Digestão e absorção de macronutrientes

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Digestão e absorção de macronutrientes
 
 
Características básicas do sistema digestório
Os processos digestivos dos macronutrientes são efetuados por enzimas lumiais e da borda em escova, dos enterócitos do delgado
A digestão é efetuada por enzimas hidrolases, que catalisam a adição de moléculas de H2O às ligações C-O e N-O, o processo inverso - remoção hídrica - é a condensação
Enzimas lumiais são enzima secretadas no lúmen do SGI. São elas: 
Amilase salivar
Lipase lingual 
Pepsina 
Lipase gástrica
Amilase pancreática
Tripsina 
Quimiotripsina
Já as sintetizadas nos enterócitos e incorporadas às suas membranas lumiais, como proteínas integrais, são as enzimas da borda em escova. As principais são:
Endopeptidase
Dissacaridases 
Dipeptidases
Aproximadamente 80% da absorção de solutos e de água ocorre no intestino delgado.
Absorção de produtos de macronutrientes, vitaminas e maior parte da água e eletrólitos: Duodeno e jejuno.
Processos absortivos específicos - como vit. B12, FI ... - ocorre no íleo.
O cólon absorve água, NaCl e produtos da fermentação bacteriana.
A superfície do delgado é amplificada devido a diferentes características morfológicas.
 
A membrana lumial dos enterócitos absortivos apresentam microvilosidades, que formam a borda em escova do epitélio intestinal. (aumento da capacidade absortiva)
A primeira amplificação se deve às dobras de Kerckring (circulares) - dobras da mucosa e submucosa que se projetam para o lúmen intestinal. Mais numerosas no duodeno e jejuno proximal.
A segunda são as vilosidades - dobras da mucosa que elevam cerca de 10x a sup. absortiva. Diminuem de número na direção craniocaudal desaparecendo no cólon. Sua base apresenta criptas de Lieberkuhn (células indiferenciadas que sofrem constantes mitoses - as células nascentes migram para o ápice e se diferenciam em células absortivas).
 
O cólon não possui enzimas lumiais e da borda em escova, e absorve eminentemente água, íons e ácido graxos voláteis.
Barreiras para absorção de subs. Do lúmen até os capilares. (Camada de água; glicocalix/ estrutura da memb. Luminal; citosol).
Presença da flora intestinal
A resistência das membranas celulares no delgado é 20x superior à das tight-junctions, enquanto no cólon a resistência é aproximadamente igual. Por isso, o epitélio do delgado é do tipo leaky e o do cólon do tipo tight. Assim, no sentido cefalocaudal há um gradiente decrescente de permeabilidade iônica, ou seja, no delgado ocorre mais absorção.
 Carboidratos
A digestão dos carboidratos começa na boca com ação da alfa-amilase salivar, que catalisa a digestão parcial destes, e pelas enzimas da borda em escova.
No duodeno a alfa-amilase pancreática converte o amido em maltose, maltotriose e dextrinas que são oligossacarídeos com ligações alfa [1-6]- glicosídicas.
A alfa-amilase salivar é muito semelhante à alfa-amilase pancreática, com a diferença que não é capaz de romper a camada de celulose que recobre o amido cru, agindo apenas sobre o cozido.
Ambas são endoamilases - hidrolisam ligações glicosídicas no interior das cadeias polissacarídicas.
A digestão do amido continua no estômago, na fase de armazenamento gástrico, durante quase 1h. 
No intestino delgado, a alfa-amilase pancreática é secretada pelo pâncreas em concentração elevada e com alta atividade catalítica. Assim, após 10 min da chegada do quimo, o amido está completamente hidrolisado.
Estes oligossacarídeos são digeridos pelas oligossacaridases - digestão final dos di- trissacarídios - na borda em escova do duodeno: 
Lactase
Sacarase 
Isomaltase (alfa-dextrinase)
Glicoamilase (maltase)
Os produtos finais da digestãp dos carboidratos pelas enzimaz luminais e da borda em escova são glicose ( de 70-80%), frutose (15%) e galactose (5%).
A digestão de carboidratos completa-se já no jejuno proximal.
Como há grande reserva de alfa-amilase pancreática e de dissacarídase na borda em escova o passo limitante para assimilação de carboidratos é a absorção das hexoses.
Os produtos finais da digestão dos carboidratos, glicose, galactose e frutose, são absorvidos em duas etapas, mediadas por carregadores presentes nas duas membranas dos enterócitos.
 
Como as hexoses não permeiam facilmente a bicamada, elas são transportadas por carreadores específicos.
A glicose e a galactose são absorvidas pela borda em escova das células epiteliais por transporte ativo secundário acoplado ao influxo de Na+ mediado pela proteína 1 de transporte de sódio-glicose (SGLT1).
2Na+:1 Glicose/Galactose. Depende tanto do gradiente elétricoquímico para o Na+ como do potencial elétrico da membrana lipídica.
A inibição da Na+/K+ -ATPase inibe a absorção intestinal de glicose e/ou galactose, porque dissipa o gradiente de potencial eletroquímico para o Na+ através da célula.
 
 A redução de Na+ luminal (ou a sua ausência) afeta também a absorção intestinal destas hexoses, pois diminui a afinidade do SGLT-1 para a glicose e/ou galactose.
 
Os monossacarídeos atravessam a membrana basolateral por difusão facilitada mediada pelo transportador GLUT-2 - que também transporta frutose através da membrana.
O transporte facilitado da frutose através da borda em escova é mediado pela GLUT-5 que é específica para frutose, ele ocorre independente da presença se Na+.
 
Absorção rápida e se completa totalmente até o jejuno proximal. Os locais de absorção de hexoses provenientes de amido variam conforme o tipo de alimento, e certa quantidade não é absorvida. Os carboidratos não absorvidos no delgado servem de fonte de carbono para as bactérias colônicas.
Proteínas 
A proteína ingerida é quase totalmente absorvida no momento em que atravessa o jejuno. Todas a proteínas contidas no TGI são absorvidas.
As proteínas exógenas originam-se de carnes e vegetais ingeridos. Proteínas endógenas, resultam das secreções salivar, gástrica, pancreática, biliar e intestinal; são enzimas, hormônios e imunoglobulinas e proteínas do muco, ou originárias da descamação das células da parede do TGI, além de algumas proteínas plasmáticas que podem ter entrado no lúmen do TGI.*As proteínas nas fezes se originam do cólon.
As enzimas luminais, de origem gástrica e pancreática,
originam oligopeptúlios e aminoácidos livres.
 
Glutamina, glutamato e aspartato estão entre os combustíveis preferidos para as células epiteliais intestinais. Assim, a maior parte penetra pela borda em escova e é desviada para as vias do metabolismo energético. 
A digestão de proteínas é dividida em duas fases: 
Fase gástrica
Pepsina - Realiza hidrólise proteica e com presença do HCl (ativa o pepsinogênio). A pepsina ativa efetua autocatálise. Sua atividade máxima ocorre na fase gástrica da secreção. O peptídio da terminação NH2 permanece ligado à pepsina e age como inativadro da pepsina, a valores acima de pH 2.
Fase intestinal 
Proteases pancreáticas - A fase intestinal é efetuada pelas enzimas proteolíticas lançadas no duodeno pela secreção pancreática.
-Quimo -> estimula células endócrinas do delgado -> secreção de secretina e CCK -> estimulam, respectivamente, secreção de NaHCO3 e acinares pancreáticas a secretarem enzimas.
-O bicarbonato tampona o HCl e gera um ambiente alcalino.
Enzimas proteolíticas pancreáticas: 
Tripsonogênio - ativado no jejuno, pela enteroquinase, virando tripsina.
Quimiotripsinogênio - quimiotripsina.
Pró-elastase - Elastase.
Pró-carboxipeptidade A - Carboxipeptidade A 
Pró-carboxipeptidade B - Carboxipeptidade B
As enzimas proteolíticas pancreáticas têm altas especificidades.
As peptidases da borda em escova e as citosólicas continuam a hidrólise proteica.
Aminoácidos, dipeptídeos, tripeptídeos e tetrapeptídeos são absorvidos na membrana luminal por transportadores acoplados ao gradiente de H+.
Ao contrário do que ocorre com os carboidratos, os dímeros e trimeros derivados da hidrólise proteica são absorvidos através da ML dos enterócitos do delgado, sendo hidrolisados no citosol, originando aminoácidos absorvidos através da MBL.
Adigestão das proteínas e a absorção dos seus produtos de hidrólise completam-se até o íleo proximal.
A absorção de di, tri e tetrapeptidios através da membrana luminal ocorre via cotransportador dependente do gradiente de potencial eletroquímico de H+.
NHE
PEPT1 - Cotransportador eletrogênico 2H+: oligopeptídio, responsável pelo influxo de peptídios para o enterócito. 
No citoplasma das células epiteliais, peptidases terminam a hidrólise dos peptídeos e os produtos se difundem através da membrana basolateral para a circulação.
A absorção de peptidios tem importância nutricional e clínica:
A absorção de aminoácidos na for de peptídios ocorre mais rápido.
A absorção de di, tri ou tetrapeptídios evita problemas de competição com os transportadores da ML dos enterócitos, o que pode ocorrer com os aminoácidos livres.
A absorção de formas oligoméricas é energeticamente mais vantajosa para as células que a de formas monoméricas.
Os peptídios são mais resistentes que os aminoácidos ao jejum, às carências proteico-calóricas, às carências vitamínicas e às doenças intestinais.
 
 
Lipídios
Principais lipídios:
Triacilgliceróis (TGA)
Colesterol (col)
Ésteres de colesterol (Col-E)
Fosfolipídios (FL)
As lipases lingual e gástrica iniciam o processo de digestão dos lipídios (lipases ácidas). Os produtos gerados nesses processos estimulam a secreção de CCK que, por sua vez, estimula as secreções pancreática e biliar.
Os ácidos biliares, juntamente com a lecitina presente na bile emulsificam a gordura da dieta, aumentando a superfície disponível para digestão.
Os lipídios endógenos no TGI são provenientes da bile - FL (principalmente lecitina) e Col não esterificado - eles são bons estabilizadores das gotículas pois são anfifílicos.
Como os lipídios são pouco solúveis formam gotas em suspensão. As enzimas lipolíticas, por sua vez, são hidrossolúveis, então só agem na interface lipídio/água.
Em recém-nascidos a secreção gástrica é bem estabelecida e sua ação hidrolítica é importante no período neonatal pois age sobre a gordura do leite.
Já em adultos a quantidade de lipase pancreática já é maior e a ausência de lipase gástrica não provoca problemas de má absorção lipídica.
OBS:
Entretanto, a quantidade de lipase pancreática pode ser diminuída, por insuficiência pancreática ou fibrose cística ou quando ela é inativada no
duodeno por hipersecreção de HCl gástrico, como ocorre, por exemplo, na síndrome de Zollinger-Ellison (gastrinoma).
Quando isso acontece, a hidrólise das gorduras pelas lipases pré-duodenais passa a ser essencial e elas podem continuar a agir no ambiente pouco alcalino do duodeno que se dá nesta condição.
Desta forma, as ações das lipases pré-duodenais aliviam, parcialmente, os problemas de má absorção lipídica por insuficiência pancreática.
Lipase pré- duodenal → hidroliza TGA → 1 ácido graxo + diacilgliceróis. 15% da digestão de gorduras ocorre no estômago. 
Os produtos dessa hidrólise são o principal estímulo para:
 A liberação da CCK - que estimula a secreção de enzimas pancreáticas, contrai a musculatura da vesícula biliar e relaxe o esfíncter de Oddi.
A secreção de GIP (peptídio inibidor gástrico) - retarda o esvaziamento gástrico por contração pilórica. (essa ação tão é efetuada pela secretina e CCL, isso permite que o delgado processe adequadamente o quimo.
O suco pancreático contém as principais enzimas lipolíticas
A lipase pancreática depende da co-lipase
A colipase não tem atividade hidrolítica, mas age como cofator para a ação da lipase. A interação da colipase com a enzima induz uma alteração conformacional de lipase, movendo a alça que recobria o sítio catalítico, propiciando ao substrato lipídico difundir-se ao sítio catalítico agora exposto.
Hidrolase de éstere de colesterol
Colesterol-éster-hidrolase
Fosfolipase A2
Apenas ela é lançada no lúmen, na forma de proenzima inativa - ativada pela tripsina.
Produtos da hidrólise lipídica e sais biliares formam as micelas que são dissociadas próximo a membrana lumial e alcançam o citoplasma por difusão.
Os sais biliares na forma micelar também elevam a emulsificação das gotas de gordura já previamente emulsificadas no estômago, aumentando ainda mais a área superficial das gorduras para a ação lipolítica.
O movimento do delgado facilita também a emulsificação.
Entretanto, os agentes emulsificadores inibem a lipólise, recobrindo externamente as gotículas emulsificadas e, assim, impedindo a interação da lipase pancreática com as gorduras. 
A colipase reverte essa ação:
Ligando-se à interface, servindo como uma âncora para a ligação da lipase
Formando um complexo colipase-lipase, que se liga à interface das gotículas com a água, permitindo a ação hidrolítica da lipase.
Os produtos da hidrólise lipídica são reesterificados, formando os quilomícrons. 
Os produtos da hidrólise lipídica sofrem partição nas micelas dos sais biliares, que os transferem através da camada não agitada de água até a ML dos enterócitos do jejuno proximal. São absorvidos na forma de monômeros livres e são transportados através da ML, provavelmente por mecanismos mediados. 
Os sais biliares remanescentes retornam ao lúmen intestinal, sendo reabsorvidos ao longo do intestino (mas, predominantemente, no íleo).
 Pela circulação êntero-hepática, os sais biliares retornam ao fígado. 
 Os sais biliares que voltam ao fígado estimulam a secreção de bile pelos hepatócitos, efeito este chamado de colerético.
 
 Os ácidos graxos de cadeias longas, os 2-MAG, os lisofosfolipídios e o colesterol ligam-se a proteínas ligadoras de ácidos graxos dos enterócitos, sendo transportados ao REL, onde são reesterificados por duas vias:
a de acilação dos MAG, que predomina no período absortivo
e a do ácido fosfatídico, que ocorre nos períodos interdigestivos.
 
Os produtos reesterificados formam os quilomícrons, que contêm 80 a 90% de TAG, 8 a 9% de fosfolipídios, 2% de colesterol e de apoproteína. Os quilomícrons são exocitados através da MBL dos enterócitos, sendo absorvidos pelos capilares linfáticos das vilosidades que os conduzem à circulação sistêmica.
 
 As lipases do endotélio dos capilares sanguíneos hidrolisam os TAG a AGL e MAG, que são capturados pelos adipócitos e por fibras musculares. Os quilomícrons remanescentes, ricos em colesterol, retornam ao fígado. Os sais biliares, após a digestão e absorção dos lipídios, voltam ao fígado pela circulação porta, sendo absorvidos ao longo de todo o intestino, mas preferencialmente no íleo, em acoplamento com o Na+.