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Digestão e absorção no trato gastrointestinal 1. Descrever o processo digestivo no intestino Os macronutrientes essenciais para a manutenção da vida não podem ser absorvidos pelo trato gastrointestinal sem o processo de digestão. Uma digestão preliminar é fundamental para a absorção de todos os nutrientes necessários para manutenção da vida e produção de energia. Nesse caso, é necessário que esse alimento passe por algumas etapas. Os macronutrientes em geral sofrem o processo de hidrólise bem semelhantes: a quebra de partículas maiores em partículas menores para facilitar o processo de absorção no intestino. A única diferença entre eles é o tipo de enzima responsável pela quebra de determinado macronutriente. Hidrólise de carboidratos Os carboidratos mais encontrados nas dietas são os dissacarídeos e os polissacarídeos que seriam monossacarídeos ligados uns aos outros por um processo conhecido como condensação. Tal processo indica que um íon hidrogênio foi removido de um dos monossacarídeos e uma hidroxila foi removida de outro monossacarídeo, possibilitando a união dos monossacarídeos no local de remoção. Ao entrar em contato com as enzimas presentes no suco digestivo, os carboidratos são quebrados em suas porções menores através da reintrodução dos grupos perdidos no processo de condensação. Hidrólise de gorduras As gorduras da dieta, em grande parte, consistem nos triglicerídeos. Tal grupo é formado por 3 ácidos graxos unidos por uma molécula de glicerol. No processo de quebra dessa gordura, os grupos são separados novamente através da reinserção de 3 moléculas de água. Hidrólise de proteínas Os aminoácidos são condensados nas moléculas de proteínas através das ligações peptídicas. No seu processo de quebra, enzimas proteolíticas reinserem na molécula, a molécula de água perdida no processo de condensação Digestão de carboidratos A enzima digestiva presente na boca conhecida como ptialina é responsável por uma parte da digestão dos carboidratos. Essa enzima hidrolisa parte do amido ingerido em maltose, que é um dissacarídeo. Ao passar para o intestino delgado, a amilase pancreática presente lá fica responsável pela quebra dos carboidratos que não foram hidrolisados na amilase salivar. A parede do intestino delgado é formada por vilosidades, essas vilosidades são revestidas por enterócitos que formam a borda em escova do intestino, os quais contêm 4 enzimas: lactase, sacarose, maltase e alfa-dextrinase que são capazes de clivar a lactose, a sacarose, a maltose e outros polímeros de glicose A lactose se divide em molécula de galactose e glicose A sacarose se divide em molécula de frutose e glicose A maltose e outros polímeros de glicose se dividem em múltiplas moléculas de glicose Ou seja, Os produtos finais da digestão de carboidratos são todos monossacarídeos hidrossolúveis que são absorvidos imediatamente para o sangue porta Digestão de proteínas O processo de digestão das proteínas se inicia com a pepsina, uma enzima produzida no estômago responsável por convertê-las em proteoses, peptonas e outros polipeptídios. O exemplo importante da ação da pepsina é a clivagem de colágeno, que costuma ser pouquíssimo afetado pelas demais enzimas. Portanto, as fibras colágenas presentes no tecido de sustentação das células animais são dependentes diretas dessa enzima para que sua absorção seja de fato efetivada Porém, a maior parte do processo de digestão das proteínas ocorre no intestino delgado, superior, duodeno e jejuno sob a influência de enzimas proteolíticas da secreção pancreática: tripsina, quimiotripsina, carboxipolipeptidase e elastase, sendo apenas uma pequena parte das proteínas digeridas completamente, a maioria é reduzida a dipeptídeos e tripeptídeos. O último estágio na digestão das proteínas consiste na absorção desses dipeptídeos e tripeptídeos formados anteriormente. Esse estágio ocorre no lúmen intestinal e é feito pelos enterócitos. As microvilosidades da borda do intestino se projetam e em cada membrana há múltiplas peptidases, as quais entrarão em contato com o líquido intestinal. As peptidases mais importantes são: aminopolipeptidase e as dipeptidases. São elas responsáveis por continuar a hidrólise da maioria dos tripeptídeos, dipepetídeos e dos aminoácidos remanescentes. Esses grupos são transportados então até o citosol do enterócito onde há outras peptidases que serão responsáveis por hidrolisar os aminoácidos que porventura ainda não foram hidrolisados. Assim que todos forem hidrolisados então, serão transferidos para a corrente sanguínea. Digestão de gorduras Uma pequena quantidade de triglicerídeos é digerida no estômago pela lipase lingual que é uma enzima secretada pelas glândulas linguais. Porém, a quantidade digerida é quase desprezível, menos de 10%. Portanto, os fisiologistas costumam dizer que toda digestão de gorduras ocorre no intestino delgado. A primeira etapa na digestão de gorduras é a quebra física dos glóbulos de gordura para formação de partículas menores. Esse processo é conhecido como emulsificação das gorduras e ocorre no estômago a partir da agitação dele, que proporciona a mistura das gorduras com a secreção gástrica. As enzimas hidrossolúveis só podem agir na superfície das gorduras, portanto, a quebra das gorduras em partículas menores permite que tais enzimas possam agir em uma área de superfície maior. O processo de emulsificação perdura até o duodeno onde há o encontro desse quimo com a bile. A bile não contém enzimas, porém, contém uma grande quantidade de sais biliares e de um fosfolipídeo conhecido como lecitina que são essenciais para a continuação desse processo. Essas duas substâncias são anfifílicas. As porções apolares se dissolvem nas camadas superficiais dos glóbulos gordurosos projetando assim, as porções polares. As porções polares, por sua vez, são solúveis nos líquidos aquosos circundantes, o que diminui consideravelmente a tensão superficial dessa gordura e a torna solúvel. Entretanto, a hidrólise dos triglicerídeos é um processo muito reversível, o que dificulta o processo de absorção das partículas. Os sais biliares tem como função remover monoglicerídeos e ácidos graxos que estão próximos das partículas em digestão. Esse processo ocorre porque sais biliares em grande quantidade tendem a formar micelas. Os sais biliares que compõe a micela possuem grupo esterol em seu interior que envolve o produto da digestão das gorduras e um grupo extremamente hidrossolúvel em seu exterior o qual protege os glóbulos de gordura. As micelas também são responsáveis pelo transporte de monoglicerídeos e ácidos graxos para passagem pela borda em escova. A enzima mais importante no processo de digestão dos triglicerídeos é a lipase pancreática a qual está contida em bastante quantidade no suco pancreático. Os enterócitos do trato intestinal possuem ainda outra lipase chamada de lipase entérica, mas que normalmente não é necessária. Os produtos finais da digestão de triglicerídeos são: ácidos graxos livres e 2-monoglicerídeos. Grande parte do colesterol da dieta está presente na forma de ésteres de colesterol. Os fosfolipídeos também possuem ácidos graxos em suas moléculas, que são hidrolisados por outras duas lipases na secreção pancreática: a enzima hidrolase de éster de colesterol e a fosfolipase A2, respectivamente. Obs: os sais biliares são formados a partir do colesterol. O colesterol é convertido em ácido cólico e ácido quenodexicólico. Esses ácidos se combinam com glicina e com taurina para formar ácidos biliares glico e tauroconjugados. Esses sais então são secretados para a bile Absorção de água O processo de absorção da água ocorre inteiramente por difusão. A águaé absorvida através da mucosa intestinal pelo sangue das vilosidades quase inteiramente por osmose. Mas também, pode ser transportada do plasma para o quimo quando há soluções hiperosmóticas no estômago em direção ao duodeno. Absorção de íons Sódio: A absorção de sódio é estimulada pelo transporte ativo do íon para as células epiteliais através das membranas basolaterais para os espaços paracelulares, utilizando energia da hidrólise ATP e parte desse sódio é absorvido juntamente com íons cloreto. Esse transporte ativo de sódio reduz a concentração de sódio no meio intracelular. Como a concentração no quimo é alta, o sódio se move no quimo para o citoplasma da célula epitelial, através da borda em escova. O sódio também pode ser cotransportado pelo (1) cotransportador de sódio-glicose, pelo (2) cotransportador de sódio-aminoácido e pelo (3) trocador de sódio hidrogênio. Esses transportadores fornecem mais sódio para serem transportados pelas células epiteliais e também fornecem absorção ativa secundária de glicose e aminoácidos obs: a aldosterona intensifica a absorção de sódio. Quando a pessoa se desidrata, grandes quantidades de aldosterona são secretadas, pelas glândulas adrenais. Essa aldosterona prova a ativação de mecanismos e enzimas ligados a reabsorção de sódio que, por sua vez, aumenta a absorção de íons cloreto, água e outras substâncias. Esse hormônio age principalmente no cólon onde há pouca perda hídrica e perda de cloreto de sódio para conservação dos mesmos Bicabornato O íon bicabornato é absorvido de modo indireto: quando íons sódio são absorvidos, quantidades moderadas de íons hidrogênio é secretada no lúmen intestinal em troca de parte do sódio. Esses íons hidrogênio se combinam com o bicabornato formando ácido carbônico que posteriormente é dissociado formando água e gás carbônico. A água permanece no quimo mas o dióxido de carbono é prontamente devolvido para sangue em direção aos pulmões. Cálcio A absorção de íons cálcio ocorre ativamente em grande parte no duodeno e de forma bem controlada. Um fator importante para essa absorção é o hormônio paratireóideo que é responsável por ativar a vitamina D. Absorção de nutrientes Glicose O transporte ativo de sódio através da membrana intestinal reduz a concentração de sódio nas células epiteliais. Essa diferença de concentração promove o fluxo de sódio do lúmen intestinal para o interior da célula por processo de transporte ativo secundário. Ou seja, o íon sódio se combina com a proteína transportadora que não o transportará sozinho, exigindo a presença de outras substâncias, como por exemplo, a glicose, levando assim, ambos simultaneamente para o interior da célula. Em suma, o transporte de glicose acontece pela força motriz da bomba de sódio e potássio através das membranas Proteínas A maioria das moléculas de peptídeos se liga nas membranas da microvilosidade da célula com uma proteína transportadora específica que requer ligação de sódio para que esse transporte ocorra. A energia do gradiente de sódio é, em partes, transferida para o gradiente de concentração do aminoácido que se estabelece pelo transportador. Esse processo é chamado de aminoácidos e peptídeos. Alguns aminoácidos que não estão envolvidos no processo são transportados por proteínas transportadoras da membrana Gorduras Após de adentrar na célula epitelial, os ácidos graxos e os monoglicerídeos são captados pelo retículo endoplasmático liso da célula. Lá, eles são usados para formar novos quilomícrons e posteriormente, serão transferidos para o sangue circulante. Pequenas quantidades de ácidos graxos de cadeia curta e média (como da gordura do leite) são absorvidos diretamente pelo sangue porta sem precisar serem convertidos. Isso ocorre porque ácidos graxos de cadeia curta são mais hidrossolúveis, portanto, são difundidos no epitélio intestinal e levados diretamente para o sangue do capilar das vilosidades intestinais. 2. Caracterizar as ações de órgãos acessórios e glândulas Pâncreas O pâncreas é uma grande glândula composta com estrutura semelhante às glândulas salivares. Está localizada sob o estômago e tem como função secretar enzimas digestivas, além de secretar insulina. As enzimas digestivas pancreáticas são secretadas pelos ácinos pancreáticos e grandes volumes de solução de bicabornato de sódio são secretados pelos ductos pequenos e maiores que começam nos ácinos. Essas duas substâncias juntas drenam para o ducto hepático e logo depois esvaziam no duodeno pela papila de Vater que é envolta pelo esfíncter de Oddi. Esse suco pancreático é secretado em maior quantidade em resposta a entrada do quimo na região superior do intestino delgado e as características do suco são determinadas, até certo ponto, pelo tipo de alimento presente no quimo Fígado Umas das funções do fígado é secretar a bile que tem um papel importante na digestão e na absorção de gorduras por conta da presença de ácidos biliares em sua composição. Portanto, ela ajuda a emulsificar as grandes partículas de gorduras no alimento a partículas menores e ajudam a absorção dos produtos finais da digestão das gorduras através da membrana mucosa intestinal. Essa bile também vai servir como meio de excreção de diversos produtos do sangue, como por exemplo, a bilirrubina que é o produto final da destruição da hemoglobina e o colesterol em excesso. 3. Descrever a regulação nervosa sobre o processo digestivo no trato gastrointestinal A estimulação dos nervos parassimpáticos eleva a secreção das glândulas, principalmente naquelas inervadas pelos nervos glossofaríngeo e parassimpático vagal. A secreção do restante do intestino delgado sofre resposta a estímulos neurais locais e a hormônios. Além disso, a estimulação simpática também é responsável pela constrição dos vasos sanguíneos que suprem essas glândulas. Portanto, se já há uma estimulação parassimpática ou hormonal para secreção de substâncias, a estimulação simpática a reduz de maneira significativa devido à redução do suprimento sanguíneo pela vasoconstrição Efeito inibitório dos reflexos nervosos enterogástricos de origem duodenal Quando o quimo entra no duodeno, são desencadeados múltiplos reflexos nervosos com origem na parede duodenal, eles voltam para o estômago e interrompem o esvaziamento gástrico se o quimo no duodeno for excessivo. Esses reflexos são mediados por 3 vias: 1. Diretamente do duodeno para o estômago pelo sistema nervoso entérico da parede intestinal 2. Pelos nervos extrínsecos que vão aos gânglios simpáticos pré-vertebrais e então, retornam pelas fibras nervosas simpáticas inibidoras que inervam o estômago 3. Pelos nervos vagos que vão ao tronco encefálico, onde inibem os sinais excitatórios normais transmitidos ao estômago pelos ramos eferentes dos vagos A distensão no duodeno, a presença de qualquer irritação da mucosa duodenal e a acidez no quimo duodenal são exemplos de fatores que também podem desencadear os reflexos inibidores enterogástricos. Estímulos táteis ou irritativos e a própria estimulação vagal causa maior secreção de muco pelas glândulas de Brunner juntamente com a secreção gástrica. A estimulação simpática inibe a ação dessas glândulas Por fim, produtos da digestão de proteínas também provocam reflexos enterogástricos inibitórios, visto deve-se assegurar tempo suficiente para a digestão adequada das proteínas no duodeno e no intestino delgado 4. Caracterizar as ações das enzimas e hormônios A secreção pancreática contém múltiplas enzimas responsáveis por digerir os macronutrientes. Ela contém grande quantidade de íons bicabornato que contribuem para a neutralização da acidez do quimo transportado do estômago para o duodeno.As mais importantes enzimas pancreáticas são: tripsina, quimotripsina e carboxipolipeptidase. A tripsina e a quimotripsina hidrolisam as proteínas a peptídeos de tamanhos variados, sem levar a liberação de aminoácidos individuais Já a carboxipolipeptidase cliva alguns peptídeos até a liberação de aminoácidos, ou seja, cliva aquelas proteínas que não haviam sido hidrolisadas anteriormente Quando sintetizadas nas células pancreáticas, as enzimas digestivas proteolíticas estão em formas enzimas inativas: tripsinogênio, quimotripsinogênio e procarboxipolipeptidase. Elas são ativadas após serem secretadas no trato intestinal. O tripsinogênio é ativado pela enzima denominada enterocinase que é secretada pela mucosa intestinal quando o quimo entra em contato com a mucosa. O quimotripsinogênio e a carboxipolipeptidase, portanto, são ativados autocataliticamente pela tripsina já formada. É importante que essas enzimas sejam controladas para que elas não venham a danificar o seu órgão secretor. Portanto, as mesmas células que secretam as enzimas proteolíticas secretam também o inibidor de pepsina que é uma substância que inativa a tripsina ainda nas células secretoras, nos ácinos e nos ductos do pâncreas. Já que a tripsina ativa as outras enzimas, uma vez inativada, o restante das enzimas também não irá desempenhar suas funções A amilase pancreática é responsável pela hidrólise de amidos, glicogênio e outros carboidratos até dissacarídeos e alguns trissacarídeos. A lipase pancreática, a colesterol esterase e a fosfolipase são as enzimas responsáveis pela digestão de gorduras. A lipase pancreática hidrolisa as gorduras neutras, ou seja, os triglicerídeos, a colesterol esterase hidrolisa os ésteres de colesterol e a fosfolipase cliva os ácidos graxos dos fosfolipídeos. Regulação da secreção pancreática A secreção pancreática é regulada por 3 estímulos básicos: 1. Acetilcolina: que é liberada pelas terminações do nervo vago parassimpático e por outros nervos colinérgicos para o sistema nervoso entérico 2. Colecistocinina: que é secretada pela mucosa duodenal e do jejuno superior quando o alimento entra no intestino delgado 3. Secretina que também é liberada pelas mucosas duodenal e jejunal quando alimentos muito ácidos entram no intestino delgado A acetilcolina e a colescitocinina estimulam as células acinares do pâncreas à produção de grandes quantidades de enzimas digestivas pancreáticas mas ainda bem pequenas á que junto a elas é liberada uma quantidade menor de água e eletrólitos, o que dificultaria a movimentação dessas enzimas do ducto em diante Já a secretina estimula a secreção de volumes de solução aquosa de bicarbonato de sódio pelo epitélio do ducto pancreático. Fases da secreção pancreática Fases cefálica e gástrica: Os mesmo sinais nervos que causam a secreção do estômago agem também provocando a liberação de acetilcolina pelos terminais do nervo vago no pâncreas. Uma quantidade moderada de enzimas então é secretada nos ácinos pancreáticos, cerca de 20% da secreção total de enzimas. Porém, uma quantidade muito baixa dessas enzimas passa para os ductos pancreáticos porque somente quantidade pequena de água e eletrólitos é secretada unto a essas enzimas. Fase gástrica Durante a fase gástrica, a estimulação nervosa da secreção enzimática continua, representando 5% a 10% das enzimas pancreáticas secretadas após a refeições. Porém somente pequena quantidade chega ao duodeno devido a falta de continuada de secreção significativa de líquido Fase cefálica Ocorre quando o quimo deixa o estômago e entra no intestino delgado, a secreção pancreática fica abundante em resposta a secretina Secretina A secretina está presente em forma inativa, pró- secretina, nas chamadas células S, na mucosa do duodeno e do jejuno. Quando o quimo entra no duodeno vindo do estômago, causa a ativação e a liberação de secretina pela mucosa duodenal para o sangue, estimulada pelo ácido clorídrico presente no quimo. Essa secretina, portanto, faz com que o pâncreas secrete grandes quantidade de líquido contendo íons bicarbonato O bicarbonato então, se liga ao ácido clorídrico presente no quimo, formando cloreto de sódio e ácido carbônico. O ácido carbônico se dissocia rapidamente em dióxido de carbono e água. O ácido carbônico é transferido para o sangue e em seguida é expirado pelos pulmões, deixando apenas uma solução neutra de cloreto de sódio no duodeno. Dessa forma, o conteúdo advindo do estômago é neutralizado na solução duodenal, bloqueando imediatamente sua ação. Esse mecanismo é essencial já que a mucosa duodenal não possui proteção contra a ação do suco gástrico ácido Colecistocinina A presença de alimento no intestino delgado superior também faz com que a CCK seja liberada pelas células I da mucosa do duodeno e do jejuno superior. Essa secreção de CCK é estimulada pela presença de proteoses e peptonas (que são produtos parciais da digestão de proteínas), ela chega ao pâncreas pela circulação sanguínea e provoca, principalmente, a secreção de mais enzimas digestivas pancreáticas pelas células acinares. É um efeito semelhante ao estímulo vagal porém bem mais acentuado, respondendo de 70% a 80% da secreção total das enzimas digestivas Bile A bile é secretada no fígado e depois armazenada na vesícula biliar, onde sofre a adição de mais substâncias A bile é secretada pelo fígado em duas etapas: 1. Consiste em uma solução inicial secretada pelos hepatócitos que contém grande quantidade de ácidos biliares, colesterol e outros constituintes orgânicos. Ela é secretada pelos canalículos biliares. 2. Já nesses canalículos, a bile flui em direção aos septos interlobulares para desembocar nos ductos biliares terminais, depois paras ductos maiores até chegar ao ducto hepático e ao ducto biliar comum. Nessa segunda porção da secreção hepática é adicionada a bile inicial solução aquosa de íons sódio e bicarbonato que foram secretadas pelas células epiteliais que revestem os canalículos dos ductos. Essa secreção é estimulada pela secretina, que tem como intuito neutralizar o ácido que chega ao duodeno vindo do estômago. O maior estimulador para a secreção dessa bile é a CCK. A CCK é liberada em resposta a entrada de gordura no duodeno e, consequentemente, estimula as contrações da vesícula biliar, que se esvazia rapidamente. Há também estimulações por fibras nervosas secretoras de acetilcolina no nervo vago e no sistema nervoso entérico, mas não são tão intensas quanto a resposta ao CCK. Essas contrações rítmicas da parede vesicular da bile acontecem com o relaxamento simultâneo do esfíncter de Oddi que vai controlar a entrada do ducto biliar comum no duodeno.
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