançar esse objetivo, o sistema usa qua- encurta o tubo. estômago possui uma terceira camada incom- tro processos básicos: digestão, absorção, secreção e motilida- pleta de músculo oblíquo entre a camada muscular circular e a de (FIG. 21.2). A digestão é a quebra, ou degradação, química submucosa (Fig. 21.1e). e mecânica dos alimentos em unidades menores que podem A segunda rede nervosa do sistema nervoso entérico, o ser levadas através do epitélio intestinal para dentro do corpo. plexo mioentéricoo, situa-se entre as camadas musculares lon- A absorção é o movimento de substâncias do lúmen do trato gitudinal e circular. plexo mioentérico (também chamado de GI para o líquido extracelular. A secreção no trato GI possui plexo de Auerbach) controla e coordena a atividade motora da ca- dois significados. Ela pode significar o movimento de água e mada muscular externa. íons do LEC para o lúmen do trato digestório (o oposto da absorção), mas pode também significar a liberação de substân- Serosa revestimento exterior de todo o trato digestório, a cias sintetizadas pelas células epiteliais do GI tanto no lúmen serosa, é uma membrana de tecido conectivo que é uma continu- quanto no LEC. A motilidade é o movimento de material no ação da membrana peritoneal (peritônio) que reveste a cavidade trato GI como resultado da contração muscular. abdominal (p. 59). peritônio também forma o mesentério, que Embora possa parecer simples digerir e absorver alimen- mantém o intestino no lugar para que ele não fique enroscado tos, o sistema digestório enfrenta três desafios significativos: quando se move. A próxima seção é uma breve visão sobre os quatro pro- 1. Evitar a autodigestão. alimento que comemos está princi- cessos de secreção, digestão, absorção e motilidade. A fisiologia palmente sob a forma de macromoléculas, como proteínas gastrintestinal é um campo em rápida expansão, e este livro não e carboidratos complexos, de modo que o nosso sistema660 Dee Unglaub Silverthorn Movimento de material Secreção das células para lúmen ou para LEC Entrada de líquido no sistema Digestão Quebra química e mecânica digestório do alimento em unidades para absorção Ingestão 2L de alimento Movimento de material do Absorção e bebida lúmen GI para LEC Secreção Movimento do material Motilidade 1,5 L de saliva através do trato GI como (glândulas resultado da contração salivares) muscular 0,5 de bile (fígado) Líquido removido Lúmen do trato digestório Líquido do sistema intersticial digestório 2 de Absorção secreções Bolo gástricas 7,5 L do intestino alimentar delgado 1,5 de SECREÇÃO secreções 1,4 L do intestino grosso DIGESTÃO 1,5 de secreções Excreção intestinais 0,1 L nas fezes 9L entrada ABSORÇÃO total no lúmen 9,0 L removidos do lúmen FIGURA 21.3 Balanço de massa no sistema digestório. MOTILIDADE Para manter a homeostasia, o volume de líquido que entra no trato GI por ingestão ou secreção deverá ser igual ao volume que deixa o lúmen. se tornar uma emergência quando as secreções GI são FIGURA 21.2 Os quatro processos do sistema digestório. perdidas para o ambiente, em vez de serem reabsorvidas. Em casos graves, esse líquido perdido pode diminuir o vo- digestório precisa secretar enzimas potentes para digerir os lume do líquido extracelular a ponto de o sistema circula- alimentos em moléculas que sejam pequenas o suficiente tório ser incapaz de manter a pressão sanguínea adequada. para serem absorvidas pelo corpo. Ao mesmo tempo, en- 4. Defesa. desafio final que o sistema digestório enfrenta tretanto, essas enzimas não devem digerir o próprio trato é proteger o corpo de invasores estranhos. Ao contrário GI (autodigestão). Se os mecanismos protetores contra a do que se imagina, a maior área de contato entre o meio autodigestão falharem, escoriações, conhecidas como úlce- interno e o mundo exterior está no lúmen do sistema di- ras pépticas, desenvolvem-se nas paredes do trato GI. gestório. Como consequência, o trato GI, com sua área de 2. Balanço de massa. Outro desafio que o sistema digestório superfície total do tamanho aproximado de uma quadra enfenta diariamente é a manutenção do balanço de massa de tênis, enfrenta diariamente o conflito entre a neces- por meio da combinação da entrada e saída de líquidos sidade de absorver água e nutrientes e a necessidade de (FIG. 21.3). As pessoas ingerem cerca de 2 litros de líqui- evitar que bactérias, vírus e outros patógenos entrem no do por dia. Além disso, as glândulas e as células exócri- corpo. Para isso, o epitélio transportador do trato GI é nas secretam aproximadamente 7 litros de enzimas, muco, auxiliado por um conjunto de mecanismos fisiológicos eletrólitos e água no lúmen do trato GI. Este volume de defesa, incluindo muco, enzimas digestórias, ácido e a de líquido secretado é o equivalente a um sexto da água maior coleção de tecido linfático do corpo, o tecido linfá- corporal total (42 litros), ou mais de duas vezes o volume tico associado ao intestino (GALT). Estima-se que 80% de plasmático de 3 litros. Se o líquido secretado não puder ser todos os linfócitos (p. 514) do corpo são encontrados no absorvido, o corpo desidratará rapidamente. intestino delgado. 3. Normalmente, a absorção é muito eficiente, e apenas cer- corpo humano enfrenta esses desafios fisiológicos por ca de 100 mL de líquido é perdido nas fezes. Entretanto, vezes conflitantes por meio da coordenação entre motilidade e vômito e diarreia (fezes excessivamente aquosas) podem secreção para maximizar a digestão e a absorção.Fisiologia humana: uma abordagem integrada 661 Nós secretamos mais líquidos do que REVISANDO 4. Defina digestão. Qual é a diferença entre ingerimos CONCEITOS digestão e metabolismo (p. 102)? 5. Por que 0 sistema digestório está associado à Em um dia normal, 9 litros de líquido passam através do lúmen maior coleção de tecido linfático do corpo? do trato gastrintestinal de um adulto equivalente ao conteúdo 6. Desenhe uma célula mostrando de três garrafas de refrigerante de 3 litros. Apenas cerca de (1) uma enzima em uma vesícula secretora 2 litros desse volume entram no sistema GI pela boca. Os 7 litros citoplasmática, (2) a exocitose da vesícula restantes de líquido vem da água corporal secretada juntamente e (3) a enzima permanecendo ligada à com íons, enzimas e muco (ver Fig. 21.3). Os íons são transpor- superfície da membrana da célula, em vez de tados do LEC para o lúmen. A água, então, segue o gradiente indo para longe. osmótico criado por esta transferência de solutos de uma lado do epitélio para o outro. A água move-se pelas células epiteliais através de canais ou por junções comunicantes entre as células A digestão e a absorção tornam alimento (a via paracelular). utilizável As células epiteliais gastrintestinais, como aquelas dos rins, são polarizadas (p. 150), com membranas apicais e basolate- A maioria das secreções GI facilitam a digestão. sistema GI di- rais diferentes. Cada superfície celular contém proteínas para o gere macromoléculas em unidades absorvíveis usando uma com- movimento de solutos e de água, muitas delas similares àquelas binação de degradação mecânica e enzimática. A mastigação e a do túbulo renal. arranjo das proteínas de transporte nas mem- agitação gástrica produzem pedaços menores de alimento com mais branas apicais e basolaterais determina a direção do movimento área de superfície exposta às enzimas digestórias. pH no qual as de solutos e de água através do epitélio. diferentes enzimas digestórias funcionam melhor (p. 100) reflete a localização onde elas são mais ativas. Por exemplo, enzimas que Enzimas digestórias As enzimas digestórias são secre- agem no estômago funcionam bem em pH ácido, e aquelas que são tadas tanto por glândulas exócrinas (glândulas salivares e o secretadas no intestino delgado funcionam melhor em pH alcalino. pâncreas) quanto por células epiteliais no estômago e no in- A maior parte da absorção ocorre no intestino delgado, testino delgado. As enzimas são proteínas, as quais são sinteti- com absorção adicional de água e de íons no intestino grosso. zadas pelo retículo endoplasmático rugoso, empacotadas pelo A absorção, assim como a secreção, utiliza muitas das mesmas aparelho de Golgi em vesículas secretoras e, então, estocadas proteínas de transporte do túbulo renal. Uma vez absorvidos, os na células até serem necessárias. Conforme a necessidade, elas nutrientes entram no sangue ou na circulação são liberadas por exocitose (p. 148). Muitas enzimas intestinais permanecem ligadas às membranas apicais das células intesti- Motilidade: músculo liso gastrintestinal nais, ancoradas por proteínas transmembranas "hastes" ou ân- contrai espontaneamente coras lipídicas 64). Algumas enzimas digestórias são secretadas na forma A motilidade no trato gastrintestinal tem dois propósitos: trans- de proenzimas inativas, conhecidas como zimogênios (p. 100). portar o alimento da boca até o ânus e misturá-lo mecanicamen- Os zimogênios devem ser ativados no lúmen GI antes que eles te para quebrá-lo uniformemente em partículas pequenas. Essa possam realizar a digestão. Sintetizar as enzimas em uma forma mistura maximiza a exposição das partículas às enzimas digestó- não functional permite que elas sejam estocadas nas células que rias, uma vez que aumenta a sua área de superfície. A motilida- as produzem sem causar dano às mesmas. A nomenclatura dos de gastrintestinal é determinada pelas propriedades do músculo zimogênios frequentemente tem o sufixo -ogênio adicionado ao liso GI e é modificada por informações químicas dos nervos, dos nome da enzima, como pepsinogênio. hormônios e dos sinais parácrinos. A maior parte do trato GI é composta por músculo liso Muco é uma secreção viscosa composta primaria- unitário, com grupos de células eletricamente conectadas por mente de glicoproteínas, chamadas de mucinas. As principais junções comunicantes (p. 405) para criam segmentos contráteis. funções do muco são formar uma cobertura protetora sobre a Regiões diferentes apresentam diferentes tipos de contração. mucosa GI e lubrificar o conteúdo do intestino. muco é feito As contrações tônicas são mantidas por minutos ou horas. Elas em células exócrinas especializadas, chamadas de células mucosas, ocorrem em alguns esfincteres de músculo liso e na porção apical no estômago e nas glândulas salivares, e células caliciformes no in- do estômago. As contrações fásicas, com ciclos de contração- testino (Fig. 3.10, p. 78). As células caliciformes constituem entre -relaxamento que duram apenas alguns segundos, ocorrem na 10 e 24% da população celular intestinal. região distal do estômago e no intestino delgado. Os sinais para a liberação de muco incluem inervação Os ciclos de contração e relaxamento do músculo liso são parassimpática, vários neuropeptídeos encontrados no siste- associados a ciclos de despolarização e repolarização, denomi- ma nervoso entérico e citocinas provenientes dos imunócitos. nados potenciais de ondas lentas, ou simplesmente ondas lentas As infecções parasitárias e os processos inflamatórios no trato (FIG. 21.4a). Pesquisas atuais indicam que as ondas lentas são GI também causam aumento substancial na produção de muco, originadas em uma rede de células, chamadas de células inters- à medida que o corpo tenta fortalecer suas barreiras protetoras. ticiais de Cajal (denominadas pelo neuroanatomista espanholFIGURA 21.4 CONTEÚDO ESSENCIAL Motilidade gastrintestinal (a) As ondas lentas são despolarizações espontâneas no (b) complexo motor migratório (MMC) é uma série de contrações músculo liso que iniciam no estômago vazio e terminam no intestino grosso. Potencial Os potenciais de ação de ação são disparados quando Potencial de Onda os potenciais das ondas membrana lenta lentas atingem o limiar. (mV) Limiar A força e a duração da contração muscular são diretamente relacionadas Força da à amplitude e à frequência contração dos potenciais de ação. muscular Tempo QUESTÃO DA FIGURA Por que os picos das ondas de contração ocorrem depois dos picos dos potenciais de ação? As contrações peristálticas são responsáveis pelo (d) As contrações segmentares são responsáveis pela mistura. movimento para a frente. Direção do movimento Bolo alimentar Contração segmento que recebe relaxa Os segmentos alternados contraem e há pouco Segundos depois ou nenhum movimento para a frente. bolo move-se para a frenteFisiologia humana: uma abordagem integrada 663 Santiago Ramón y Cajal), ou ICCs. Essas células musculares basquete. No peristaltismo, os músculos circulares contraem o lisas modificadas estão localizadas entre as camadas de músculo segmento apical a uma massa, ou bolo, de alimento (Fig. 21.4c). liso e os plexos nervosos intrínsecos, podendo atuar como inter- Essa contração empurra o bolo para a frente até um segmento mediárias entre os neurônios e o músculo liso. receptor, onde os músculos circulares estão relaxados. segmento Parece que as ICCs funcionam como marca-passos para a receptor, então, contrai, continuando o movimento para a frente. atividade de ondas lentas em diferentes regiões do trato GI, bem As contrações peristálticas empurram um bolo para a frente como as células do sistema de condução cardíaca agem como mar- a uma velocidade entre 2 e 25 cm/s. peristaltismo no esôfago ca-passos para o coração (p. 455). Os potenciais de ondas lentas propele o material da faringe para o estômago. A peristalse contri- diferem dos potenciais de marca-passo miocárdicos, pois as ondas bui para a mistura do bolo no estômago, porém, na digestão normal, GI ocorrem a uma frequência muito mais baixa (3-12 ondas/min as ondas peristálticas intestinais são limitadas a curtas distâncias. no TGI versus 60-90 ondas/min no miocárdio). A frequência das Nas contrações segmentares, segmentos curtos (1-5 cm) ondas lentas varia em cada região do trato GI, variando de 3 on- de intestino contraem e relaxam alternadamente (Fig. 21.4d). das/min no estômago a 12 ondas/min no duodeno. Nos segmentos contraídos, o músculo circular contrai, ao pas- As ondas lentas, que iniciam espontaneamente nas células so que o músculo longitudinal relaxa. Essas contrações podem intersticiais de Cajal, espalham-se para as camadas musculares ocorrer aleatoriamente ao longo do intestino ou a intervalos re- lisas adjacentes através de junções comunicantes. Assim como gulares. As contrações segmentares alternadas agitam o conteúdo no sistema de condução cardíaco, o marca-passo mais rápido em intestinal, misturando-o e mantendo-o em contato com o epité- um grupo de células intersticiais determina o ritmo ("marca o lio absortivo. Quando os segmentos contraem sequencialmente, passo") de todo o grupo (p. 456). A observação de que as células em uma direção oral-aboral, os conteúdos intestinais são prope- intersticiais parecem coordenar a motilidade GI tem levado os lidos por curtas distâncias. pesquisadores a trabalharem para estabelecer uma associação en- Os distúrbios de motilidade estão entre os problemas gas- tre as células intersticiais e os distúrbios funcionais do intestino, trintestinais mais comuns. Eles variam de espasmos esofágicos e como a síndrome do colo irritável e a constipação crônica. retardo do esvaziamento gástrico (estômago) a constipação e diar- Outra diferença entre as ondas lentas e os potenciais de reia. A síndrome do colo irritável é um distúrbio funcional crônico marca-passo cardíaco é que as ondas lentas não alcançam o li- caracterizado por alteração dos hábitos intestinais e dor abdominal. miar em cada ciclo e, uma onda lenta que não alcança o limiar não causará contração muscular. Quando um potencial de onda REVISANDO 7. Qual é a diferença entre absorção e lenta alcança o limiar, canais de Ca²⁺ dependentes de voltagem na fibra muscular abrem-se, o Ca²⁺ entra, e a célula dispara um CONCEITOS secreção? 8. Como as gorduras absorvidas pelo sistema ou mais potenciais de ação. A fase de despolarização do potencial linfático alcançam a circulação geral para a de onda lenta, como nas células miocárdicas autorrítmicas, é o distribuição às células? (Dica: 499) resultado da entrada de Ca²⁺ na célula. Além disso, a entrada de 9. Por que alguns esfincteres do sistema Ca²⁺ inicia a contração muscular (p. 407). digestório são tonicamente contraídos? A contração do músculo liso, como a do músculo cardíaco, é graduada de acordo com a quantidade de Ca²⁺ que entra na fibra. Quanto maior a duração das ondas lentas, mais potenciais de ação são disparados, e maior é a força da contração muscu- lar. A probabilidade de uma onda lenta disparar um potencial de ação depende principalmente das informações provenientes do FOCO CLÍNICO sistema nervoso entérico. músculo liso gastrintestinal apresenta Diabetes: esvaziamento gástrico lento diabetes melito atinge quase todos os sistemas de ór- diferentes padrões de contração gãos. trato digestório não é exceção. Um problema que As contrações musculares no trato gastrintestinal ocorrem em assola mais de um terço de todas as pessoas com diabe- tes é a gastroparesia, também chamada de esvaziamento três padrões que levam a diferentes tipos de movimentos no tra- gástrico lento. Nestes pacientes, o complexo motor migra- to. Entre as refeições, quando o trato está em grande parte vazio, tório está ausente entre as refeições e o esvaziamento do ocorre uma série de contrações que começam no estômago e pas- estômago é lento. Muitos pacientes, como consequência, sam lentamente de segmento em segmento, levando aproxima- sofrem de náuseas e vômitos. A causa da gastroparesia damente 90 minutos para alcançarem o intestino grosso. Este diabética não está esclarecida, porém estudos recen- padrão, denominado complexo motor migratório, é uma função tes com modelos animais e pacientes mostram perda ou de "limpeza da casa" que varre as sobras do bolo alimentar e bac- disfunção das células intersticiais de Cajal. Essas células térias do trato GI superior para o intestino grosso (Fig. 21.4b). funcionam como marca-passos e como ligação entre as As contrações musculares durante e após uma refeição se- células musculares lisas GI e os sistemas nervosos autôno- mo e entérico. Considerando o modelo cardíaco do marca- guem um dos dois outros padrões. (Fig. 21.4) O peristaltismo -passo externo, os pesquisadores estão testando um mar- são ondas progressivas de contração que se movem de uma seção ca-passo gástrico implantável para promover a motilidade do trato GI para a próxima, assim como as "ondas" humanas que gástrica em pacientes diabéticos com gastroparesia grave. ondulam em torno de um estádio de futebol ou de uma arena de664 Dee Unglaub Silverthorn REGULAÇÃO DA FUNÇÃO gicos para os distinguir dos neurotransmissores autonô- micos tradicionais, noradrenalina e acetilcolina. Entre os GASTRINTESTINAL neurotransmissores e neuromoduladores mais conheci- Dos quatro processos GI, a motilidade e a secreção são as prin- dos estão a serotonina, o peptídeo intestinal vasoativo e o cipais funções reguladas. Se o alimento se move através do sis- óxido nítrico. tema muito rapidamente, não haverá tempo suficiente para que 3. Células gliais de sustentação. As células gliais de susten- tudo no lúmen seja digerido e absorvido. A secreção é regulada tação dos neurônios dentro do SNE são mais similares à para que as enzimas digestórias apropriadas possam quebrar o astroglia do encéfalo do que às células de Schwann do sis- alimento em formas que possam ser absorvidas. A digestão, por tema nervoso periférico. sua vez, depende da motilidade e da secreção. 4. Barreira de difusão. Os capilares que circundam os gân- Os cientistas acreditavam que a absorção dos nutrientes glios no SNE não são muito permeáveis e criam uma bar- não é regulada, e que absorve o que você come". Agora, en- reira de difusão que é similar à barreira hematencefálica tretanto, evidências indicam que a absorção de alguns nutrientes dos vasos sanguíneos encefálicos. pode ser alterada em resposta a mudanças ambientais de longo 5. Centros integradores. Como observado anteriormente, re- prazo. flexos que se originam no trato GI podem ser integrados e atuar sem que os sinais neurais deixem o SNE. Assim, a sistema nervoso entérico pode atuar de rede de neurônios do SNE é o seu próprio centro integra- modo independente dor, assim como o encéfalo e a medula espinal. sistema nervoso entérico (SNE) foi inicialmente reconhe- Acreditava-se que se pudéssemos explicar como o SNE cido há mais de um século, quando os cientistas notaram que integra comportamentos simples, poderíamos usar tal sistema seções isoladas do intestino removidas do corpo criavam uma como modelo para o funcionamento do SNC. Todavia, estudar onda reflexa de contrações peristálticas quando a pressão do lú- o funcionamento do SNE é difícil, pois os reflexos entéricos não men aumentava. que eles observaram foi a habilidade do SNE possuem um centro de comando distinto. Em vez disso, em uma de realizar um reflexo independentemente do controle exercido tendência interessante, os fisiologistas GI estão aplicando infor- pelo sistema nervoso central (SNC). mações obtidas de estudos do encéfalo e da medula espinal para A este respeito, o SNE é muito similar às redes nervosas investigar o funcionamento do SNE. As complexas interações entre o SNE, o SNC, o sistema endócrino e o sistema imune de águas-vivas e de anêmonas-do-mar (filo Cnidaria) (p. 275). prometem abastecer os cientistas com questões para serem inves- Você pode ter visto anêmonas-do-mar sendo alimentadas em um aquário. Quando um pedaço de camarão ou de peixe flutua perto tigadas durante muitos anos. dos seus tentáculos, elas começam a ondular, captando "odores Reflexos curtos integrados no sistema nervoso enté- químicos" através da água. Uma vez que o alimento toca o tentá- rico Os plexos nervosos entéricos na parede intestinal agem culo, ele é levado à boca, passando de um tentáculo para o outro como um "pequeno cérebro", permitindo que reflexos locais se- até desaparecer dentro da cavidade digestória. jam iniciados, integrados e finalizados completamente no trato Este reflexo é realizado sem um encéfalo, olhos ou um GI. (FIG. 21.5, setas vermelhas). Os reflexos que se originam nariz. sistema nervoso da anêmona consiste em uma rede dentro do sistema nervoso entérico (SNE) e são integrados nervosa com neurônios sensoriais, interneurônios e neurônios por ele sem sinais externos são denominados reflexos curtos. eferentes que controlam os músculos e as células secretoras do plexo submucoso contém neurônios sensoriais que recebem seu corpo. Os neurônios da rede são ligados de modo que possam sinais do lúmen do trato GI. A rede do SNE integra esta infor- integrar a informação e agir sobre ela. Da mesma forma que uma mação sensorial e, então, inicia a resposta. plexo submucoso anêmona captura seu alimento, o SNE recebe estímulos e atua controla a secreção pelas células epiteliais GI. Os neurônios do sobre eles. sistema nervoso entérico controla a motilidade, a plexo mioentérico na camada muscular externa influenciam a secreção e o crescimento do trato digestório. motilidade. Anatômica e funcionalmente, o SNE compartilha muitas características com o SNC: Reflexos longos são integrados no SNC Embora o SNE possa funcionar isoladamente, ele também envia informações 1. Neurônios intrínsecos. Os neurônios intrínsecos dos sensoriais para o SNC e recebe aferências dele através dos neurô- dois plexos nervosos do trato digestório são aqueles que nios autonômicos. Um reflexo neural clássico inicia com um estí- se situam completamente dentro da parede do trato GI, mulo transmitido por um neurônio sensorial para o SNC, onde o exatamente como os interneurônios estão contidos intei- estímulo é integrado e atua. No sistema digestório, alguns refle- ramente no SNC. Os neurônios autonômicos que levam clássicos são originados nos receptores sensoriais no trato GI, sinais do SNC para o sistema digestório são denominados mas outros são originados fora do sistema digestório (Fig. 21.5, neurônios extrínsecos. setas cinza). Não importa onde eles se originam, os reflexos di- 2. Neurotransmissores e neuromoduladores. Os neurônios do gestórios integrados no SNC são chamados de reflexos longos. SNE liberam mais de 30 neurotransmissores e neuromo- Os reflexos longos que se originam completamente fora duladores, a maioria dos quais são idênticos a moléculas do sistema digestório incluem reflexos antecipatórios (p. 17) e encontradas no encéfalo. Esses neurotransmissores são reflexos emocionais. Esses reflexos são chamados de reflexos ce- algumas vezes chamados de não adrenérgicos, não colinér- fálicos, uma vez que eles se originam no encéfalo. Os reflexosFisiologia humana: uma abordagem integrada 665 Os reflexos longos são integrados no SNC. Alguns reflexos longos se Fase cefálica LEGENDA originam fora do trato mas da digestão outros se originam no SNE. (antecipação) Estímulo Alvo (visão, cheiro, Sensor Resposta tecidual Os reflexos curtos são etc.) originados no SNE e são Centro executados por neurônios integrador localizados inteiramente na Receptores parede do trato sensoriais Sinal eferente Encéfalo Neurônios simpáticos e parassimpáticos Estímulo local: Distensão Receptores Mudanças na motilidade GI Presença de alimento sensoriais Inter- Neurônios Músculos lisos, Liberação da bile e secreções e neurônios Osmolaridade entéricos células exócrinas pancreáticas neurônios Síntese/liberação de enzimas, Acidez de ácido e de bicarbonato Sistema nervoso entérico pequeno cérebro" Células secretoras do estômago e do Peptídeos GI Encéfalo Fome/saciedade intestino delgado QUESTÕES DA FIGURA Insulina Pâncreas 1. Quais efetores e respostas são controlados endócrino pelo plexo mioentérico, e quais são controlados Glucagon pelo plexo submucoso? 2. Que tipo de receptor sensorial responde ao estiramento? E à osmolaridade? E aos produtos da digestão? FIGURA 21.5 Integração dos reflexos digestórios. antecipatórios iniciam com estímulos como visão, cheiro, som Os peptídeos gastrintestinais incluem ou pensamento no alimento que preparam o sistema digestório hormônios, neuropeptídeos e citocinas para a refeição que o encéfalo está antecipando. Por exemplo, se você está com fome e sente o cheiro do jantar sendo preparado, Os peptídeos secretados pelas células do trato GI podem atuar você fica com água na boca e seu estômago ronca. como hormônios ou como sinais parácrinos. Alguns desses peptí- Os reflexos emocionais e a sua influência no trato GI deos GI foram primeiro descritos e nomeados em outros sistemas ilustram outra ligação entre o cérebro e o sistema digestório. corporais. Como seus nomes nada têm a ver com as suas funções As respostas GI às emoções variam da constipação do viajante a no sistema GI, aprender a sua terminologia pode ser um desafio. "borboletas no estômago" para vômitos e diarreia induzidos psi- No sistema digestório, os peptídeos GI excitam ou inibem cologicamente. a motilidade e a secreção. Alguns peptídeos parácrinos são secre- Nos reflexos longos, o músculo liso e as glândulas do trato tados para o lúmen, onde eles se ligam a receptores na membrana GI estão sob controle autonômico. Em geral, fala-se que a divi- apical para desencadear uma resposta. Outros são secretados no são parassimpática é excitatória e realça as funções GI, levando líquido extracelular, onde eles difundem curtas distâncias para ao seu apelido de "descansar e digerir". A maioria dos neurônios agir em células vizinhas. parassimpáticos para o trato GI são encontrados no nervo vago. Os peptídeos GI também atuam fora do trato GI, e al- Os neurônios simpáticos normalmente inibem as funções GI. gumas de suas mais importantes ações envolvem o cérebro. Por exemplo, em estudos experimentais, o hormônio GI colecisto- cinina (CCK) melhora a saciedade, dando a sensação de que a REVISANDO 10. A excitação da função GI pela divisão parassimpatica e a inibição pela divisão fome foi saciada. No entanto, a CCK também é produzida por CONCEITOS simpatica é um exemplo de que tipo de neurônios e funciona como um neurotransmissor no cérebro, controle? assim é difícil determinar quanto da resposta normal de sacie- dade é devida à proveniente do intestino. Outro peptídeo666 Dee Unglaub Silverthorn GI, a grelina, é secretado pelo estômago e age no cérebro para duodeno. Eles nomearam a substância de secretina. Posterior- aumentar a ingestão alimentar. mente, Starling propôs que o nome geral hormônio, da palavra Os pesquisadores têm agora sequenciados mais de 30 peptí- grega que significa "eu fosse dado a todo agente humoral deos provenientes da mucosa GI, porém somente alguns deles são que atua em um local distante da sua liberação. amplamente aceitos como hormônios. Alguns peptídeos têm efei- Em 1905, J. S. Edkins postulou a existência de um hor- tos parácrinos bem definidos, mas a maioria entra em uma longa mônio gástrico que estimula a secreção gástrica ácida. Foram lista de candidatos a hormônios. Além disso, conhecemos molécu- necessários mais de 30 anos para os pesquisadores isolarem um las reguladoras não peptídicas, como a histamina, que funcionam extrato relativamente puro do hormônio gástrico, e foi em 1964 como sinais parácrinos. Devido à incerteza associada ao campo, res- que o hormônio denominado gastrina foi finalmente purificado. tringimos o foco neste capítulo às principais moléculas reguladoras. Por que a pesquisa sobre os hormônios digestórios de- morou tanto para ser desenvolvida? A principal razão é que os Hormônios GI Os hormônios GI, como todos os hormônios, hormônios GI são secretados por células endócrinas isoladas, são secretados no sangue e transportados através do corpo. Eles espalhadas entre outras células da mucosa epitelial. A única atuam sobre o trato GI, em órgãos acessórios, como o pâncreas, e maneira de se obter esses hormônios era fazer um extrato em alvos mais distantes, como o encéfalo. bruto de todo o epitélio, um procedimento que também li- Os hormônios do trato GI ocupam um lugar interessante berava enzimas digestórias e moléculas parácrinas produzidas na história da endocrinologia. Em 1902, dois fisiologistas cana- em células vizinhas. Por essa razão, era muito difícil dizer se o denses, W.M. Bayliss e E. H. Starling, descobriram que o quimo efeito fisiológico induzido pelo extrato provinha de um único ácido que entrava no intestino delgado vindo do estômago causava hormônio, de mais de um hormônio ou de um sinal parácrino, a liberação de suco mesmo quando todos os nervos como a histamina. que se dirigem para o pâncreas eram cortados. Uma vez que a úni- ca comunicação restante entre o intestino e o pâncreas era a cir- Famílias de hormônios GI Os hormônios gastrintestinais culação de sangue entre eles, Bayliss e Starling postularam a exis- são geralmente divididos em três famílias. Todos os membros de tência de algum fator circulante (humoral) liberado pelo intestino. uma família têm sequências de aminoácidos semelhantes e, em Quando extratos duodenais aplicados diretamente no alguns casos, há sobreposição nas suas habilidades para se liga- pâncreas estimularam a secreção eles souberam que rem aos receptores. As fontes, os alvos e os efeitos dos principais estavam lidando com uma substância química produzida pelo hormônios GI são resumidos na TABELA 21.1. TABELA 21.1 Os hormônios GI Estímulo para liberação Alvo(s) primário(s) Efeito(s) primário(s) Outras informações Estômago Gastrina Peptídeos e Células Estimula a secreção de ácido A somatostatina inibe a (células G) aminoácidos; reflexos enterocromafins (ECL) gástrico e o crescimento da mucosa sua liberação neurais e células parietais Intestino Colecistocinina Ácidos graxos e Vesícula biliar, Estimula a contração da vesícula Promove saciedade alguns aminoácidos pâncreas, estômago biliar e a secreção de enzimas Alguns efeitos podem ser devidos à ação Inibe o esvaziamento gástrico e a da como um secreção ácida neurotransmissor Secretina Ácido no intestino Pâncreas, estômago Estimula a secreção de delgado Inibe o esvaziamento gástrico e a secreção ácida Motilina Jejum: liberação Músculos lisos gástrico Estimula o complexo motor Inibida pela ingestão de periódica a cada 1,5 a e intestinal migratório uma refeição 2 horas Peptideo Glicose, ácidos graxos Células beta do Estimula a liberação de insulina inibidor e aminoácidos no pâncreas (mecanismo antecipatório) gástrico (GIP) intestino delgado Inibe o esvaziamento gástrico e a secreção ácida Peptídeo Refeição mista que Pâncreas endócrino Estimula a liberação de insulina Promove saciedade semelhante inclui carboidratos ou Inibe a liberação de glucagon e a ao glucagon gorduras no lúmen função gástrica (GLP-1)Fisiologia humana: uma abordagem integrada 667 A família da gastrina inclui os hormônios gastrina e cole- A terceira família de peptídeos contém aqueles que não cistocinina mais diversas variantes de cada. A sua similari- se encaixam nas outras duas famílias. O membro principal desse dade estrutural implica que a gastrina e a CCK podem se ligar e grupo é o hormônio motilina. Aumentos na secreção de motili- ativar o mesmo receptor CCKB. na são associados ao complexo motor migratório. A família da secretina inclui a secretina; o peptídeo in- No restante deste capítulo, integraremos motilidade, testinal vasoativo (VIP), um neurotransmissor não adrenérgico, secreção, digestão e absorção conforme seguirmos o alimen- não colinérgico; e GIP, um hormônio conhecido originalmente to passando através do trato GI. A FIGURA 21.6 é um resumo como inibidor gástrico, uma vez que ele inibiu a secreção dos principais eventos que ocorrem em cada seção do trato GI. ácida gástrica em experimentos iniciais. Alguns estudos subse- processamento do alimento é tradicionalmente dividido em quentes, contudo, indicaram que o GIP administrado em doses três fases: cefálica, gástrica e intestinal. fisiológicas mais baixas não bloqueia a secreção ácida. Assim, os pesquisadores sugeriram um novo nome com as mesmas iniciais peptídeo insulinotrópico dependente de glicose que mais FUNÇÃO INTEGRADA: FASE CEFÁLICA precisamente descreve a ação desse hormônio: ele estimula a li- beração da insulina em resposta à glicose no lúmen do intestino. Os processos digestórios no corpo iniciam antes que a comida No entanto, para a maioria das pessoas, o nome preferido perma- entre na boca. Simplesmente cheirar, ver, ou até mesmo pen- nece sendo inibidor gástrico. sar sobre o alimento pode fazer a nossa boca salivar ou nosso Outro membro da família da secretina é o hormônio estômago roncar. Estes reflexos longos que iniciam no cérebro peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP-1). GIP e o GLP-1 criam uma resposta antecipatória, conhecida como fase cefálica agem juntos como sinais antecipatórios para a liberação de insu- da digestão. lina, como você aprenderá quando estudar o pâncreas endócrino estímulo antecipatório e o estímulo do alimento na (Capítulo 22). cavidade oral ativam neurônios no bulbo. bulbo, por sua vez, Cavidade oral e esôfago Secreção Saliva (glândulas salivares). Digestão Carboidratos. Absorção Nenhuma. Motilidade Mastigação. Deglutição. Estômago Glândula salivar Secreção HCI (células parietais). Pepsinogênio e lipase gástrica (células principais). Muco e bicarbonato (células mucosas superficiais). Gastrina (células G). Histamina (células ECL). Digestão Proteínas. Gorduras (mínima). Esfincter esofágico Absorção Substâncias lipossolúveis, como álcool e ácido acetilsalicílico. superior Motilidade Mistura peristáltica e propulsão. Esôfago Esfincter esofágico Intestino delgado inferior Secreção Enzimas (enterócitos). Muco (células caliciformes). Hormônios: secretina, GIP e outros (células endócrinas). Enzimas e bicarbonato (pâncreas exócrino). Bile (fígado, estocada na vesícula biliar). Fígado Digestão Polipeptídeos. Carboidratos. Gorduras. Ácidos nucleicos. Vesícula biliar Absorção Aminoácidos e pequenos peptídeos. Monossacarídeos. Piloro Ácidos graxos, monoacilgliceróis, colesterol. Bases nitrogenadas. Água. minerais, vitaminas. Pâncreas Motilidade Mistura e propulsão principalmente por segmentação. Alguma peristalse. Intestino grosso Papila ileal Secreção Muco (células caliciformes). Digestão Nenhuma (exceto por bactérias). Reto Absorção lons, minerais, vitaminas. Água. Pequenas moléculas orgânicas produzidas pelas bactérias intestinais. Esfincteres anais Motilidade Mistura segmental. Movimento de massa para propulsão. FIGURA 21.6 Visão geral da função digestória.668 Dee Unglaub Silverthorn manda sinais eferentes através de neurônios autonômicos para as líquido entracelular (alta em K⁺ e baixa em Na⁺). As membranas glândulas salivares, e atráves do nervo vago para o sistema nervo- apicais das células do ducto têm pouca permeabilidade à água, e so entérico. Em resposta a esses sinais, o estômago, o intestino e a remoção efetiva de soluto do fluido secretado resulta em saliva os órgãos glandulares acessórios iniciam a secreção e aumentam hiposmótica em relação ao plasma. a motilidade em antecipação ao alimento que virá. A salivação está sob controle autonômico e pode ser desen- cadeada por múltiplos estímulos, incluindo visão, cheiro, contato e A digestão mecânica e química inicia na até mesmo o pensamento no alimento. A inervação parassimpática boca é o estímulo primário para a secreção da saliva, mas também há al- guma inervação simpática nas glândulas. Na China antiga, algumas Quando o alimento inicialmente entra na boca, ele é inundado vezes era dado a uma pessoa sob suspeita de crime um punhado de por uma secreção, a qual chamamos de saliva. A saliva tem qua- arroz seco para mastigar durante o interrogatório. Se ela pudesse tro funções importantes: produzir saliva o suficiente para umedecer o arroz e o engolir, era li- bertada. No entanto, se seu nervosismo secasse a sua secreção salivar 1. Amolecer e lubrificar alimento. A água e o muco na saliva reflexa, ela seria declarada culpada. Pesquisas recentes têm confir- amolecem e lubrificam o alimento para torná-lo mais fácil mado que o estresse, como o associado à mentira ou à ansiedade ao de deglutir. Você pode avaliar essa função se alguma vez já ser questionado, diminui o volume de secreção salivar. tentou engolir uma bolacha seca sem mastigá-la comple- tamente. REVISANDO 11. Como a mucina, a amilase e as 2. Digestão do amido. A digestão química inicia com a secreção da amilase salivar. A amilase quebra o amido em maltose CONCEITOS imunoglobulinas movem-se das células epiteliais das glândulas salivares para 0 depois que a enzima é ativada por na saliva. Se você lúmen da glândula? (Dica: elas são todas mastigar uma bolacha sem sal por algum tempo, perceberá proteínas.) a conversão do amido em maltose, a qual é mais doce. 3. Gustação. A saliva dissolve o alimento para que possamos sentir seu gosto (p. 325). A deglutição leva bolo alimentar da boca 4. Defesa. A função final da saliva é a defesa. A lisozima é uma enzima salivar antibacteriana, e imunoglobulinas sa- para estômago livares incapacitam bactérias e vírus. Além disso, a saliva ato de engolir, ou deglutição, é uma ação reflexa que empur- ajuda a limpar dentes e manter a língua livre de partícu- ra o bolo de alimento ou de líquido para o esôfago (FIG. 21.7). las alimentares. estímulo para a deglutição é a pressão criada quando a língua A digestão mecânica dos alimentos inicia na cavidade oral empurra o bolo contra o palato mole e a parte posterior da boca. com a mastigação. Os lábios, a língua e os dentes contribuem A pressão do bolo ativa neurônios sensoriais que levam informa- para a mastigação do alimento, criando uma massa amolecida e ções pelo nervo glossofaríngeo (nervo craniano IX) para centro umedecida (bolo) que pode ser facilmente engolida. da deglutição no bulbo. As eferências do centro da deglutição consistem em neurô- A saliva é uma secreção exócrina nios motores somáticos que controlam os múculos esqueléticos da faringe e do esôfago superior, bem como neurônios autonômicos A saliva é um complexo fluido hiposmótico que contém água, que agem nas porções inferiores do esôfago. Quando o reflexo de íons, muco e proteínas, como enzimas e imunoglobulinas. Três deglutição inicia, o palato mole eleva-se para fechar a nasofaringe. pares de glândulas salivares produzem tanto quanto 1,5 litro de A contração muscular move a laringe para cima e para a frente, saliva por dia. As glândulas salivares são glândulas exócrinas, com que ajuda a fechar a traqueia e abrir o esfincter esofágico superior. o epitélio secretor disposto em agrupamentos de células como Enquanto o bolo se move para baixo no esôfago, a epi- cachos de uvas, chamados de ácinos. Cada ácino circunda um glote dobra-se para baixo, completando o fechamento das vias ducto, e ductos individuais juntam-se para formar ductos cada aéreas superiores e prevenindo que alimentos ou líquidos en- vez mais largos (como os caules em um cacho de uvas). princi- trem nas vias aéreas. Ao mesmo tempo, a respiração é breve- pal ducto secretor de cada glândula esvazia na boca. mente inibida. Quando o bolo se aproxima do esôfago, o esfinc- As secreções dos três pares de glândulas salivares variam ter esofágico superior relaxa. Ondas de contrações peristálticas, em composição. As glândulas parótidas produzem uma solução então, empurram o bolo em direção ao estômago, auxiliadas aquosa de enzimas, ao passo que as glândulas sublinguais produ- pela gravidade. Entretanto, a gravidade não é indispensável, zem uma saliva rica em muco. As secreções das glânulas subman- como você deve saber se já participou da brincadeira de engolir dibulares são mistas, com ambos, muco e enzimas. de cabeça para baixo. A produção de saliva é um processo de dois passos. flui- A extremidade inferior do esôfago situa-se logo abaixo do inicial secretado pelas células acinares se assemelha ao líquido do diafragma e é separada do estômago pelo esfincter esofágico extracelular em sua composição iônica: uma solução isotônica de inferior. Esta área não é um esfincter verdadeiro, mas uma re- NaCl. Conforme este fluido passa através do ducto no seu cami- gião de tensão muscular relativamente alta que atua como uma nho para a cavidade oral, as células epiteliais ao longo do ducto barreira entre o esôfago e o estômago. Quando os alimentos são reabsorvem NaCl e secretam K⁺ e íon bicarbonato até que a ra- deglutidos, a tensão relaxa, permitindo a passagem do bolo ali- zão entre os íons no fluido do ducto seja mais parecida com a do mentar para o estômago.Fisiologia humana: uma abordagem integrada 669 Se o esfincter esofágico inferior não permanecer contraído, 1 A língua empurra bolo contra palato mole e a parte posterior da cavidade oral, disparando reflexo da deglutição. o ácido gástrico e a pepsina podem irritar a parede do esôfago, levando à dor e à irritação do refluxo gastresofágico, mais conheci- palato mole eleva-se, fechando a nasofaringe. do como azia. Durante a fase da inspiração da respiração, quando Palato duro a pressão intrapleural cai, as paredes do esôfago expandem-se (p. 549). A expansão cria uma pressão subatmosférica no lúmen Língua esofágico, que pode sugar o conteúdo ácido do estômago se o Bolo alimentar esfincter estiver relaxado. A agitação do estômago, quando este Epiglote está cheio, pode também esguichar ácido de volta para o esôfago Glote se o esfincter não estiver completamente contraído. A doença do A laringe move-se para refluxo gastresofágico ou DRGE, é um dos mais comuns proble- cima e para a frente. mas digestórios na sociedade norte-americana. Esfincter esofágico superior tonicamente contraído FUNÇÃO INTEGRADA: FASE GÁSTRICA 2 A respiração é inibida à medida que bolo passa pela via aérea fechada. Aproximadamente 3,5 litros de comida, bebida e saliva entram no fundo do estômago a cada dia. estômago possui três fun- ções gerais: 1. Armazenamento. estômago armazena alimento e regu- la a sua passagem para o intestino delgado, onde ocorre a maior parte da digestão e da absorção. 2. Digestão. estômago digere a comida, química e me- canicamente, formando a mistura "cremosa" de partículas A epiglote dobra-se para baixo para ajudar a manter material uniformemente pequenas, chamada de quimo. engolido fora das vias aéreas. 3. Defesa. estômago protege o corpo por destruir muitas das bactérias e outros patógenos que são deglutidos jun- esfincter esofágico superior relaxa. tamente com a comida ou aprisionados no muco das vias respiratórias. Ao mesmo tempo, o estômago precisa prote- 3 alimento move-se para baixo no interior do esôfago, ger a si mesmo de ser agredido por suas próprias secreções. propelido por ondas peristálticas e auxiliado pela gravidade. Antes da chegada do alimento, a atividade digestória no estômago inicia com um reflexo vagal longo da fase cefálica (FIG. 21.8). Depois, quando o bolo entra no estômago, estímulos no lúmen gástrico iniciam uma série de reflexos curtos, que cons- tituem a fase gástrica da digestão. Nos reflexos da fase gástrica, a distensão do estômago e a presença de peptídeos ou de aminoácidos no lúmen ativam cé- lulas endócrinas e neurônios entéricos. Hormônios, neurotrans- missores e moléculas parácrinas, então, influenciam a motilidade e a secreção. 0 estômago armazena 0 bolo alimentar Quando o alimento chega do esôfago, o estômago relaxa e ex- pande para acomodar o volume aumentado. Este reflexo media- FIGURA 21.7 Deglutição: reflexo de deglutição. A deglu- do neuralmente é chamado de relaxamento receptivo. A metade tição é integrada no bulbo. Aferentes sensoriais no nervo crania- superior do estômago permanece relativamente em repouso, re- no IX e neurônios motores somáticos e autonômicos medeiam tendo o bolo alimentar até que ele esteja pronto para ser digerido. o reflexo. A função de armazenamento do estômago é talvez o aspecto me-670 Dee Unglaub Silverthorn da motilidade gástrica durante a refeição está principalmente sob Comida! controle neural e é estimulada pela distensão do estômago. Bolo alimentar Secreções gástricas protegem e digerem lúmen do estômago é alinhado com o epitélio produtor de muco, pontuado por aberturas de fovéolas (fossas) gástricas. Bulbo As fossas levam a glândulas gástricas profundas dentro da ca- Nervo vago mada mucosa (ver Fig. 21.1e). Múltiplos tipos celulares dentro das glândulas produzem ácido gástrico enzimas, hormô- Estômago nios e moléculas parácrinas. As várias secreções das células da Neurônios parassimpáticos mucosa gástrica, seus estímulos para liberação e suas funções são pré-ganglionares resumidos na FIGURA 21.9 e descritos a seguir. no nervo vago Secreção de gastrina As células G, encontradas profunda- mente nas glândulas gástricas, secretam o hormônio gastrina no Lúmen do Mucosa REFLEXO LONGO sangue. Em reflexos curtos, a liberação de gastrina é estimulada estômago gástrica VAGAL pela presença de aminoácidos e de peptídeos no estômago e por distensão do estômago. café (mesmo o descafeinado) também Entrada Plexo estimula a liberação de gastrina uma razão para que pessoas sensorial entérico com síndromes de secreção ácida excessiva evitem a ingestão de café. REFLEXO Reflexos curtos CURTO A liberação de gastrina é também desencadeada por refle- iniciados pela distensão ou por Neurônios XOS neurais. Os reflexos curtos são mediados por um neurotrans- peptídeos e parassimpáticos missor do SNE, chamado de peptídeo liberador de gastrina aminoácidos. pós-ganglionares e neurônios entéricos (GRP). Nos reflexos cefálicos, os neurônios parassimpáticos do intrínsecos Células-alvo nervo vago estimulam as células G para que elas liberem gastrina no sangue. Secreção e A principal ação da gastrina é promover a liberação de motilidade ácido. Ela faz isso diretamente por agir nas células parietais e indiretamente por estimular a liberação de histamina. Secreção Ácida As células parietais profundas nas glân- FIGURA 21.8 Reflexos das fases cefálica e gástrica. A vi- dulas gástricas secretam o ácido gástrico no lúmen do são, cheiro e o gosto do alimento iniciam um reflexo longo que estômago. A secreção ácida no estômago é, em média, de 1 a prepara o estômago para a chegada do alimento. 3 litros por dia e pode criar um pH luminal tão baixo quanto 1. pH citoplasmático das células parietais é de cerca de 7,2, ou seja, as células bombeiam H⁺ contra um gradiente que pode ser nos óbvio da digestão. Todavia, quando ingerimos mais do que 1,5 milhão de vezes mais concentrado no lúmen. necessitamos do ponto de vista nutricional, o estômago precisa ácido gástrico tem múltiplas funções: regular a velocidade na qual o quimo entra no intestino delgado. Sem essa regulação, o intestino delgado não seria capaz ácido no lúmen do estômago causa a liberação e a ativa- de digerir e absorver a carga de quimo que chega, e quantidades ção da pepsina, uma enzima que digere proteínas. significativas de quimo não absorvido passariam para o intesti- ácido desencadeia a liberação de somatostatina pelas no grosso. epitélio do intestino grosso não é projetado para células D.A somatostatina é discutida posteriormente na absorção de nutrientes em larga escala, então a maioria do quimo seção de sinais parácrinos. se tornará fezes, resultando em diarreia. Este "distúrbio do esva- desnatura proteínas por quebrar as ligações dissul- ziamento" ("síndrome de dumping") é um dos efeitos colaterais feto e de hidrogênio que mantêm a estrutura terciária da mais desagradáveis da cirurgia que remove porções do estômago proteína (p. 32). Cadeias proteicas desenoveladas podem ou do intestino delgado. deixar as ligações peptídicas entre os aminoácidos mais Enquanto a parte superior do estômago está retendo o acessíveis à digestão pela pepsina. bolo alimentar, a parte inferior do estômago está ocupada com ácido gástrico ajuda a destruir bactérias e outros micror- a digestão. Na metade distal do estômago, uma série de ondas ganismos ingeridos. peristálticas empurra o bolo alimentar para baixo, em direção ácido inativa a amilase salivar, cessando a digestão de ao piloro, misturando-o com o ácido e as enzimas digestórias. carboidratos que iniciou na boca. Quando as partículas grandes são digeridas e a textura do qui- mo fica mais uniforme, cada onda contrátil ejeta uma pequena A via das células parietais para a secreção ácida é descrita quantidade de quimo no duodeno através do piloro. O aumento na Figura 21.9c. O processo inicia quando o do citosol daFIGURA 21.9 CONTEÚDO ESSENCIAL Secreçõs gástricas (a) Células secretoras da mucosa gástrica Substância Estímulo para Mucosa gástrica Tipos celulares secretada Função da secreção liberação Abertura da Célula mucosa Muco Barreira física entre Secreção tônica; glândula superficial lúmen e epitélio irritação da mucosa gástrica Célula mucosa Tamponar ácido Bicarbonato Secretado com do colo gástrico para evitar dano o muco ao epitélio Ácido gástrico (HCI) Ativar a pepsina; Células matar bactérias Acetilcolina, gastrina, parietais histamina Combinar-se com a vitamina Fator intrínseco para permitir sua absorção Células semelhantes Histamina Estimular a secreção de Acetilcolina, às enterocromafins ácido gástrico gastrina Células Pepsina(ogênio) Digerir proteínas Acetilcolina, secreção principais do ácido Lipase gástrica Digerir gorduras Células D Somatostatina Inibir a secreção do Ácido no estômago ácido gástrico Células G Gastrina Estimular a secreção Acetilcolina, de ácido gástrico peptídeos e aminoácidos (b) Barreira muco-bicarbonato Secreção ácida no estômago Lúmen do Líquido Lúmen do estômago intersticial Suco gástrico pH 2 estômago Capilar H2O H+ H+ + A camada de muco é uma barreira física ATP Camada K+ bicarbonato é uma barreira de muco K+ química que neutraliza ácido. pH 7 na superfície celular Célula parietal Gotículas Célula de muco mucosa gástrica Capilar célula parietal é bombeado para o lúmen do estômago em troca prótons (PPIs), bloqueiam a atividade da Ver- por K⁺, que entra na célula, por uma sões genéricas de alguns PPIs (p. ex., omeprazol) estão disponí- então, segue o gradiente elétrico criado por H⁺, movendo-se veis para venda nos Estados Unidos. através de canais de cloreto abertos. resultado líquido é a se- Enquanto o ácido está sendo secretado no lúmen, o creção de pela célula. bicarbonato produzido a partir de CO2 e da água é Ao aprender o mecanismo celular de secreção ácida na absorvido para o sangue. A ação tamponante do torna célula parietal, os cientistas foram capazes de desenvolver uma o sangue menos ácido ao deixar o estômago, criando uma maré nova classe de fármacos para tratar a hipersecreção de ácido gás- alcalina que pode ser medida enquanto uma refeição está sendo trico. Estes fármacos, conhecidos como inibidores da bomba de digerida.672 Dee Unglaub Silverthorn SOLUCIONANDO 0 PROBLEMA estômago equilibra digestão e defesa Sob condições normais, a mucosa gástrica protege a si mesma Brooke, que sempre foi saudável, estava confusa. Como ela da autodigestão por ácido e enzimas com uma barreira muco- havia contraído cólera? Todavia, após discutir os métodos de transmissão com seus prestadores de cuidados de saú- -bicarbonato. As células mucosas na superfície luminal e no colo de, ela percebeu que não havia sido tão cuidadosa, como das glândulas gástricas secretam ambas as substâncias. muco deveria ter sido ao consumir somente água engarrafada. forma uma barreira física, e o bicarbonato cria uma barreira tam- Um dos médicos notou que o histórico médico de Brooke ponante química subjacente ao muco (Fig. 21.9b). listava esomeprazol entre seus medicamentos atuais. Os pesquisadores mostraram, utilizando microeletrodos, mar esomeprazol também pode ter contribuído para você que a camada de bicarbonato logo acima das células da superfície contrair cólera." do estômago possui um pH próximo a 7, mesmo quando o pH P3: Esomeprazol é um inibidor da bomba de prótons (PPI). no lúmen é bastante ácido próximo a 2. A secreção de muco Para que sintoma ou condição Brooke estava tomando aumenta quando o estômago é irritado, como pela ingestão de esse medicamento? ácido acetilsalicílico ou de álcool. P4: Por que tomar um inibidor da bomba de prótons, como Mesmo a barreira muco-bicarbonato pode falhar algumas esomeprazol, aumentou a chance de Brooke contrair cólera? vezes. Na síndrome de Zollinger-Ellison, os pacientes secretam níveis excessivos de gastrina, geralmente de tumores secretores 655 659 672 675 682 688 de gastrina no pâncreas. Como resultado, a hiperacidez no estô- mago supera os mecanismos protetores normais e causa úlcera péptica. Na úlcera péptica, o ácido e a pepsina destroem a muco- Secreção enzimática estômago produz duas enzimas: sa, criando orifícios que se estendem para dentro da submucosa pepsina e uma lipase gástrica. A pepsina realiza a digestão inicial e muscular do estômago e do duodeno. refluxo ácido para o de proteínas. Ela é particularmente efetiva no colágeno e, assim, esôfago pode corroer a camada mucosa. tem um importante papel na digestão de carne. excesso de secreção ácida é uma causa incomum de A pepsina é secretada na forma inativa pepsinogênio pelas úlcera péptica. As causas mais comuns são os fármacos anti- células principais das glândulas gástricas. ácido estimula a li- -inflamatórios não esteroides (AINEs), como o ácido acetilsali- beração de pepsinogênio por meio de um reflexo curto mediado cílico, e a inflamação da mucosa gástrica promovida pela bactéria no SNE (FIG. 21.10). Uma vez no lúmen do estômago, o pepsi- Helicobacter pylori. nogênio é clivado à pepsina ativa pela ação do H⁺, e a digestão Por muitos anos, a principal terapia para o excesso de se- proteica inicia. creção ácida, ou dispepsia, foi a ingestão de antiácidos, agentes A lipase gástrica é cossecretada com a pepsina. As lipases que neutralizam o ácido no lúmen gástrico. Contudo, à medida são enzimas que quebram triacilgliceróis. No entanto, menos de que os biólogos moleculares exploraram o mecanismo da secre- um terço da digestão de gordura ocorre no estômago. ção ácida pelas células parietais, o potencial para novos trata- mentos tornou-se evidente. Atualmente, existem duas classes de Secreções parácrinas As secreções parácrinas da muco- fármacos para combater a hiperacidez: os antagonistas de recep- sa gástrica incluem histamina, somatostatina e fator intrínseco. tores e os inibidores da bomba de prótons que bloqueiam a A histamina é um sinal parácrino secretado pelas células seme- lhantes às enterocromafins (células ECL) em resposta à esti- mulação por gastrina ou por acetilcolina. A histamina difunde- -se para seu alvo, as células parietais, estimulando a secreção FUNÇÃO INTEGRADA: FASE ácida por se ligar a receptores H₂ nas células parietais (Fig. 21.10). INTESTINAL Os antagonistas de receptores H₂ (p. ex., cimetidina e ranitidina) que bloqueiam a ação da histamina são a segunda classe de fár- Uma vez que o quimo passa ao intestino delgado, a fase intesti- macos usados para tratar a hipersecreção ácida. nal da digestão inicia. quimo que entra no intestino delgado fator intrínseco é uma proteína secretada pelas células sofreu relativamente pouca digestão química, então sua entrada parietais, mesmas células gástricas que secretam ácido. No lú- no duodeno deve ser controlada para evitar sobrecarga ao in- men do estômago e do intestino delgado, o fator intrínseco se testino delgado. A motilidade no intestino delgado também é complexa com a vitamina B₁₂, um passo que é necessário para a controlada. Os conteúdos intestinais são lentamente propelidos absorção da vitamina no intestino. para a frente por uma combinação de contrações segmentares A somatostatina (SS), também conhecida como hormô- e peristálticas. Essas ações misturam o quimo com enzimas, e nio inibidor do hormônio do crescimento, é secretada por célu- elas expoem os nutrientes digeridos para o epitélio mucoso para las D no estômago. A somatostatina é o sinal de retroalimenta- absorção. Os movimentos para a frente do quimo ao longo do ção negativa primário da secreção na fase gástrica. Ela reduz a intestino devem ser suficientemente lentos para permitir que a secreção ácida direta e indiretamente por diminuir a secreção de digestão e a absorção sejam completadas. A inervação parassim- gastrina e histamina. A somatostatina também inibe a secreção pática e os hormônios GI gastrina e CCK promovem a motilida- de pepsinogênio (Fig. 21.10). de intestinal; a inervação simpática inibe-a.Fisiologia humana: uma abordagem integrada 673 Bolo alimentar Estímulo via nervo vago 1 1 Lúmen do Mucosa gástrica LEGENDA estômago Neurônio Aminoácidos 1 alimento e/ou os reflexos sensorial Reflexos curtos ou peptídeos cefálicos estimulam a secreção entérico gástrica de gastrina, histamina Reflexos longos e ácido. Célula G 2 A gastrina estimula a secreção Gastrina 2 ácida por ação direta nas células parietais ou indiretamente por meio da histamina. 4 3 ácido estimula a secreção de Célula D Somatostatina pepsinogênio por um reflexo curto. Via da 4 A somatostatina estimulada retroalimentação negativa pelo H+ é um sinal de Célula Histamina retroalimentação negativa que ECL 3 Célula modula a liberação de ácido e H+ parietal de pepsina. Plexo Neurônio entérico sensorial entérico FIGURE QUESTIONS 1. estímulo vagal autonômico é simpático ou parassimpático? Célula 2. Quais são neurotransmissor Pepsina Pepsinogênio principal e o receptor para este estímulo? FIGURA 21.10 Integração da secreção das fases cefálica e gástrica. A fase cefálica é iniciada por visão, cheiro, sons, pensa- mento sobre o alimento ou pela presença do alimento na boca. A fase gástrica é iniciada pela chegada do bolo alimentar no estômago. Aproximadamente 5,5 litros de alimentos, líquidos ridas, a maioria das quais passa para vasos do sistema linfático. e secreções entram no intestino delgado a cada dia, e cerca sangue venoso proveniente do trato digestório não vai direta- de 3,5 litros de secreções hepática, e intestinal mente de volta ao coração. Em vez disso, ele passa para o sistema são adicionados, perfazendo uma entrada total de 9 litros no porta-hepático (p. 439). Essa região especializada da circulação lúmen (ver Fig. 21.3). Tudo, menos cerca de 1,5 litro deste tem dois conjuntos de leitos capilares: um que capta nutrientes volume, é absorvido no intestino delgado, a maioria no duo- absorvidos no intestino, e outro que leva os nutrientes direta- deno e no jejuno. mente para o fígado (FIG. 21.12). A anatomia do intestino delgado facilita a secreção, envio de materiais absorvidos diretamente para o fíga- a digestão e a absorção por maximizar a área de superfície do ressalta a importância desse órgão como um filtro biológico. (FIGS. 21.11 e 21.1f). No nível macroscópico, a superfície do Os hepatócitos contêm uma variedade de enzimas, como as iso- lúmen é esculpida em vilosidades similares a dedos e criptas enzimas citocromo p450, que metabolizam fármacos e xenobióti- profundas. A maior parte da absorção ocorre ao longo das vi- cos e os retiram da circulação sanguínea antes de eles alcançarem losidades, ao passo que a secreção de fluidos e de hormônios a circulação sistêmica. A depuração hepática é uma das razões e a renovação celular a partir de células-tronco ocorrem nas pelas quais um fármaco administrado via oral deve ser dado em criptas. Ao nível microscópico, a superfície apical dos enteró- doses mais altas do que o mesmo fármaco administrado por in- citos é modificada em microvilosidades, cujas superfícies são fusão intravenosa. cobertas com enzimas ligadas à membrana e um revestimento de glicocálice (p. 64). A superfície do epitélio intestinal é cha- As secreções intestinais promovem a mada de borda em escova devido à aparência de cerdas das digestão microvilosidades. A maioria dos nutrientes absorvidos ao longo do epité- A cada dia, o fígado, o pâncreas e o intestino produzem mais de lio intestinal vai para capilares nas vilosidades para distribuição 3 litros de secreções, cujos conteúdos são necessários para comple- através do sistema circulatório. A exceção são as gorduras dige- tar a digestão dos nutrientes ingeridos. As secreções adicionadas674 Dee Unglaub Silverthorn Borda em escova Microvilosidades Aorta Enterócito Capilares Veia Os enterócitos transportam do fígado hepática nutrientes e íons. Os capilares transportam a Veia cava maioria dos nutrientes absorvidos. inferior As células caliciformes secretam muco. Fígado Artéria hepática Lúmen da cripta ducto lactífero transporta a maior parte das gorduras para a linfa. Veia porta do fígado As células-tronco dividem-se para substiruir as células danificadas. Lâmina própria As células da cripta secretam íons e água. Nutrientes Artérias do As células endócrinas secretam trato digestório hormônios. Muscular da mucosa Capilares do trato digestório: FIGURA 21.11 As vilosidades e as criptas no intestino delga- estômago, intestino, do. As vilosidades e as criptas aumentam a área de superfície efe- pâncreas e baço tiva do intestino delgado. As células-tronco nas criptas produzem FIGURA 21.12 sistema porta-hepático. A maioria dos nu- novas células epiteliais para reposição daquelas que morrem ou trientes absorvidos pelo intestino delgado passa pelo fígado, o são danificadas. A maior parte da absorção ocorre ao longo das vi- qual atua como um filtro que pode remover xenobióticos poten- losidades. A maior parte da secreção de fluidos ocorre nas criptas. cialmente nocivos antes que eles entrem na circulação sistêmica. incluem enzimas digestórias, bile, bicarbonato, muco e solução (FIG. 21.13). cloreto do LEC entra nas células via transpor- isotônica de NaCl. tadores NKCC e, em seguida, sai para o lúmen através de um 1. As enzimas digestórias são produzidas pelo epitélio intesti- canal de conhecido como canal regulador de condutância nal e pelo pâncreas exócrino. As enzimas da borda em es- transmembrana de fibrose cística, ou canal CFTR. movi- cova intestinal são ancoradas à membrana luminal das cé- mento do negativamente carregado para o lúmen atrai o lulas e não são varridas para fora do intestino conforme o Na⁺ por meio do gradiente elétrico através de junções comu- quimo é empurrado para a frente. As vias de controle para nicantes celulares. A água segue o ao longo do gradiente a liberação de enzimas variam, mas incluem vários sinais osmótico criado pela redistribuição do NaCl. resultado é a neurais, hormonais e parácrinos. Em geral, a estimulação secreção de solução salina isotônica. dos neurônios parassimpáticos do nervo vago aumenta a secreção de enzimas. pâncreas secreta enzimas digestórias e 2. A bile produzida no fígado e secretada pela vesícula biliar bicarbonato é uma solução não enzimática que facilita a digestão de gorduras. pâncreas é um órgão que contém ambos os tipos de epitélio 3. A secreção de bicarbonato para dentro do intestino delgado secretor: endócrino e exócrino (p. 79). A secreção endócrina é neutraliza o quimo extremamente ácido que vem do estô- proveniente de agrupamentos de células, chamadas de ilhotas, e mago. A maior parte do bicarbonato vem do pâncreas e é inclui os hormônios insulina e glucagon (FIG. 21.14). As secre- liberado em resposta a estímulos neurais e à secretina. ções exócrinas incluem enzimas digestórias e uma solução aquo- 4. das células caliciformes intestinais protege o epité- sa de bicarbonato de sódio, lio e lubrifica o conteúdo intestinal. A porção exócrina do pâncreas consiste em lóbulos, chamados de ácinos, similares àqueles das glândulas salivares. 5. Uma solução isotônica de NaCl mistura-se com o muco para Os ductos dos ácinos esvaziam no duodeno (Fig. 21.14a). As cé- ajudar a lubrificar o conteúdo do intestino. lulas acinares secretam enzimas digestórias, e as células do ducto secretam solução de Secreção isotônica de NaCI As células das criptas do intestino delgado e do colo secretam uma solução isotônica Secreção de enzimas A maior parte das enzimas pancreá- de NaCl em um processo similar ao passo inicial da salivação ticas são secretadas como zimogênios, que devem ser ativados noFisiologia humana: uma abordagem integrada 675 Lúmen Célula intestinal Líquido Na fibrose cística, uma mutação herdada faz a proteína do intersticial canal CFTR ser defeituosa ou ausente. Como resultado, a secre- ção de e fluido cessa, mas as células caliciformes continuam a secretar muco, resultando em espessamento do muco. No sistema K+ digestório, o muco espesso obstrui ductos pequenos 2 e impede a secreção de enzimas digestórias no intestino. Nas vias K+ aéreas do sistema respiratório, onde o canal CFTR também é 2 1 Na+ encontrado, a falha na secreção de líquido dificulta o movimento mucociliar (Fig. 17.5c, p. 541) devido ao muco espesso, levando a 3 Na+ infecções pulmonares recorrentes. ATP Em ambos, pâncreas e criptas intestinais, a secreção de só- K+ dio e água é um processo passivo, dirigido por gradientes eletro- 4 químicos e osmóticos. movimento de íons negativos do LEC Na+ Na+, H2O H2O para o lúmen cria um gradiente elétrico negativo no lúmen que atrai sódio move-se a favor do gradiente eletroquímico através de junções comunicantes entre as células. A transferência 1 Na+, K+ e 2 entra 3 Na+ é 4 efluxo de de e de do LEC para o lúmen cria um gradiente os- entram no lúmen reabsorvido. torna lúmen na célula por através eletronegativo e mótico, e a água segue por osmose. resultado final é a secreção cotransporte. do canal atrai Na+ através de uma solução aquosa de bicarbonato de sódio. CFTR. da via paracelular. A água segue por osmose. 0 fígado secreta a bile FIG. 21.13 Secreção isotônica de NaCl. Células da cripta in- A bile é uma solução não enzimática secretada pelos hepató- testinais e colônicas e ácinos das glândulas salivares secretam citos, ou células do fígado (ver Foco em: fígado, FIG. 21.15). soluções isotônicas de NaCl. Os componentes-chave da bile são (1) sais biliares, que facilitam a digestão enzimática de gorduras, (2) pigmentos biliares, como a momento de chegada no intestino. Este processo de ativação é bilirrubina, que são os produtos residuais da degradação da he- uma cascata que inicia quando a enteropeptidase da borda em moglobina, e (3) colesterol, que é excretado nas fezes. Fármacos e escova (previamente chamada de enterocinase) converte o tripsi- outros xenobióticos são depurados do sangue pelo processamen- to hepático e são também excretados na bile. Os sais biliares, que nogênio inativo em tripsina (Fig. 21.14b). A tripsina, então, con- agem como detergentes para tornar as gorduras solúveis durante verte outros zimogênios em suas formas ativas. a digestão, são produzidos a partir dos ácidos biliares esteroides Os sinais para a liberação das enzimas in- combinados com aminoácidos e ionizados. cluem distensão do intestino delgado, presença de alimento no A bile secretada pelos hepatócitos flui pelos ductos hepá- intestino, sinais neurais e hormônio CCK. As enzimas pancreá- ticos até a vesícula biliar, que armazena e concentra a solução ticas entram no intestino em um fluido aquoso que também con- biliar. Durante uma refeição que inclua gorduras, a contração da tém bicarbonato. vesícula biliar envia bile para o duodeno através do ducto co- Secreção de bicarbonato A secreção de bicarbonato para o lédoco. A vesícula biliar é um órgão que não é essencial para a duodeno neutraliza o ácido proveniente do estômago. Uma pe- digestão normal, e se o ducto torna-se bloqueado por depósitos quena quantidade de bicarbonato é secretada por células duode- nais, mas a maior parte vem do pâncreas. SOLUCIONANDO 0 PROBLEMA A produção de bicarbonato requer altos níveis da enzima anidrase carbônica, níveis similares àqueles encontrados nas célu- las tubulares renais e nos eritrócitos (pp. 577, 646). O bicarbona- Uma característica da infecção por Vibrio cholerae é uma to produzido a partir de e água é secretado por um trocador diarreia profusa e diluída, algumas vezes lembrando "água de arroz". A toxina secretada pelo Vibrio cholerae é uma apical (Fig. 21.14c). Os íons hidrogênio produzidos proteína complexa com seis subunidades. A toxina liga-se juntamente com o bicarbonato deixam a célula por trocadores às células intestinais, e a subunidade A é endocitada pelos na membrana basolateral. H⁺ então reabsorvido na enterócitos. Uma vez dentro do enterócito, a toxina ativa a circulação intestinal ajuda a equilibrar o colocado na cir- adenilato-ciclase, que, por sua vez, produz AMPc continua- culação quando as células parietais secretaram H⁺ no estômago mente. Devido ao canal CFTR do enterócito ser um canal (ver Fig. 21.9c). dependente de AMPc, o efeito da toxina da cólera é abrir o cloreto trocado por bicarbonato entra na célula pelo canal CFTR e manter o mesmo aberto. cotransportador NKCC na membrana basolateral e sai por um P5: Por que manter continuamente aberto canal CFTR no canal CFTR na apical. luminal, então, reentra na célula em enterócito causa diarreia secretora e desidratação em se- troca de entrando no lúmen. Defeitos na estrutura ou na res humanos? função do canal CFTR causam a cística, e a pertur- bação da secreção é uma característica dessa doença. 655 659 672 675 682 688FIGURA 21.14 CONTEÚDO ESSENCIAL pâncreas Anatomia do pâncreas exócrino e endócrino Os ácinos (a) pancreas exócrino secreta enzimas digestórias e As ilhotas bicarbonato de sódio. secretam os hormônios formam a porção Ducto que entram no sangue. exócrina do pâncreas. Pâncreas Capilar Intestino delgado As células acinares secretam enzimas digestórias. Ativação dos zimogênios pancreáticos As células do ducto secretam NaHCO₃, (b) As enzimas inativas secretadas pelo pâncreas são que entra no trato ativadas em uma cascata. tripsinogênio é ativado digestório. em tripsina pela enteropeptidase da borda em escova, e a tripsina, então, ativa outras enzimas Lúmen do intestino delgado Ducto pancreático Secreções (incluindo enzimas inativas) Secreção de bicarbonato (c) Secreção de bicarbonato no pâncreas e no duodeno. ZIMOGÊNIOS Tripsinogênio Quimotripsinogênio A enteropeptidase Lúmen do da borda em Células do ducto Líquido Procarboxipeptidase pâncreas ou célula duodenal intersticial escova ativa Capilar Procolipase ou intestino a tripsina Profosfolipase Tripsina H2O CO2 ativa 1 ENZIMAS ATIVADAS Mucosa H+ intersticial Na+ Quimotripsina Carboxipeptidase Na+ ATP Colipase 2 K+ Fosfolipase Canal CFTR Na+ 2 2 K+ K+ 3 H₂O, 1 As células que 2 cloreto entra nas 3 As junções produzem células por transporte comunicantes permitem bicarbonato ativo secundário e movimento possuem alta deixa lado apical paracelular de íons e concentração de através de um canal água. Os íons negativos anidrase carbônica CFTR. então no lúmen atraem o Na+ (AC). reentra na célula em pela via paracelular. troca de A água segue.FIGURA 21.15 FOCO EM fígado (a) fígado é maior dos (b) Vesícula biliar e ductos biliares órgãos internos, pesando cerca de 1,5 kg em um adulto. ducto hepático comum leva a bile Ele está localizado logo abaixo produzida no fígado à vesícula biliar para do diafragma, no lado direito armazenamento. do corpo. Vesícula biliar ducto colédoco leva a bile da vesícula biliar para lúmen do intestino delgado. A artéria hepática traz sangue oxigenado contendo metabólitos dos Fígado tecidos periféricos para o fígado. Vesícula biliar sangue da veia porta hepática é rico em nutrientes absorvidos do trato gastrintestinal e contém produtos da quebra da Estômago hemoglobina vindos do baço. sangue deixa o fígado pela veia hepática (não Pancreas mostrada). esfincter de Oddi controla a liberação Os hepatócitos são organizados em de bile e de secreções no unidades hexagonais irregulares, duodeno. denominadas lóbulos. Os hepatócitos são células do fígado. Cerca de 70% da Canalículo biliar área de superfície de cada hepatócito está voltada para os sinusoides, maximizando a troca entre o sangue e as células. Cada lóbulo é distribuído ao redor de uma veia central, que drena sangue para a veia hepática. Sinusoide Na sua periferia, um lóbulo é associado a ramos da veia porta do fígado e da artéria hepática. Artéria hepática Estes vasos se ramificam entre hepatócitos, formando Veia porta do fígado sinusoides dentro dos quais sangue flui. Os canalículos biliares são pequenos canais nos quais a bile Veia porta do fígado é secretada. Os canalículos unem-se, formando os dúctulos biliares que percorrem o fígado junto das veias porta. Absorvidos do trato Metabólitos e fármacos (d) sangue entra no fígado, trazendo nutrientes e gastrintestinal dos tecidos periféricos substâncias estranhas do trato Veia porta Artéria Bilirrubina hepática Fígado hepática Bilirrubina digestório, bilirrubina da quebra Nutrientes Metabólitos de hormônios de hemoglobina e metabólitos Fármacos Metabolismo de e fármacos dos tecidos periféricos do corpo. Substâncias estranhas glicose e gorduras Nutrientes Por sua vez, fígado excreta alguns destes na bile e estoca Síntese de proteínas ou metaboliza outros. Alguns Síntese de hormônios Metabólitos para os dos produtos do fígado são Produção de ureia tecidos periféricos resíduos a serem secretados Secretado no duodeno Destoxificação pelos rins, outros são nutrientes Glicose Ducto Armazenamento essenciais, como a glicose. Veia Proteínas plasmáticas: Sais biliares Além disso, fígado sintetiza colédoco hepática albumina, fatores de Bilirrubina um conjunto de proteínas coagulação, plasmáticas. Água, íons angiotensinogênio Fosfolipídeos Ureia Vitamina D, somatomedinas Metabólitos para excreção678 Dee Unglaub Silverthorn duros, conhecidos como pedras da vesícula, a vesícula biliar pode são intestinal dificulta a digestão, uma vez que a lipase é incapaz ser removida sem criar problemas de longo prazo. de penetrar nos sais biliares. Por essa razão, a digestão de gorduras Os sais biliares não são alterados durante a digestão das também requer a colipase, um cofator proteico secretado pelo gorduras. Quando eles alcançam a seção terminal do intestino pâncreas. A colipase desloca alguns sais biliares, permitindo à li- delgado (o íleo), eles encontram células que os reabsorvem e os pase acessar as gorduras por dentro da cobertura de sais biliares. enviam de volta para a circulação. De lá, sais biliares retornam Os fosfolipídeos são digeridos pela fosfolipase para o fígado, onde os hepatócitos os captam novamente e os colesterol livre não é digerido e é absorvido intacto. ressecretam. Esta recirculação dos sais biliares é essencial para a Enquanto a digestão enzimática e mecânica prossegue, digestão das gorduras, uma vez que o pool de sais biliares do cor- ácidos graxos, sais biliares, mono e diacilgliceróis, fosfolipídeos e po deve circular de 2 a 5 vezes em cada refeição. Alguns resíduos colesterol coalescem para formar pequenas micelas no formato secretados na bile não podem ser reabsorvidos e passam para o de discos (Fig. 21.16b) 63). As micelas, então, entram na fase intestino grosso para excreção. aquosa sem agitação da borda em escova. A maior parte da digestão ocorre no Absorção de gorduras As gorduras lipofílicas, como áci- dos graxos e monoacilgliceróis, são absorvidos primariamente intestino delgado por difusão simples. Eles saem de suas micelas e difundem- A secreção intestinal, e hepática de enzimas e de -se através da membrana do enterócito para dentro da célula bile é essencial para a função digestória normal. Embora uma (Fig. 21.16d). Inicialmente, os cientistas acreditavam que co- lesterol também se difundia através da membrana do enteróci- quantidade significativa de digestão mecânica ocorra na boca e no estômago, a digestão química do alimento é limitada a uma to, mas a descoberta de um fármaco, chamado de ezetimibe, que pequena quantidade de quebra de amido e digestão incompleta inibe a absorção do colesterol, sugere que estejam envolvidas de proteínas no estômago. Quando o quimo entra no intestino proteínas de transporte. Os experimentos agora indicam que delgado, a digestão de proteínas cessa quando a pepsina é inati- algum colesterol é transportado através da borda em escova da vada no pH intestinal alto. As enzimas e da borda membrana por transportadores de membrana específicos, de- em escova, então, finalizam a digestão de peptídeos, carboidratos pendentes de energia, incluindo o chamado NPC1L1, a pro- e gorduras em moléculas menores que podem ser absorvidas. teína que é inibida por ezetimibe. Uma vez dentro dos enterócitos, os monoacilgliceróis e os ácidos graxos movem-se para o retículo endoplasmático liso, Os sais biliares facilitam a digestão de onde se recombinam, formando triacilgliceróis (Fig. 21.6d). gorduras Os triacilgliceróis, então, combinam-se com colesterol e pro- teínas, formando grandes gotas, denominadas quilomícrons. Gorduras e moléculas relacionadas à dieta ocidental incluem Devido ao seu tamanho, os quilomícrons devem ser armazenados triacilgliceróis, colesterol, fosfolipídeos, ácidos graxos de cadeia em vesículas secretoras pelo aparelho de Golgi. Os quilomícrons, longa e vitaminas lipossolúveis (Fig. 22.1, p. 30). Aproximada- então, deixam a célula por exocitose. mente 90% das calorias das gorduras vêm dos triacilgliceróis, grande tamanho dos quilomícrons também impede que pois eles são as formas principais de lipídeos, tanto de plantas eles atravessem a membrana basal dos capilares (Fig. 21.16d). quanto de animais. Em vez disso, os quilomícrons são absorvidos pelos capilares linfáti- A digestão de gorduras é complicada pelo fato de que cos, os vasos linfáticos das vilosidades. Os quilomícrons passam atra- a maioria dos lipídeos não é particularmente solúvel em água. vés do sistema linfático e, por fim, entram no sangue venoso logo Como resultado, o quimo aquoso que deixa o estômago con- antes que ele se direcione para o lado direito do coração (p. 499). tém uma emulsão grosseira de grandes gotículas lipídicas, que Alguns ácidos graxos curtos (10 ou menos carbonos) não tem menos área de superfície do que partículas menores. Para são agrupados em quilomícrons. Esses ácidos graxos podem, por- aumentar a área de superfície disponível para a digestão enzimá- tanto, atravessar a membrana basal dos capilares e ir diretamente tica da gordura, o fígado secreta sais biliares no intestino delgado (FIG. 21.16a). Os sais biliares ajudam a quebrar a emulsão de par- para o sangue. tículas grandes em partículas menores e mais estáveis. Os sais biliares, como os fosfolipídeos das membranas REVISANDO 12. Os sais biliares digerem triacilgliceróis em celulares, são anfipáticos, isto é, eles têm tanto uma região hi- CONCEITOS monoacilgliceróis e em ácidos graxos livres? drofóbica quanto uma região hidrofílica. As regiões hidrofóbicas 13. Os ácidos biliares são reabsorvidos no dos sais biliares associam-se à superfície das gotas lipídicas, ao intestino distal por um transportador de passo que a cadeia lateral polar interage com a água, criando uma ácidos biliares apical dependente de sódio emulsão estável de pequenas gotas de gordura solúveis em água (ASBT) e por um transportador basolateral de ânions orgânicos (OAT). Desenhe um (Fig. 21.16a). Você pode ver uma emulsão similar quando agita enterócito. Marque 0 lúmen, 0 LEC e uma garrafa de molho vinagrete para temperar salada para mis- lados basolateral e apical. Esquematize a turar a camada aquosa e a oleosa. reabsorção de ácidos biliares como descrito. A digestão enzimática das gorduras é feita por lipases, 14. Explique como 0 pH pode ser utilizado para enzimas que removem dois ácidos graxos de cada molécula de predizer a localização onde uma enzima triacilglicerol. resultado é um monoglicerol e dois ácidos graxos digestória em particular poderá ser mais ativa. livres (Fig. 21.16c). Todavia, a cobertura de sais biliares da emul-FIGURA 21.16 CONTEÚDO ESSENCIAL Digestão e absorção: gorduras A maior parte dos lipídeos são hidrofóbicos e devem ser emulsi- ficados para facilitar a digestão no ambiente aquoso do intestino. (a) Os sais biliares cobrem os lipídeos, formando emulsões. Fígado Lado hidrofóbico Cadeias laterais associado polares aos lipídeos. (lado hidrofílico associado à água). Bile Gotícula lipídica Esfincter proveniente recoberta de de Oddi do fígado sais biliares Pâncreas Lipase pancreática e colipase Água (b) As micelas são pequenos discos com sais biliares, (c) Lipase e colipase digerem triacilgliceróis. fosfolipídeos, ácidos graxos, colesterol e mono e diacilgliceróis. Diacilglicerol Monoacilglicerol Fosfolipídeos Sal Monoacilglicerol biliar Lipase, Triacilglicerol colipase Ácidos graxos livres + Colesterol Sal biliar Ácidos graxos livres (d) Digestão e absorção de gorduras Reciclagem de sais Sais biliares Lactífero Linfa para a biliares veia cava 3b 4 Colesterol + triacilgliceróis + proteína Micelas Aparelho 5 2 Capilar 1 Quilomícron de Golgi Emulsão Grandes glóbulos de RE liso gordura provenientes do estômago 3a Lúmen do intestino delgado Célula do intestino delgado Líquido intersticial 1 Os sais biliares 2 A lipase e a colipase 3a Os monoacilgliceróis 3b colesterol é 4 Os lipídeos absorvidos 5 Os quilomícrons provenientes pancreáticas quebram e ácidos graxos transportado combinam-se com o são removidos do fígado gorduras em monoacilgliceróis movem-se para fora para as colesterol e as proteínas pelo sistema cobrem as gotas e ácidos graxos estocados das micelas e entram células. nas células intestinais para linfático. de gordura. em micelas. nas células por difusão. formar quilomícrons.FIGURA 21.17 CONTEÚDO ESSENCIAL Digestão e absorção de carboidratos A maior parte dos carboidratos em nossa dieta são dissacarídeos e carboidratos complexos. A celulose não é digerível. Todos outros carboidratos devem ser digeridos a monossacarídeos antes que eles possam ser absorvidos. (a) Quebra dos carboidratos em monossacarídeos. (b) Absorção dos carboidratos no intestino delgado. Polímeros de glicose Lúmen do intestino Amido, glicogênio Glicose ou Na+ galactose A frutose entra A glicose entra com pelo GLUT5 e Dissacarídeos Na+ pelo SGLT e sai sai pelo GLUT2. Amilase pelo GLUT2. Maltose Sacarose Lactose Na+ Maltase Sacarase Lactase Mucosa K+ intersticial LEGENDA 2 glicose 1 glicose + 1 glicose + 1 frutose 1 galactose Capilar SGLT GLUT2 Monossacarídeos GLUT5 Os carboidratos são absorvidos como A absorção de frutose, entretanto, não é dependente de monossacarídeos A frutose move-se através da membrana apical por difusão faci- litada pelo transportador GLUT5 e através da membrana baso- Cerca de metade das calorias que um norte-americano médio in- lateral pelo GLUT2 (p. 144). gere estão na forma de carboidratos, principalmente amido e sa- carose (tabela de açúcares). Outros carboidratos da dieta incluem os polímeros de glicose glicogênio e celulose, dissacarídeos, como a lactose (açúcar do leite) e a maltose, e os monossacarídeos glicose e frutose (Fig. 2.2, p. 31). A enzima amilase quebra longos políme- ros de glicose em cadeias menores de glicose e no dissacarídeo FOCO CLÍNICO maltose (FIG. 21.17a). A digestão do amido inicia na boca com a amilase salivar, Intolerância à lactose mas essa enzima é desnaturada pela acidez do estômago. A ami- lase então, retoma a digestão do amido em maltose. A lactose, ou açúcar do leite, é um dissacarídeo compos- to de glicose e de galactose. A lactose ingerida deve ser A maltose e outros dissacarídeos são quebrados pelas enzimas digerida antes de ser absorvida, uma tarefa feita pela enzi- da borda em escova intestinal, conhecidas como dissacaridases ma da borda em escova lactase. Em geral, a lactase é en- (maltase, sacarase e lactase). Os produtos finais absorvíveis da contrada apenas em mamíferos jovens, exceto em alguns digestão de carboidratos são glicose, galactose e frutose. seres humanos de ascendência europeia. Essas pessoas Devido à absorção intestinal ser restrita a monossacarídeos, herdaram um gene dominante que lhes permite produzir todos os carboidratos maiores devem ser digeridos para serem lactase após a infância. Os cientistas acreditam que o gene usados pelo corpo. Os carboidratos complexos que podemos di- da lactase forneceu uma vantagem seletiva para seus gerir são o amido e o glicogênio. Nós não somos capazes de dige- antepassados que desenvolveram uma cultura em que o rir celulose por não termos as enzimas necessárias. Como resulta- leite e seus derivados desempenham um papel importante. do, a celulose da matéria vegetal torna-se o que é conhecido como Em culturas não ocidentais, nas quais os produtos lácteos não fazem parte da dieta após o desmame, a maioria dos fibra dietética ou formador de massa e é excretada não digerida. adultos não tem o gene e sintetiza menos lactase intesti- De forma similiar, a sucralose (Linea), o adoçante artificial feito nal. A redução da atividade da lactase é associada a uma de sacarose, não pode ser digerida devido aos átomos de cloro que condição conhecida como intolerância à lactose. Se uma substituem três grupamentos hidroxila, bloqueando a digestão pessoa com intolerância à lactose beber leite ou ingerir enzimática deste derivado de açúcar. seus derivados, ela pode ter diarreia. Além disso, bacté- rias no intestino grosso fermentam a lactose, produzindo Absorção de carboidratos A absorção intestinal de glicose gás e ácidos orgânicos, levando ao inchaço e à flatulência. e galactose usa transportadores idênticos àqueles encontrados A solução mais simples é remover os produtos do leite da nos túbulos renais proximais: o simporte apical -glicose dieta, apesar de já estar disponível o leite pré-digerido com SGLT e o transportador basolateral GLUT2 (Fig. 21.17b). lactase. Esses transportadores movem tanto a galactose quanto a glicose.FIGURA 21.18 CONTEÚDO ESSENCIAL Digestão e absorção de proteínas (a) Proteínas são cadeias de aminoácidos. Extremidade Ligações Extremidade Absorção de peptídeos. aminoterminal Aminoácidos peptídicas carboxiterminal Após a digestão, as proteínas são absorvidas principalmente como aminoácidos livres. Poucos di e tripeptídeos são absorvidos. Alguns H2N COOH peptídeos maiores que os tripeptídeos podem ser absorvidos por transcitose. (b) Enzimas para digestão de proteínas. Proteínas As endopeptidases incluem A endopeptidase a pepsina no estômago, e digere as ligações tripsina e quimiotripsina no Peptídeos peptídicas internas. intestino delgado. Cotransporte de di Aminoácidos Pequenos peptídeos e tripeptídeos com cotransportados são transportados H2N COOH H+ pela PepT1. com intactos através da célula por transcitose. H+ H+ 2 peptídeos menores H2N COOH H2N COOH Na+ Na+ A exopeptidase digere as ligações Peptidases peptídicas terminais, liberando aminoácidos. Aminopeptidase Carboxipeptidase K+ H2N COOH H+ Na+ Na+ Aminoácido Peptídeo Aminoácido H2N COOH H2N COOH H2N COOH Sangue Para fígado Como enterócitos são capazes de manter as concentra- em uma forma que pode ser digerida e absorvida. Surpreenden- ções intracelulares de glicose altas para que a difusão facilitada temente, de 30 a 60% das proteínas encontradas no lúmen intes- leve a glicose para o espaço extracelular? Na maioria das célu- tinal não são provenientes do alimento ingerido, mas de células las, a glicose é o principal substrato metabólico para a respiração mortas que se desprendem e de proteínas secretadas, como as aeróbia e é imediatamente fosforilada quando entra na célula. enzimas e o muco. (p. 142). No entanto, o metabolismo dos enterócitos (e células As enzimas para a digestão de proteínas são classificadas em dos túbulos proximais) aparentemente difere da maioria das ou- dois grupos amplos: endopeptidases e exopeptidases (FIG. 21.18b). tras células. Estas células transportadoras epiteliais não usam gli- As endopeptidases, mais comumente chamadas de proteases, cose como fonte preferencial de energia. Estudos atuais indicam atacam as ligações peptídicas no interior da cadeia de aminoáci- que essas células usam o aminoácido glutamina como sua prin- dos e quebram uma cadeia peptídica longa em fragmentos me- cipal fonte de energia, permitindo, assim, que a glicose absorvida nores. As proteases são secretadas como proenzimas inativas (zi- passe inalterada para a circulação sanguínea. mogênios) pelas células epiteliais do estômago, do intestino e do pâncreas. Elas são ativadas quando alcançam o lúmen do trato GI. As proteínas são digeridas em pequenos Exemplos de proteases incluem a pepsina secretada no estômago, peptídeos e aminoácidos e a tripsina e a quimotripsina, secretadas pelo pâncreas. As exopeptidases liberam aminoácidos livres de dipep- Diferentemente dos carboidratos, os quais são ingeridos em tídeos por cortá-los das extremidades, um por vez. As amino- formas que variam de simples a complexas, a maior parte das peptidases agem na extremidade aminoterminal da proteína; as proteínas ingeridas são polipeptídeos ou maiores (Fig. 2.3, p. 32). carboxipeptidases agem na extremidade carboxiterminal. As exo- Contudo, nem todas as proteínas são igualmente digeridas pelo peptidases digestórias mais importantes são duas isoenzimas da ser humano. As proteínas vegetais são as menos digeríveis. Entre carboxipeptidase secretadas pelo pâncreas. As aminopeptidases as mais digeríveis está a proteína do ovo, 85 a 90% encontra-se desempenham um papel menor na digestão.682 Dee Unglaub Silverthorn de ser absorvido intacto. Ao se alterar levemente a estrutura do REVISANDO 15. 0 que ativa 0 pepsinogênio, 0 tripsinogênio e hormônio, os cientistas conseguiram criar um peptídeo sintético CONCEITOS 0 quimotripsinogênio? que possui a mesma atividade, mas é absorvido sem ser digerido. Absorção de proteínas Os produtos principais da digestão Os ácidos nucleicos são digeridos, formando de proteínas são aminoácidos livres, dipeptídeos e tripeptídeos, to- bases e monossacarídeos dos os quais podem ser absorvidos. A estrutura dos aminoácidos é tão variável que múltiplos sistemas de transporte de aminoácidos Os polímeros de ácidos nucleicos, DNA e RNA, são apenas uma ocorrem no intestino. A maioria dos aminoácidos livres são car- parte muito pequena da maioria das dietas. Eles são digeridos regados por proteínas cotransportadoras dependentes de si- por enzimas e intestinais, primeiro em seus compo- milares às encontradas nos túbulos proximais renais (Fig. 21.18b). nentes nucleotídicos e depois em bases nitrogenadas e monossa- Poucos transportadores de aminoácidos são dependentes de H⁺. carídeos (Fig. 2.4, p. 34). As bases são absorvidas por transporte Os dipeptídeos e tripeptídeos são carregados para os enteró- ativo, e os monossacarídeos são absorvidos por difusão facilitada citos pelo transportador de oligopeptídeos PepT1 que usa o cotrans- e transporte ativo secundário, bem como outros açúcares simples. porte dependente de H⁺ (Fig. 21.18c). Uma vez dentro das células epiteliais, os oligopeptídeos têm dois possíveis destinos. A maioria é 0 intestino absorve vitaminas e minerais digerida por peptidases citoplasmáticas em aminoácidos, os quais são, então, transportados através da membrana basolateral e para a Em geral, as vitaminas solúveis em lipídeos (A, D, E e K) são circulação. Aqueles oligopeptídeos que não são digeridos são trans- absorvidas no intestino delgado junto com as gorduras razão portados intactos através da membrana basolateral por um trocador pela qual os profissionais da saúde se preocupam com o con- dependente de H⁺. sistema de transporte que move esses oligo- sumo excessivo de "falsas gorduras", como o olestra, que não são peptídeos também é responsável pela captação intestinal de certos absorvidas. A mesma preocupação existe em relação ao orlistat um inibidor da lipase utilizado para perda de peso. fármacos, como alguns antibióticos inibidores da en- zima conversora de angiotensina e inibidores da trombina. Os usuários deste auxiliar de perda de peso são aconselhados a to- mar um multivitamínico diário para evitar deficiências vitamínicas. As vitaminas solúveis em água (vitamina C e a maior parte Alguns peptídeos maiores podem ser das vitaminas B) são absorvidas por transporte mediado. A prin- absorvidos intactos cipal exceção é a vitamina também conhecida como cobala- mina por conter o elemento cobalto. Obtemos a maior parte de Alguns peptídeos que possuem mais de três aminoácidos são ab- nosso suprimento dietético de B₁₂ de frutos do mar, carnes e lati- sorvidos por transcitose (p. 152) após se ligarem a receptores de cínios. transportador intestinal para é encontrado somente membrana na superfície luminal do intestino. A descoberta de que no íleo e reconhece a B₁₂ somente quando a vitamina está com- as proteínas ingeridas podem ser absorvidas como pequenos pep- plexada com uma proteína, chamada de fator intrínseco, secre- tídeos tem implicações na medicina, pois esses peptídeos podem tada pelas mesmas células gástricas parietais que secretam ácido. atuar como antígenos, substâncias que estimulam a formação de Uma preocupação sobre o extensivo uso de fármacos que anticorpos e resultam em reações alérgicas. Como consequência, a inibem a secreção ácida gástrica, como os inibidores da bomba absorção intestinal de peptídeos pode ser um fator significativo no desenvolvimento de alergias alimentares e intolerância a alimentos. Em recém-nascidos, a absorção de peptídeos ocorre princi- SOLUCIONANDO 0 PROBLEMA palmente nas células da cripta intestinal (Fig. 21.11). Ao nascimen- to, como as vilosidades intestinais são muito pequenas, as criptas Reidratar as pessoas com cólera é a chave para a sua sobre- são bem expostas ao conteúdo luminal. À medida que as vilosidades vivência. A maioria dos pacientes que desenvolvem cólera crescem e as criptas têm menos acesso ao quimo, a alta taxa de ab- podem ser tratados sucessivamente com sais de reidratação sorção de peptídeos presente ao nascimento declina continuamente. oral. Entretanto, em cerca de 5% dos pacientes, a desidra- Se os pais retardam o início da ingestão de peptídeos indutores de tação causada pela diarreia induzida pela cólera pode ser alergias pelos bebês, o TGI tem oportunidade para amadurecer, di- grave. Se deixados sem tratamento, estes pacientes podem minuindo a probabilidade da formação de anticorpos. morrer por colapso circulatório tão cedo quanto 18 horas Um dos antígenos mais comuns responsável por alergias a após a infecção. Devido à pressão arterial de Brooke estar alimentos é o glúten, um componente do trigo. A incidência de tão baixa, a equipe médica decidiu que ela necessitava de alergias por glúten na infância tem diminuído desde a década de fluidos por via intravenosa (IV) para restaurar seu volume. 1970, quando os pais foram orientados a não alimentar os bebês P6: Receitas para a terapia de reidratação oral normalmente com cereais à base de glúten até que eles tivessem vários meses incluem açúcar (sacarose) e sal de mesa. Explique como de idade. açúcar aumenta a absorção intestinal de Em outra aplicação médica, as indústrias farmacêuticas desenvolveram fármacos peptídicos indigeríveis que podem ser P7: Que tipo de solução IV você selecionaria para Brooke, e por quê? As suas opções de escolha são salina normal administrados oralmente, em vez de por injeção. Provavelmente, (isotônica), salina na metade da concentração normal e o exemplo mais bem conhecido é o DDAVP dextrose 5% em água (D-5-W). -arginina vasopressina), o análogo simpático da vasopressina. Se o hormônio natural vasopressina é ingerido, ele é digerido, em vez 655 659 672 675 682 688Fisiologia humana: uma abordagem integrada 683 de prótons, discutidos anteriormente, é que eles possam causar a (a) Absorção do ferro redução da absorção da vitamina B₁₂. Na ausência completa do Lúmen Enterócito LEC fator intrínseco, a severa deficiência de vitamina B₁₂ causa uma condição conhecida como anemia perniciosa. Nesse estado, a sín- Heme Heme tese de eritrócitos (eritropoiese), que depende de vitamina é severamente diminuída. A falta do fator intrínseco não pode ser Porfirina + reparada diretamente, mas os pacientes com anemia perniciosa podem receber doses de vitamina B₁₂. Fe2+ H+ Ferroportina Ferro e cálcio A absorção de minerais geralmente ocorre por transporte ativo. ferro e o cálcio são duas das poucas substân- DMT1 cias cuja absorção intestinal é regulada. Para ambos os minerais, um decréscimo na concentração do mineral no corpo leva ao au- mento da captação no intestino. ferro é ingerido como ferro heme (p. 521) na carne (b) Absorção do cálcio e como ferro ionizado em alguns produtos vegetais. ferro heme é absorvido por um transportador apical no enterócito A absorção (FIG. 21.19a). Fe²⁺ ionizado é ativamente absorvido por co- paracelular não é regulada. transporte com H⁺ por uma proteína, chamada de transportador de metal divalente 1 (DMT1). Dentro da célula, as enzimas con- 3 vertem o ferro heme em Fe²⁺ e ambos os pools de ferro ionizado Ca2+ deixam a célula por um transportador, chamado de ferroportina. transporte transcelular é A absorção de ferro pelo corpo é regulada por um hor- Canal de regulado por mônio peptídico, chamado de hepcidina. Quando os estoques de Ca2+ vitamina D₃. ATP ferro do corpo estão altos, o fígado secreta hepcidina, que se liga à ferroportina. A ligação da hepcidina faz o enterócito destruir o transportador ferroportina, o que resulta em redução da captação de ferro pelo intestino. A maior parte da absorção do Ca²⁺ no intestino ocorre Absorção de Na+, K+, e água por movimento passivo e não regulado através da via paracelular (Fig. 21.19b). transporte de Ca²⁺ transepitelial hormonal- Lúmen Célula intestinal LEC mente regulado ocorre no duodeno. cálcio entra no enterócito através de canais apicais de Ca²⁺ e é ativamente transportado 1 Na+ entra nas através da membrana basolateral tanto por uma Ca²⁺ -ATPase células por múltiplas 2 A vias. bombeia Na+ para quanto por antiporte A absorção do cálcio é regulada LEC. Na+ pela vitamina D₃, discutida no Capítulo 23. Na+ intestino absorve íons e água Na+ ATP K+ A maior parte da absorção de água ocorre no intestino delgado, Na+ H+ 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. A absorção de íons no corpo também cria os gradientes Na+ Soluto Água K+ osmóticos necessários para o movimento da água. Os enteróci- orgânico movem-se tos no intestino delgado e os colonócitos, as células epiteliais da através K+ da via superfície luminal do colo, absorvem utilizando três pro- paracelular. teínas de membrana (Fig. 21.19c): canais apicais de como o ENaC, um transportador por simporte e o trocador (NHE). No intestino delgado, uma fração significa- FIGURA 21.19 Absorção de água e íons. tiva da absorção de também ocorre por meio de captação684 Dee Unglaub Silverthorn Bolo Estômago alimentar no quimo movendo-se para o duodeno estômago desencadeia reflexos neurais e endócrinos que Secreção ácida 1. Iniciam a secreção de enzimas e de bicarbonato; Secreção de pepsina e lipase 2. Retroalimentam para reduzir a digestão e esvaziamento gástrico; Motilidade gástrica 3. Antecipam informações para iniciar a Intestino secreção de insulina. Quimo no Sistema delgado intestino nervoso delgado entérico Solução Gorduras, hiper- Carboidratos Ácido proteínas osmótica ? Célula GIP GLP-1 Secretina endócrina Secreção Secreção de Secreção Pâncreas enzimas de insulina pancreática de bicarbonato FIGURA 21.20 Integração das fases gástrica e intestinal. dependente de de solutos orgânicos, como pelo SGLT e por transportadores No lado basolateral de ambos, enterócitos e colonócitos, o CONCEITOS EMERGENTES transportador principal para o é a A cap- tação de cloreto usa um trocador apical e um canal Receptores gustatórios no intestino basolateral de para movimento através das células. A absorção Os cientistas sabem há anos que o trato GI tem a capa- de potássio e de água no intestino ocorre principalmente pela via cidade de detectar a composição de uma refeição e res- paracelular. ponder especificamente e diferencialmente. As gorduras e as proteínas não estimulam as mesmas respostas endócri- Regulação da fase intestinal nas e exócrinas que uma refeição com carboidratos puros. Contudo, como o trato GI "sabe" que há em uma refei- A regulação da digestão e da absorção intestinal vem primaria- ção? Receptores sensoriais tradicionais, como os osmor- mente de sinais que controlam a motilidade e a secreção. Sen- receptores e os receptores de estiramento, não são pro- sores no intestino desencadeiam reflexos neurais e endócrinos gramados para responder a biomoléulas. Pesquisas atuais que retroalimentam para regular a taxa de entrega do quimo pelo indicam que as células epiteliais do trato GI, principalmente algumas células endócrinas, expressam os mesmos recep- estômago e antecipam informações para promover a digestão, a tores acoplados à proteína G e à proteína G gustducina as- motilidade e a utilização de nutrientes. sociada ao gosto dos botões gustatórios (p. 325). Os pes- Os sinais de controle para o estômago e o pâncreas são quisadores, utilizando camundongos nocaute e linhagens ambos neurais e hormonais (FIG. 21.20): de células cultivadas, estão tentando estabelecer a ligação 1. quimo entrando no intestino ativa o sistema nervoso en- funcional entre os "receptores gustatórios" gastrintestinais e as respostas fisiológicas ao alimento. térico, que, então, reduz a motilidade gástrica e a secreção, retardando o esvaziamento gástrico. Além disso, três hor- mônios reforçam o sinal de "motilidade reduzida": secre- tina, colecistocinina e peptídeo inibidor gástrico (GIP) (ver Tab. 21.1). produção de bicarbonato para neutralizar o 2. A secretina é liberada pela presença de quimo ácido no quimo ácido que entrou no intestino. duodeno. A secretina inibe a produção ácida e diminui 3. A CCK é secretada na corrente sanguínea se uma refeição a motilidade gástrica. Além disso, a secretina estimula a contém gorduras. A CCK também diminui a motilidadeFisiologia humana: uma abordagem integrada 685 Veia porta do fígado Aorta Tênia do colo As glândulas intestinais Linfonodo são local da secreção de fluido. Veia cava inferior Colo transverso Muscular da mucosa Submucosa Colo ascendente Camada longitudinal (tênia do colo) Colo Muscular alimento entra descendente Músculo circular no intestino grosso através da valva Íleo Saculações do colo Ceco Apêndice vermiforme Colo sigmoide Reto Reto reflexo de defecação inicia com a distensão da parede retal. Esfincter interno do ânus Esfincter externo do ânus Ânus FIGURA 21.21 Anatomia do intestino grosso. gástrica e a secreção de ácido. Como a digestão de gordura 0 intestino grosso concentra resíduos ocorre mais lentamente que a digestão de proteínas ou de carboidratos, é fundamental que o estômago permita que No final do íleo, resta apenas cerca de 1,5 litro de quimo não apenas pequenas quantidades de gordura entrem no intes- absorvido. colo absorve a maior parte desse volume, de modo tino em um determinado momento. que, em geral, apenas cerca de 0,1 litro de água é perdido dia- 4. Os incretinas GIP e o peptídeo similar ao gluca- riamente na fezes. quimo entra no intestino grosso pelo óstio gon 1 (GLP-1) são liberados se a refeição contém carboi- ileal (válvula ileocecal). Essa é uma região muscular tonica- dratos. Ambos, GIP e GLP-1, atuam por antecipação para mente contraída que estreita a abertura entre o íleo e o ceco, promover a liberação da insulina pelo pâncreas endócrino, a seção inicial do intestino grosso (FIG. 21.21). A papila ileal permitindo que as células se preparem para receber a gli- relaxa cada vez que uma onda peristáltica a atinge. Ela também cose que está para ser absorvida. Eles também retardam a relaxa quando o quimo deixa o estômago, como parte do reflexo entrada do quimo no intestino, diminuindo a motilidade gastroileal. gástrica e a secreção ácida. intestino grosso possui sete regiões. ceco é uma bolsa 5. A mistura de ácidos, enzimas e alimentos digeridos no com o apêndice, uma pequena projeção sem saída similar a um quimo normalmente formam uma solução hiperosmótica. dedo, em sua terminação ventral. material move-se do ceco Os osmorreceptores na parede do intestino são sensíveis à para cima através do colo ascendente, horizontalmente ao longo osmolaridade do quimo que entra. Quando estimulados do corpo pelo colo transverso e, então, para baixo pelo colo des- pela alta osmolaridade, os receptores inibem o esvazia- cendente e pelo colo sigmoide. reto é a seção terminal curta mento gástrico em um reflexo mediado por alguma subs- do intestino grosso (cerca de 12 cm). Ele é separado do ambiente tância circulante desconhecida. externo pelo ânus, uma abertura controlada por dois esfincteres,686 Dee Unglaub Silverthorn um esfincter interno de músculo liso e um esfincter externo de músculo estriado esquelético. A parede do colo difere da parede do intestino delgado CONCEITOS EMERGENTES em que a musculatura do intestino grosso tem uma camada in- terna circular, mas uma camada de músculo longitudinal descon- Projeto Microbioma Humano tínua concentrada em três bandas, chamadas de tênias do colo. Será que você percebe que o corpo humano médio tem As contrações das tênias puxam as paredes, formando bolsões, muito mais bactérias vivendo nele do que células? E que a chamados de haustrações. maioria dessas bactérias reside no intestino? Os cientistas A mucosa do colo possui duas regiões, como as do intesti- sabem há décadas sobre as bactérias intestinais e pro- no delgado. A superfície luminal não apresenta vilosidades e tem blemas que elas causam quando deixam ambiente ex- aparência lisa. Ela é composta de colonócitos e células calicifor- terno do lúmen intestinal e entram no corpo propriamente mes secretoras de muco. As criptas contêm células-tronco que dito. Infecções bacterianas são comuns se o seu apêndice se dividem para produzir um novo epitélio, bem como células rompe ou se um trauma, como uma facada, atinge a pa- caliciformes, células endócrinas e colonócitos maduros. rede do intestino. Ao mesmo tempo, a saúde continuada depende da absorção de vitaminas e de outros nutrientes Motilidade no intestino grosso quimo que entra no colo do metabolismo bacteriano. A relação entre a nossa micro- continua a ser misturado por contrações segmentares. movi- biota (as bactérias que habitam nossos corpos) e a nossa saúde tornou-se um tema de pesquisa nos últimos anos, mento para a frente é mínimo durante as contrações de mistura e os dados estão sendo coletados por uma colaboração e depende principalmente de uma única contração colônica, cha- internacional, denominada Projeto Microbioma Humano mada de movimento de massa. Uma onda de contração diminui Os alimentos anuncia- o diâmetro de um segmento do colo e manda uma quantidade dos como "probióticos" realmente fazem algo? As bac- substancial de material para a frente. Essas contrações ocorrem térias podem influenciar se nós ganhamos peso ou não? de 3 a 4 vezes ao dia e são associadas à ingestão alimentar e à Elas afetam o desenvolvimento fetal e/ou a suscetibilidade distensão do estômago por meio do reflexo gastrocólico. movi- a doenças? Aprenderemos mais sobre as respostas a estas mento de massa é responsável pela distensão súbita do reto, que questões nos próximos anos. desencadeia a defecação. reflexo da defecação remove as fezes, material não digerido, do corpo. A defecação assemelha-se à pois é um reflexo espinal desencadeado pela distensão da parede do lactato e ácidos graxos de cadeia curta, como o ácido butírico. órgão. movimento do material fecal para o reto normalmen- Muitos desses produtos são lipofílicos e podem ser absorvidos te vazio dispara o reflexo. músculo liso do esfincter interno por difusão simples. Os ácidos graxos, por exemplo, são usados do ânus relaxa, e as contrações peristálticas no reto empurram pelos colonócitos como seu substrato preferencial para obten- o material em direção ao ânus. Ao mesmo tempo, o esfincter ção de energia. externo do ânus, que está sob controle voluntário, consciente- As bactérias colônicas também produzem quantidades mente é relaxado se a situação for apropriada. A defecação é significativas de vitaminas absorvíveis, sobretudo vitamina K. frequentemente reforçada por contrações abdominais conscien- Os gases intestinais, como o sulfeto de hidrogênio, que escapam tes e movimentos expiratórios forçados contra a glote fechada do trato gastrintestinal, são produtos menos úteis. Alguns ali- (a manobra de Valsalva). mentos contendo amido, como os feijões, são notórios por sua A defecação, assim como a micção, está sujeita à influência tendência a produzirem gases intestinais (flato). emocional. estrese pode aumentar a motilidade intestinal e causar diarreia psicossomática em alguns indivíduos, mas pode diarreia pode causar desidratação diminuir a motilidade e causar constipação em outros. Quando as fezes estão retidas no colo, ou por ignorar conscientemente A diarreia é um estado patológico no qual a secreção intestinal o reflexo da defecação ou por redução da motilidade, a absorção de líquido não é equilibrada pela absorção, resultando em fezes contínua de água gera fezes duras e secas que são difíceis de se aquosas. Ela ocorre se os mecanismos intestinais normais de eliminar. Um tratamento usado para constipação são supositórios absorção de água forem alterados ou se houver solutos osmoti- de glicerina em formato de pequenos projéteis que são inseridos camente ativos não absorvidos que "seguram" a água no lúmen. no reto pelo ânus. A glicerina atrai a água e ajuda a amolecer as Substâncias que causam diarreia osmótica incluem a lactose não fezes para facilitar a defecação. digerida e o sorbitol, um poliálcool de plantas. sorbitol é usado como um adoçante "artificial" em algumas gomas de mascar e Digestão e absorção no intestino grosso De acordo em alimentos feitos para pessoas com diabetes. Outro soluto não com a visão tradicional do intestino grosso, nenhuma digestão absorvível que pode causar diarreia osmótica, cólica intestinal e significativa de moléculas orgânicas acontece ali. No entanto, gases é a olestra, a "falsa gordura" sintetizada a partir de óleo ve- recentemente, essa visão tem sido revista. Agora sabemos que getal e açúcar. inúmeras bactérias que habitam o colo degradam uma quan- No cenário clínico, os pacientes que precisam ter seus in- tidade significativa de carboidratos complexos e de proteínas testinos limpos antes de uma cirurgia ou de outro procedimento não digeridos por meio da fermentação. O produto final inclui muitas vezes recebem quatro litros de uma solução isotônica deFisiologia humana: uma abordagem integrada 687 polietilenoglicol e eletrólitos para beber. Como o polietilenogli- cie apical das células M contém depressões revestidas por clatri- col não pode ser absorvido, um grande volume de solução não na (p. 148) com receptores de membrana. Quando os antígenos absorvida passa para o colo, onde provoca uma intensa diarreia se ligam a esses receptores, as células M usam transcitose para que remove todos os resíduos sólidos do trato GI. transportá-los para sua membrana basolateral, onde eles são libe- Diarreias secretoras ocorrem quando toxinas bacterianas, rados para dentro do líquido intersticial. Macrófagos e linfócitos como a toxina da cólera do Vibrio cholerae e a enterotoxina da (p. 514) estão esperando no compartimento extracelular para que Escherichia coli, aumentam a secreção colônica de e de flui- a célula M os apresentem aos antígenos. dos (ver Fig. 21.13). Quando a secreção excessiva de líquido é Se os antígenos são substâncias que ameaçam o corpo, as associada ao aumento da motilidade, ocorre diarreia. A diarreia células imunes mudam a sua ação. Elas secretam citocinas para secretora em resposta a uma infecção intestinal pode ser vista atrair células imunes adicionais que podem atacar os invasores como adaptativa, uma vez que ajuda a arrastar patógenos para e citocinas que desencadeiam uma resposta inflamatória. Uma fora do lúmen. No entanto, ela também tem o potencial de cau- terceira resposta às citocinas é o aumento da secreção de de sar desidratação se a perda de líquidos for excessiva. fluido e de muco para retirar os invasores do trato GI. A Organização Mundial de Saúde estima que, nos países Nas doenças inflamatórias do intestino (como colite ulcerati- em desenvolvimento, 4 milhões de pessoas morrem de diarreia a va e doença de Crohn), a resposta imune é desencadeada inapro- cada ano. Nos Estados Unidos, a diarreia em crianças causa apro- priadamente pelo conteúdo normal do intestino. Um tratamento ximadamente 200 mil hospitalizações por ano. A reposição oral experimental aparentemente bem-sucedido para essa doença de fluidos para o tratamento da perda de sais e água pela diarreia envolve o bloqueio da ação de citocinas liberadas pelo tecido lin- pode prevenir a morbidade (doença) e a mortalidade (morte) asso- fático associado ao intestino (GALT). ciada à diarreia. As soluções de reidratação oral normalmente con- A maneira como certas bactérias patogênicas cruzam a bar- têm glicose ou sacarose, bem como K⁺ e uma vez que a reira criada pelo epitélio intestinal tem desafiado os cientistas du- inclusão de açúcar aumenta a absorção de Se a desidratação é rante anos. A descoberta das células M pode ser a resposta. Parece grave, a infusão intravenosa de líquido pode ser necessária. que algumas bactérias, como Salmonella e Shigella, evoluíram, pro- duzindo moléculas de superfície que se ligam aos receptores nas REVISANDO 16. Na diarreia secretora, as células epiteliais células M. As células M, então, obsequiosamente transportam a CONCEITOS das vilosidades intestinais podem ser bacteria através da barreira epitelial e as depositam dentro do cor- danificadas ou perdidas. Neste caso, será po, onde o sistema imune imediatamente reage. Ambas as bacté- melhor usar uma solução de reidratação oral rias causam diarreia, e a Salmonella também causa febre e vômitos. contendo glicose ou sacarose? Explique 0 seu raciocínio. vômito é um reflexo protetor vômito, ou êmese, a expulsão forçada de conteúdo gástrico e FUNÇÕES IMUNES DO TRATO duodenal pela boca, é um reflexo protetor que remove materiais tóxicos do trato GI antes que eles possam ser absorvidos. Contu- do, o vômito excessivo ou prolongado com perda de ácido gástri- Como você aprendeu no início deste capítulo, o trato GI é o maior pode causar alcalose metabólica (p. 647). órgão imune do corpo. A sua superfície luminal é continuamente reflexo do vômito é coordenado por um centro do vô- exposta a organismos causadores de doença, e as células imunes mito no bulbo. reflexo inicia com a estimulação de receptores do GALT precisam impedir que esses patógenos entrem no cor- sensoriais e é muitas vezes (mas não sempre) acompanhado por po através dos delicados tecidos absortivos. A primeira linha de náusea. Uma variedade de estímulos de todo o corpo pode de- defesa são as enzimas e as imunoglobulinas da saliva e o ambiente sencadear o vômito. Eles incluem substâncias químicas no san- extremamente ácido do estômago. Se patógenos ou materiais tó- gue, como citocinas e certos fármacos, dor, equilíbrio perturbado, xicos são produzidos no intestino delgado, os receptores senso- como o que ocorre em um carro em movimento ou em um barco riais e as células imunes do GALT respondem. Duas respostas balançando, e estresse emocional. A estimulação da parede pos- comuns são a diarreia, recém-descrita, e vômito. terior da faringe também pode induzir o vômito. Os sinais eferentes do centro do vômito iniciam uma onda As células M coletam conteúdos do trato GI peristáltica retrógrada que inicia no intestino delgado e se move para cima. Essa onda é ajudada pela contração abdominal que sistema imune da mucosa intestinal consiste em células imunes aumenta a pressão intra-abdominal. O estômago relaxa de modo espalhadas por toda a mucosa, aglomerados de células imunes nas que a pressão aumentada force o conteúdo gástrico e intestinal placas de Peyer (ver Fig. 21.1f) e células epiteliais especializadas, de volta para o esôfago e para fora da boca. chamadas de células M, que ficam sobre as placas de Peyer. As Durante o vômito, a respiração é inibida. A epiglote e o células M fornecem informações sobre o conteúdo do lúmen para palato mole fecham a traqueia e a nasofaringe para prevenir que as células imunes do GALT. o vômito seja inalado (aspirado). Se o ácido ou as partículas pe- As microvilosidades das células M estão em menor núme- quenas de alimento entram nas vias aéreas, podem lesar o sistema ro e mais espaçadas do que na célula intestinal típica. A superfí- respiratório e causar pneumonia de aspiração.688 Dee Unglaub Silverthorn SOLUCIONANDO PROBLEMA CONCLUSÃO Cólera no Haiti Vibrio cholerae, a bactéria que causa cólera, foi inicialmente identificada na Índia, 2013, cerca de 700 mil casos e mais de 8 mil mortes foram reportados. A análise por volta de 1800. Ela causou sete epidemias mundiais desde então. Cerca de genética da linhagem de Vibrio cholera no Haiti sugere que a bactéria foi aciden- 75% das pessoas que são infectadas com 0 V. cholerae não têm sintomas, mas talmente trazida para a ilha por pacificadores das Nações Unidas vindos da Ásia. 25% remanescentes desenvolvem uma diarreia secretora potencialmente fatal. 0 sistema imune intestinal na maioria das pessoas supera a infecção em cerca de Se você planeja viajar para 0 Haiti ou para qualquer lugar com uma epidemia uma semana. Mas até que isso aconteça, mesmo pessoas assintomáticas liberam declarada de cólera, visite www.cdc.gov/travel e revise as diretrizes e pro- bactérias em suas fezes, 0 que contribui para a propagação da doença. No Haiti, cedimentos para evitar 0 contato com esta bactéria potencialmente letal. Para atormentado por saneamento inadequado e danos no suprimento de água causa- testar 0 seu conhecimento, compare as suas respostas com as informações dos pelo terremoto, a cólera propagou-se rapidamente. Por volta de novembro de sintetizadas na tabela a seguir. Pergunta Fatos Integração e análise P1: Como você esperaria que estivesse volume de A maioria dos fluidos na diarreia são secretados A perda de fluidos do corpo diminuirá 0 volume LEC de Brooke? do corpo para 0 lúmen do trato do LEC. P2: Por que Brooke teve taquicardia? A perda do volume do LEC pela diarreia diminuiu A pressão arterial diminuída desencadeia um a pressão arterial de Brooke. reflexo barorreceptor (p. 493). 0 aumento do estímulo simpático e a redução do parassimpático para 0 nó SA resulta em frequência cardíaca aumentada. P3: Esomeprazol é um inibidor da bomba de prótons "Bomba de próton" é outro nome para um Um inibidor da bomba de prótons diminuiria 0 (PPI). Para que sintoma ou condição Brooke transportador de dependente de ATP. 0 ácido ácido do estômago, assim Brooke poderia estar estava tomando esse medicamento? do estômago é secretado por H⁺-K⁺-ATPase. tomando 0 PPI para azia ou para doença do reflexo gastresofágico (DRGE). P4: Por que tomar um inibidor da bomba de prótons, Inibidores da bomba de prótons diminuem a Em um ambiente estomacal menos ácido, como esomeprazol, aumentou a chance de acidez no estômago. 0 baixo pH gástrico é um mais bactérias da cólera poderiam sobreviver à Brooke contrair cólera? dos mecanismos de defesa do corpo. passagem através do estômago para 0 intestino delgado, onde elas poderiam infectar enterócitos. P5: Por que manter continuamente aberto canal 0 cloreto deixa os enterócitos pelo canal CFTR. Um canal CFTR continuamente aberto significa CFTR no enterócito causa diarreia secretora e 0 e a água 0 seguem pela via paracelular. uma aumentada secreção de e água para desidratação em seres humanos? Ver Figura 21.13. 0 lúmen, 0 que leva à diarreia aquosa. 0 sal e a água são provenientes do LEC, e sua perda causa desidratação. P6: Receitas para a terapia de reidratação oral A sacarose é digerida a glicose e frutose. A captação de pelo SGLT fornece uma via normalmente incluem açúcar (sacarose) e sal A glicose é absorvida por transporte ativo indireto adicional para a absorção do e acelera a de mesa. Explique como açúcar aumenta a dependente de pelo SGLT. reposição do fluido perdido. absorção intestinal de P7: Que tipo de solução IV você selecionaria para A secreção de cloreto pelos enterócitos faz e A salina normal (isosmótica) é mais próxima do Brooke, e por quê? As suas opções de escolha água seguirem, com 0 resultado líquido sendo a fluido perdido na diarreia colérica. A salina na são salina normal (isotônica), salina na metade secreção de fluido isotônico. 0 fluido de reposição metade da concentração diluiria a osmolaridade da concentração normal e dextrose 5% em água deve corresponder à perda de líquidos tanto corporal. A D-5-W não é aceitável, uma vez que (D-5-W). quanto possível. é equivalente a dar água pura e não iria repor a perda de NaCl. Este problema foi escrito por Claire Conroy quando ela era uma estudante de graduação em Ciências Nutricionais/Terapia Pré-Física na University of Texas, em Austin. 655 659 672 675 682 688Fisiologia humana: uma abordagem integrada 689 RESUMO DO CAPÍTULO sistema digestório, como o sistema renal, tem um papel-chave no Alguns segmentos do intestino são tonicamente contraídos, mas balanço de massas no corpo. A maioria do material que entra no sistema, outros exibem contrações fásicas. (p. 661) pela boca ou por secreção, é absorvida antes de alcançar o final do trato 15. músculo liso intestinal exibe poteniais de ondas lentas espontâ- GI. Em distúrbios como a diarreia, na qual a absorção e a secreção estão neos que se originam em células intersticiais de Cajal. (p. 661) desequilibradas, a perda de material pelo trato GI pode alterar grave- mente a A absorção e a secreção no trato GI fornecem inú- 16. Quando uma onda lenta alcança o limiar, ela dispara potenciais de meros exemplos de movimento através das membranas, a maioria dos pro- ação, e músculo contrai. (p. 663; Fig. 21.4a) cessos segue padrões que você já encontrou no rim e em outros sistemas. 17. Entre as refeições, o complexo motor migratório move alimen- Finalmente, a regulação das funções do trato GI ilustra as complexas to restante do trato GI proximal para as regiões distais. (p. 663; interações que ocorrem entre os sistemas de controle endócrino e neural e Fig. 21.4b) sistema imune. 18. As contrações peristálticas são ondas progressivas de contração que ocorrem principalmente no esôfago. As contrações segmen- Anatomia do sistema digestório tares são contrações mistas. (p. 663; Fig. 21.4c, d) 1. alimento entrando no sistema digestório passa através da boca, faringe, esôfago, estômago (fundo, corpo, antro), intestino del- Regulação da função gastrintestinal gado (duodeno, jejuno, ileo), intestino grosso (colo, reto) e ânus. (p. 658; Fig. 21.1a) 19. sistema nervoso entérico pode integrar informações sem en- tradas do SNC. Os neurônios intrínsecos estão completamente 2. As glândulas salivares, estômago, o pâncreas e fígado adicio- dentro do SNE. (p. 664) nam secreções exócrinas contendo enzimas e muco ao lúmen. (p. 655; Fig. 21.1a) 20. Os reflexos curtos originam-se e são integrados no SNE. Os reflexos longos podem se originar no SNE ou fora dele, mas 3. quimo é uma solução cremosa que se forma quando o alimento são integrados no SNC. (p. 664; Fig. 21.5) é degradado por digestão mecânica ou química. (p. 655) 21. Em geral, a inervação parassimpática é excitatória, e a inervação 4. A parede do trato GI consiste em quatro camadas: mucosa, sub- simpática é inibidora para a função GI. (p. 665) mucosa, muscular externa e serosa. (p. 658; Fig. 21.1d) 22. Os peptídeos GI estimulam ou inibem a motilidade e a secreção. 5. A mucosa está junto ao lúmen e consiste em epítélio, lâmina A maioria dos estímulos para a secreção de peptídeos GI vem da própria e muscular da mucosa. A lâmina própria contém células ingestão dos alimentos. (p. 665) imunes. Pequenas vilosidades e invaginações aumentam a área de superfície. (p. 658; Fig. 21.1e, f) 23. Os hormônios GI são divididos na família da gastrina (gastrina, colecistocinina), família da secretina (secretina, peptídeo inibi- 6. A submucosa contém vasos sanguíneos e linfáticos e plexo sub- dor gástrico, peptídeo similar ao glucagon 1) e hormônios que mucoso do sistema nervoso entérico. (p. 659; Fig. 21.1f) não se encaixam em nenhuma dessas duas famílias (motilina). 7. A muscular externa consiste em uma camada de músculo circular (p. 665, 667; Tab. 21.1) e uma camada de músculo longitudinal. plexo mioentérico fica entre essas duas camadas musculares. (p. 659; Fig. 21.1e, f) fase cefálica 8. A serosa é a camada de tecido conectivo externa que é a continua- ção da membrana peritoneal. (p. 659; Fig. 21.1d) 24. A visão, gosto ou cheiro do alimento inicia um reflexo GI na fase cefálica da digestão. (p. 668; Fig. 21.8) Funções e processos digestórios 25. A digestão mecânica inicia com a mastigação, ou mastigamento. A saliva umedece e lubrifica o alimento. A amilase salivar digere os 9. trato GI move nutrientes, a água e eletrólitos do meio ex- carboidratos. (p. 668) terno para meio interno. (p. 659) 26. A saliva é uma secreção exócrina que contém água, íons, muco e 10. A digestão é a degradação química e mecânica dos alimentos em proteínas. A secreção salivar está sob controle autonômico. (p. 668) unidades absorvíveis. A absorção é a transferência de substâncias 27. Engolimento, ou deglutição, é um reflexo integrado por um cen- do lúmen do trato GI para LEC. A motilidade é movimento tro medular. (p. 668; Fig. 21.7) do material ao longo do trato GI. A secreção é a transferência de fluido e eletrólitos do LEC para o lúmen ou a liberação de subs- tâncias pelas células. (p. 659; Fig. 21.2) fase gástrica 11. Cerca de 2 litros de líquido por dia entram no trato GI pela 28. O estômago armazena bolo alimentar, inicia a digestão de pro- boca. Outros 7L de água, íons e proteínas são secretados pelo teínas e gorduras e protege o corpo contra patógenos deglutidos. corpo. Para manter o balanço de massas, quase todo esse volume é (p. 669) reabsorvido. (p. 661; Fig. 21.3) 29. estômago secreta muco e bicarbonato pelas células muco- 12. Muitas enzimas digestórias são secretadas como zimogênios inati- sas, pepsinogênio pelas células principais, somatostatina pelas vos para prevenir a autodigestão. (p. 661) células D, histamina pelas células ECL e gastrina pelas células G. 13. Para defesa contra invasores, o trato GI contém a maior coleção de (p. 670, 672; Fig. 21.9a, b; Fig. 21.10) tecido linfoide do corpo, o tecido linfoide associado ao intestino 30. As células parietais nas glândulas gástricas secretam ácido clorí- (GALT). (p. 660) drico e fator intrínseco. (p. 670; Fig. 21.9c) 14. As células musculares lisas do trato GI despolarizam espontanea- 31. A função gástrica é integrada com as fases cefálica e intestinal da mente e são eletricamente conectadas por junções comunicantes. digestão. (p. 670; Fig. 21.8, Fig. 21.20)690 Dee Unglaub Silverthorn fase intestinal 44. As endopeptidases (também chamadas de proteases) quebram 32. A maior parte da absorção dos nutrientes ocorre no intestino del- proteínas em peptídeos menores. As exopeptidases removem gado. intestino grosso absorve água e íons. 673) aminoácidos dos peptídeos. (p. 681; Fig. 21.18) 33. A maior parte dos nutrientes vai diretamente para o fígado via 45. Os aminoácidos são absorvidos via cotransporte dependente de sistema porta-hepático antes de entrar na circulação sistêmica. ou de Os dipeptídeos e tripeptídeos são absorvidos via (p. 673; Fig. 21.12) cotransporte dependente de H⁺. Alguns peptídeos maiores são absorvidos intactos via transcitose. (p. 682; Fig. 21.18) 34. As enzimas intestinais são parte da borda em escova. As células caliciformes secretam muco. 673) 46. Os ácidos nucleicos são digeridos e absorvidos como bases nitro- genadas e monossacarídeos. (p. 682) 35. As células intestinais secretam uma solução isotônica de NaCl usando canal de cloreto CFTR. A água e o seguem o 47. As vitaminas lipossolúveis são absorvidas junto com as gorduras. a favor dos gradientes osmótico e eletroquímico. (p. 674; As vitaminas hidrossolúveis são absorvidas por transporte media- Fig. 21.13) do. A absorção da vitamina B₁₂ requer fator intrínseco secretado pelo estômago. (p. 682) 36. pâncreas secreta uma solução aquosa de pelas células dos ductos e enzimas digestórias inativas pelos ácinos (p. 674; 48. A absorção mineral geralmente ocorre via transporte ativo. Algum Fig. 21.14) cálcio se move pela via paracelular. e água movem-se pela via pa- racelular, bem como por proteínas de membrana. (p. 682; Fig. 21.19) 37. A bile produzida pelos hepatócitos contém sais biliares, bilirru- bina e colesterol. A bile é armazenada e concentrada na vesícula 49. Ácido no intestino, CCK e secretina retardam o esvaziamento gás- biliar (p. 675; Fig. 21.15) trico. (p. 684; Fig. 21.20) 38. A digestão de gorduras é facilitada pelos sais biliares. Conforme a 50. material não digerido no colo se move para a frente por mo- digestão prossegue, as gotículas de gordura formam micelas. vimento de massa. reflexo de defecação é desencadeado por (p. 675; Fig. 21.16) distensão repentina do reto. (p. 686; Fig. 21.21) 39. A digestão de gorduras requer a enzima lipase e cofator colipase. 51. As bactérias colônicas usam a fermentação para digerir material (p. 678; Fig. 21.16) orgânico. (p. 686) 40. A absorção de gorduras ocorre principalmente por difusão simples. 52. As células do colo podem absorver e secretar líquido. A secreção colesterol é transportado ativamente. (p. 676; Fig. 21.16) excessiva de líquido ou a diminuição da absorção causam diarreia. (p. 686) 41. Os quilomícrons, feitos de monoacilgliceróis, de ácidos graxos, de colesterol e de proteínas, são absorvidos para a linfa. (p. 678; Fig. 21.16) Funções imunes do trato gastrintestinal 42. A amilase digere amido em maltose. As dissacaridases digerem 53. Os mecanismos protetores do trato GI incluem a produção de dissacarídeos em monossacarídeos. (p. 680; Fig. 21.17) muco e ácido, vômitos e diarreia. (p. 687) 43. A absorção da glicose usa transportador por simporte SGLT 54. As células M coletam conteúdo do trato GI e apresentam antí- -glicose e transportador GLUT2. A frutose usa os transpor- genos para as células do GALT. (p. 687) tadores GLUT5 e GLUT2. (p. 680; Fig. 21.17) 55. vômito é um reflexo protetor integrado no bulbo. (p. 687) QUESTÕES PARA REVISÃO Além da resolução destas questões e da checagem de suas respostas na A-28, reveja Tópicos abordados e objetivos de aprendizagem, no início deste capítulo. Nível um Revisando fatos e termos 2. Para a maior parte dos nutrientes, quais são os dois processos que não são regulados? Quais são dois que são continuamente regu- 1. Relacione cada uma das descrições que seguem com o(s) termo(s) lados? Por que você acredita que essas diferenças existem? Justifi- apropriado(s): que a sua resposta. a. o quimo é produzido aqui 1. colo 3. Defina os quatro processos básicos do sistema digestório e dê um exemplo de cada. b. órgão onde a maior parte da 2. estômago digestão ocorre 4. Liste as quatro camadas das paredes do trato GI. Que tipo de teci- 3. intestino delgado do predomina em cada camada? c. seção inicial do intestino delgado 4. duodeno 5. Descreva o tipo funcional do epitélio que reveste o estômago e os d. adiciona secreções exócrinas ao 5. íleo intestinos. duodeno via ducto 6. jejuno 6. que são placas de Peyer? E as células M do intestino? e. esfincter entre estômago e intestino 7. pâncreas 7. Para que propósito serve a motilidade no trato GI? Que tipo de f. as enzimas são produzidas aqui 8. piloro tecido contribui para a motilidade do trato GI? Que tipos de con- 9. reto trações tecidos sofrem? g. a distensão de sua parede desen- cadeia o reflexo de defecação 10. fígado 8. que é um zimogênio? E uma proenzima? Liste dois exemplos de cada.Fisiologia humana: uma abordagem integrada 691 9. Relacione cada uma das células seguintes com seu(s) produto(s) (f) plexo submucoso, plexo mioentérico, nervo vago. secretado(s). Os itens podem ser usados mais de uma vez. (g) fases cefálica, gástrica e intestinal da digestão. 17. (a) Esquematize os mecanismos celulares pelos quais K⁺ e a. células parietais 1. enzimas são reabsorvidos do intestino. b. células caliciformes 2. histamina (b) Esquematize os mecanismos celulares pelos quais e c. células da borda em escova 3. muco são secretados para o lúmen. d. células 4. pepsinogênio 18. Compare o sistema nervoso entérico com cérebro cefálico. e. células D 5. gastrina Dê alguns exemplos específicos de neurotransmissores, neuromo- f. células ECL 6. somatostatina duladores e células de sustentação dos dois. 7. 19. Liste e descreva brevemente as ações dos membros de cada um dos g. células principais três grupos de hormônios GI. h. células G 8. 20. Explique como os antagonistas do receptor e inibidores da 9. fator intrínseco bomba de prótons reduzem a secreção ácida gástrica. 10. Como cada um destes fatores pode afetar a digestão? Explique brevemente como e onde cada fator exerce seus efeitos. Nivel três Solucionando problemas (a) Emulsificação. 21. Na doença chamada bemocromatose, o hormônio hepcidina está ausente ou não funcional. Utilize os seus conhecimentos sobre a (b) Atividade neural. (c) Baixo pH. homeostasia do ferro para prever que ocorre com a captação in- (d) Tamanho das partículas de alimento. testinal de ferro e com níveis plasmáticos de ferro nessa doença. 11. A maioria dos nutrientes digeridos é absorvida no do 22. bebê de Erica, Justin, teve episódios graves de diarreia e agora sistema entregando nutrientes para (órgão). está desidratado. É mais provável que seu sangue esteja em acidose Todavia, as gorduras digeridas vão para sistema pois ou alcalose? Por quê? os capilares intestinais possuem uma que a maioria dos 23. Mary Littlefeather chegou ao consultório do seu médico recla- lipídeos é incapaz de atravessar. mando de uma dor intensa e constante no quadrante superior 12. que é sistema nervoso entérico e qual é a sua função? direito do abdome. A dor iniciou logo após ela comer frango frito, batatas fritas e ervilhas. Exames de laboratório e ultrassom revela- 13. que são reflexos curtos? Que tipos de respostas eles regulam? ram a presença de cálculos do ducto colédoco que vai do fígado, da que se entende pelo termo reflexo longo? vesícula biliar e do pâncreas para intestino delgado. 14. Que papel desempenham as substâncias parácrinas na digestão? (a) Por que a dor de Mary foi desencadeada pelo alimento que Dê exemplos específicos. ela comeu? (b) Quais dos seguintes processos serão afetados pelas pedras Nível dois Revisando conceitos na vesícula: formação de micelas no intestino, digestão de 15. Mapeamento. Mapa 1: liste os três principais grupos de biomo- carboidratos no intestino e absorção de proteínas no intestino. léculas no topo de uma folha grande de papel. No lado inferior Explique seu raciocínio. esquerdo do papel escreva boca, estômago e intestino delgado. Para 24. Com base no que você apendeu sobre transporte epitelial, cada biomolécula em cada local, preencha com a enzima que dige- desenhe uma figura das células dos ductos salivares e do lúmen. re a biomolécula, produto da digestão de cada enzima e local e Organize os seguintes canais de membrana e transportadores mecanismos pelos quais esses produtos são absorvidos. nas membranas apical e basolateral para que as células do ducto Mapa 2: Crie um diagrama ou mapa usando seguintes termos absorvam e secretem K⁺: canais ENaC, Na -ATPase e relacionados à absorção do ferro: K⁺. Com a estimulação neural, a taxa do fluxo de saliva pode au- mentar de 0,4 mL/min para 2 mL/min. que você acha que ocor- DMT1 ferro heme re com o conteúdo de e K⁺ da saliva a uma alta taxa de fluxo? endocitose ferroportina enterócito fígado Nível quatro Problemas quantitativos Fe²⁺ hepcidina 25. transporte intestinal do análogo de aminoácidos MIT (monoio- dotirosina) pode ser estudado com o uso da preparação do "saco intestinal invertido". Uma porção do intestino é virada ao avesso e 16. Defina, compare e diferencie os seguintes pares ou conjuntos de preenchida com uma solução contendo MIT, amarrada em ambas termos: as extremidades e, então, colocada em um banho contendo nutrien- (a) mastigação, deglutição. tes, sais e uma concentração igual de MIT. Mudanças na concen- (b) microvilosidade, vilosidade. tração de MIT são monitoradas no banho (lado mucoso ou apical (c) peristaltismo, contrações segmentares, complexo motor mi- do intestino invertido), nas células intestinais (tecido) e dentro do gratório, movimentos de massa. saco (lado seroso ou basolateral do intestino) por um período de (d) quimo, fezes. 240 minutos. resultado é mostrado no gráfico. (Dados de (e) reflexos curtos, reflexos longos. Nathans et al., Biochimica et Biophysica Acta 271-282, 1960.)692 Dee Unglaub Silverthorn (a) Com base nos dados mostrados, o transporte transepitelial de MIT é um processo passivo ou ativo? Tecido (b) Por qual via o MIT se move: (1) de apical para tecido para Concentração de MIT basolateral, ou (2) de basolateral para tecido para apical? Esse movimento é de absorção ou secreção? Lado seroso (c) transporte através da membrana apical é ativo ou passivo? Explique o seu raciocínio. (d) transporte através da membrana basolateral é ativo ou pas- Lado mucoso sivo? Explique o seu raciocínio. 0 60 120 180 240 Tempo (minutos) As respostas para as questões de Revisando conceitos, Figuras, Questões gráficas e Questões para revisão ao final do capítulo podem ser encontradas no Apêndice A (p. A-1).