Os nutrientes provenientes dos alimentos têm de ser processados atraves do aparelho digestivo, também denominado tracto gastrointestinal para serem absorvidos para a corrente sanguínea. O APARELHO DIGESTIVO O aparelho digestivo é constituído pelo tubo digestivo, que se estende da boca até ao ânus, e pelas glândulas anexas, que segregam fluidos para o tubo digestivo. Tecnicamente o termo tubo gastrointestinal (GI) só se refere ao estômago e intestinos. O tubo digestivo divide-se em diversas regiões: - a boca ou cavidade oral que tem como glândulas anexas as glândulas salivares e as amígdalas; - a faringe, com glândulas tubulares mucosas; - o esófago, com glândulas tubulares mucosas; - o estômago, que tem muitas glândulas tubulares; - o intestino delgado, constituído pelo duodeno, jejuno e íleo, tendo como principais glândulas anexas o fígado, a vesícula biliar e o pâncreas; 1
- o intestino grosso, composto pelo ceco (ou cego), cólon, recto e canal anal, com glândulas mucosas; - o ânus. As principais funções do aparelho digestivo são as seguintes: 1. A Ingestão consiste na introdução de alimentos líquidos ou sólidos no estômago. O percurso normal faz-se através da cavidade oral, mas os alimentos podem ser introduzidos directamente no estômago através de uma sonda gástrica ou nasogástrica. 2. A Mastigação é o processo através do qual os alimentos introduzidos na boca são triturados pelos dentes. As enzimas digestivas não penetram com facilidade as partículas sólidas, exercendo a sua acção apenas na superfície destas. Por isso, para um normal funcionamento digestivo é essencial que os alimentos sejam fraccionados mecanicamente. A mastigação fracciona os alimentos em partículas de pequenas dimensões, com uma área de superfície total muito maior do que as partículas de maiores dimensões. 3. A Propulsão consiste no movimento dos alimentos de um extremo ao outro do tubo digestivo. Os alimentos demoram aproximadamente 24-36h a percorrer o tubo digestivo. Cada segmento do tubo digestivo está especializado em promover o movimento do seu conteúdo da cavidade oral ao ânus. A deglutição, ou o acto de engolir, promove a passagem dos sólidos e líquidos bolus ou bolo alimentar da cavidade oral para o esófago. O peristaltismo é responsável pela progressão do conteúdo ao longo da maior parte do tubo digestivo. As contracções musculares formam ondas peristálticas, compostas por uma onda de relaxamento dos músculos circulares que gera, por sua vez, uma onda de distensão que precede o bolus; e, uma onda de contracção muito forte dos músculos circulares que se sucede ao bolus, obrigando à sua progressão ao longo do tubo digestivo. Cada onda peristáltica percorre todo o esófago em aproximadamente 10 segundos. No intestino delgado as ondas peristálticas têm percursos curtos. Nalguns segmentos do intestino grosso, a progressão do conteúdo faz-se através dos movimentos de massa, contracções que envolvem segmentos maiores. 2
1. Gera-se uma onda de relaxamento dos músculos circulares lisos à frente do bolus de alimentos ou quimo, permitindo a expansão do calibre do tubo digestivo. 2. Gera-se uma onda de contracção dos músculos circulares lisos atrás do bolus de alimentos ou quimo que os propulsiona ao longo do tubo digestivo 4. A mistura. Algumas contracções não propulsionam os alimentos (o quimo) ao longo do tubo digestivo, movimentam-se nos dois sentidos, de forma a misturá-los com as secreções digestivas e fraccioná-los em fragmentos menores. As contracções segmentares, são contracções de mistura que ocorrem no intestino delgado. 3
5. A secreção. À medida que os alimentos progridem no tubo digestivo, vão sendo envolvidos em secreções que os lubrificam, liquefazem e digerem. O muco segregado pelas ao longo de todo o tubo digestivo lubrifica os alimentos e a mucosa do tubo digestivo, reveste e protege as células epiteliais da abrasão mecânica, dos efeitos nocivos do ácido do estômago e das enzimas digestivas. As secreções contêm ainda uma grande quantidade de água que liquefaz os alimentos, tornando-os mais fáceis de digerir e absorver. As secreções hepáticas fraccionam grandes gotas lipídicas, permitindo a digestão e absorção de gorduras. A água penetra no intestino também por osmose. As enzimas segregadas na cavidade oral, estômago, intestino e pâncreas fraccionam os alimentos em pequenas moléculas que podem ser absorvidas pela parede intestinal. 6. A digestão consiste no desdobramento das grandes moléculas orgânicas nos seus constituintes básicos: glícidos em monossacáridos, proteínas em aminoácidos; triglicéridos em ácidos gordos e glicerol. A digestão divide-se em digestão mecânica, que envolve a mastigação e a mistura dos alimentos; e na digestão química, realizada pelas enzimas digestivas segregadas ao longo do tubo digestivo. As vitaminas, os minerais e a água não são desdobrados nos seus componentes antes da sua absorção pois a perda da sua estrutura resulta na perda de função. 4
7. A absorção é o movimento das moléculas do tubo digestivo para a circulação sanguínea ou linfática. O mecanismo de absorção depende do tipo de moléculas envolvidas. 8. A eliminação é o processo através do qual os resíduos da digestão (catabolitos) são removidos do organismo. Durante este processo, que ocorre principalmente no intestino grosso, a água e os sais minerais são absorvidos, tornando semi-sólido o material liquefeito do tubo digestivo. Estes semi-sólidos, as fezes, são então eliminadas pela defecação. CAVIDADE ORAL A cavidade oral está dividida em duas regiões: o vestíbulo que é o espaço entre os lábios as bochechas e as alvéolos dentários e a cavidade oral propriamente dita. LÍNGUA: a língua é um grande órgão muscular que ocupa a maior parte da cavidade oral propriamente dita, quando a boca está fechada. A língua mistura os alimentos na boca e, em conjunto com os lábios e as gengivas, mantém os alimentos posicionados durante a mastigação. Desempenha um papel importante na deglutição. É um dos principais órgãos sensoriais do paladar e fulcral para a fala. 5
DENTES: os adultos normais têm 32 dentes, distribuídos por duas arcadas dentárias, uma maxilar e outra mandibular, sendo a distribuição pelas arcadas simétrica. Assim, os dentes podem ser divididos em quatro quadrantes: superior direito, superior esquerdo, inferior direito e inferior esquerdo. Em cada quadrante existem: um incisivo central e um lateral, um canino, o primeiro e segundo pré-molares e o primeiro, segundo e terceiro molares. MASTIGAÇÃO: os alimentos introduzidos na boca são mastigados pelos dentes. Enquanto que a principal função dos dentes anteriores (incisivos e caninos) é cortar e rasgar os alimentos, a dos pré-molares e dos molares, é esmagá-los e triturá-los. Durante a mastigação os alimentos são fraccionados, aumentando a sua superfície total. GLÂNDULAS SALIVARES: existem muitas glândulas salivares distribuídas pela cavidade oral. Há três pares de grandes glândulas multicelulares; as parótidas, as submandibulares e as sublinguais. Para além destes grandes agregados existem muitas glândulas enoveladas localizadas dentro da língua (glândulas linguais), do palato (glândulas palatinas) e nos lábios (glândulas labiais). 6
Por dia é segregada cerca de 1 a 1,5L de saliva. A porção aquosa da saliva é produzida principalmente pelas glândulas parótidas e submandibulares, contém amilase salivar, uma enzima digestiva que fracciona o amido. Os alimentos permanecem pouco tempo na boca durante o qual só cerca de 3 a 5% do total de glícidos é digerido na boca. A maioria dos amidos nos tecidos vegetais estão revestidos por celulose sendo inacessíveis à amilase salivar. Cozinhar e mastigar convenientemente os alimentos destrói o revestimento de celulose, aumentando a eficiência do processo digestivo. A saliva, ao limpar a cavidade oral, impede infecções bacterianas (lisozima). As secreções mucosas das glândulas submandibulares e sublinguais contêm uma grande quantidade de mucina, que conferem propriedades lubrificantes às secreções salivares. ESÓFAGO O esófago é a parte do tubo digestivo que se estende da faringe ao estômago. Tem aproximadamente 25cm de comprimento. Transporta os alimentos da faringe até ao estômago. DEGLUTIÇÃO A deglutição pode-se dividir em três fase distintas: a cefálica, a faríngea e a esofágica. 7
ESTÔMAGO O estômago é um segmento dilatado do tubo digestivo localizado na parte superior esquerda do abdómen. A sua configuração e tamanho variam de pessoa para pessoa. 8
O esófago abre-se no estômago, no cárdia. A região à esquerda do cárdia, o fundo, situa-se acima do nível deste esfíncter. A maior parte do estômago é o corpo que curva para a direita definindo a grande curvatura e a pequena curvatura. O corpo estreita-se e forma a região pilórica que se abre no intestino delgado. À abertura entre o estômago e o intestino delgado dá-se o nome de piloro (esfíncter pilórico). Fundo Curvatura menor Corpo Piloro Curvatura maior SECREÇÕES GÁSTRICAS Os alimentos ingeridos misturam-se com as secreções gástricas e formando o quimo, um material semi-fluido. Embora no estômago ocorra alguma digestão e absorção, ele é fundamentalmente uma câmara para o armazenamento e mistura do quimo. O estômago segrega muco, ácido clorídrico, gastrina, histamina, factor intrínseco e pepsinogénio, que é a forma inactiva da pepsina que degrada as proteínas. O ácido clorídrico é responsável pelo ph gástrico, normalmente situado entre o 1 e 3. Embora tenha algum poder digestivo, uma das suas principais funções é matar as bactérias ingeridas com os alimentos. Também interrompe a digestão dos glícidos porque inactiva a amilase 9
salivar, desnatura proteínas permitindo a acção das enzimas e cria um ph óptimo de actuação da pepsina. INTESTINO DELGADO O intestino delgado está dividido em três porções: o duodeno, o jejuno e o íleo, medindo aproximadamente 6m (varia entre 4,5-9m). o duodeno mede aproximadamente 25cm de comprimento. O jejuno representa cerca de 2/5 do comprimento. O íleo representa 3/5 do intestino delgado, cerca de 3,5m. As suas glândulas anexas principais, o fígado e o pâncreas, estão ligadas ao duodeno. É no intestino delgado que ocorre a maior parte da digestão e absorção. No aparelho digestivo entram cerca de 9l de água por dia. Esta água deriva da ingerida e também das secreções produzidas pelas glândulas existentes ao longo do tubo digestivo. A maioria desta água (8 8,5L) abandona o intestino delgado por osmose, juntamente com os solutos absorvidos. Uma pequena quantidade (0,5-1L) passa para o cólon. A superfície do duodeno apresenta várias modificações que aumentam 600vezes a área disponível, o que vai permitir uma digestão e absorção dos alimentos mais eficazes. 10
JEJUNO E ÍLEO O jejuno e o íleo são estruturalmente semelhantes ao duodeno, sendo a única diferença o facto de, à medida que se progride no intestino, existir uma diminuição gradual de diâmetro ao longo do intestino delgado bem como da espessura da parede intestinal e do números de pregas. É no duodeno e no jejuno que a absorção dos nutrientes é mais intensa, embora também ocorra, até certo ponto, ao longo do íleo. A junção ileocecal, o local onde o íleo e o intestino grosso se unem, é circundada por um anel de músculo liso que forma o esfíncter ileocecal e possui uma válvula unidireccional a válvula ileocecal. FÍGADO O fígado é o maior órgão interno do corpo, pesando cerca de 1,36kg. Está localizado no quadrante superior direito do abdómen, apoiado contra a face interior do diafragma. É constituído por dois lobos principais, o esquerdo e o direito, e por dois menores, o caudado e o quadrado. O fígado desempenha funções digestivas e excretoras importantes, armazena e metaboliza nutrientes, sintetiza novas moléculas e purifica químicos nocivos. Produção de Bílis: o fígado produz e segrega cerca de 600 a 1000ml de bílis por dia. Embora a bílis não contenha enzimas digestivas, desempenha um papel importante na digestão, diluindo e neutralizando o ácido gástrico e emulsionando as gorduras. O ph do quimo ao deixar o estômago é demasiado baixo para permitir que as enzimas pancreáticas actuem; a bílis neutraliza a acidez aumentando o ph para níveis adequados. Os sais biliares emulsionam as gorduras. 11
Biotransformação de nutrientes: muitas vezes os nutrientes ingeridos não são proporcionais as necessidades dos tecidos e o fígado tem a capacidade de converter alguns nutrientes noutros. Num indivíduo com uma dieta extremamente rica em proteínas, o fígado pode receber aminoácidos em excesso e glícidos e lípidos em défice. Desintoxicação: o próprio organismo produz muitos metabolitos que são tóxicos quando acumulados. O fígado constitui uma das primeiras linhas de defesa contra muitas dessas substâncias nocivas, desintoxicando muitas substância nocivas. PÂNCREAS 12
O pâncreas é um órgão complexo composto por um tecido com diversas funções. É composto pela cabeça, localizada na curvatura do duodeno, corpo e cauda que se estende até ao baço. As secreções exócrinas do pâncreas constituem o suco pancreático que tem dois componentes principais, um aquoso e outro enzimático. O componente aquoso aumenta o ph, neutraliza o quimo ácido, impede a digestão da pepsina mas promove uma ambiente favorável à acção das enzimas pancreáticas. As enzimas pancreáticas desempenham funções importantes na digestão de todos os principais grupos dos alimentos. Sem as enzimas produzidas pelo pâncreas, os lípidos, as proteínas e os açúcares não dão digeridos de forma adequada. Enzimas proteolíticas: tripsina, quimotripsina e a carboxipeptidases. Amilase pancreática, lipases, desoxorrobonucleases e ribonucleases. INTESTINO GROSSO O intestino grosso é a porção do tubo digestivo que se estende da junção ileocecal até ao ânus. É composto pelo cego, o cólon, recto e canal anal. Normalmente, o seu conteúdo demora 18-24horas a percorrer a sua extensão. Logo, os movimentos do cólon são mais lentos do que os do intestino delgado. Durante a permanência no cólon, o 13
quimo é transformado em fezes. A absorção de água e sais, a secreção de muco, bem como a acção intensiva de microrganismos estão envolvidos na formação das fezes, que o cólon armazena até serem eliminadas pela defecação. Por dia entram cerca de 1500 ml de quimo no ceco mas mais de 90% do seu volume é reabsorvido, de forma que apenas 80-150ml de fezes são normalmente eliminadas pela defecação. No cólon existem muitos microrganismos que se reproduzem muito rapidamente, constituindo cerca de 30% do peso seco das fezes. Algumas destas bactérias sintetizam vitamina K, absorvida passivamente no cólon, e degradam pequenas quantidades de celulose em glicose. 14
DIGESTÃO DOS TRÊS PRINCIPAIS TIPOS DE NUTRIENTES GLÍCIDOS PROTEÍNAS LÍPIDOS Cavidade oral Amilase Salivar Polissacáridos Dissacáridos Estômago Amilase e Polissacáridos Pepsina Dipéptidos Lipase Gelatinase Gástricas Dissacáridos Polipéptidos Gástrica Duodueno Amilase Dissacáridos Tripsina Lipase (Pâncreas) Pancreática Quimotripsina Estearease Carboxipeptidase Revestimento Lactase Monossacarídeos Aminopeptidase Aminoácidos Lipase Glicerol do Intestino Delgado Sacarase Maltase Peptidase Dipéptidos Tripéptidos Ácidos Gordos Isomaltase 15
DIGESTÃO DOS NUTRIENTES Pode considerar-se que a primeira etapa da digestão ocorre com a confecção dos alimentos: torna-os mais fáceis de mastigar, engolir e digerir ao longo do intestino delgado. O calor desnatura as proteínas, ajuda a romper as paredes celulólicas dos vegetais e torna o tecido conjuntivo dos animais mais facilmente digerível. As enzimas desempenham um papel fundamental na digestão. Quase todos os processos químicos que ocorrem no organismo, e especialmente o digestivo, necessitam de enzimas. O pâncreas e o intestino delgado são os órgãos que produzem mais enzimas digestivas. Outras são produzidas pela boca e estômago. Cada enzima desempenha uma função específica. O organismo tem a capacidade de produzir enzimas em resposta ao tipo de alimentação consumida mas que só actua em condições muito específicas, de temperatura e acidez. Por exemplo, as enzimas que actuam no ambiente ácido do estômago, não actuam no meio alcalino do intestino delgado. Origem Enzima Alvo Produto Final Glândulas salivares Amilase Amido Dextrinas e Maltose Glândulas estômago do Pepsina Proteínas Peptídeos/ Peptonas Lipase Gástrica Lípidos Ác. Gordos/ monoacilgliceróis Pâncreas Tripsina, Proteínas, Proteoses, peptonas Quimiotripsina péptidos Amilase Amido, dextrina Maltose Lipase Lípidos Ác. gordos, mono, diacilgliceróis, glicerol Intestino Delgado Peptidases Peptídeos Peptídeos e Dipeptidases Dipeptídeos Aminoácidos livres Maltase Maltose Glicose Sacarase Sacarose Frutose e Glicose Lactase Lactose Galactose e glicose 16
HIDRATOS CARBONO A digestão dos HC começa na boca com a acção da amilase salivar que desdobra o amido e o glicogénio em maltose. No estômago não há digestão dos HC uma vez que a amilase cessa a sua actividade em meio ácido e este órgão não segrga enzimas que actuem sobre estes nutrientes. A chegada de HC ao duodeno leva à secreção pelo pâncreas, de amilase pancreática que prossegue com a digestão do amido, hidrolizando-o em maltose, maltriose, oligossacarídeos e alguma glicose. Os dissacarídeos, desdobram-se em monossacarídeos, sob acção das dissacaridases, enzimas sintetizadas pela parede intestinal. Os monossacarídeos são absorvidos nas vilosidades intestinais e são transportados ao fígado pela veia porta. Aí participam na síntese de glicogénio, libertam enrgia ou são directamente libertados na corrente sanguínea. LÍPIDOS A digestão inicia-se no estômago cujos movimentos peristálticos ajudam à emulsão das gorduras, isto é, dá origem a partículas de menores dimensões, resultantes da mistura de lípidos com os sucos ricos em água. A lipase gástrica acuta sobre gordutas e óleos hidrolizando os triacilgliceróis composto por ácidos gordos de cadeia curta ou média e os ácidos gordos insaturados de cadeia longa, origignando ácidos gordos livres e diacilgliceróis. Os ácidos gordos de cadeia curta e média são absorvidos pela parede gástrica e entram na veia porta. Os de cadeia longa passam para o duodeno. A lipase gástrica só é activa em meio ácido e, quando o quimo passa ao duodeno, a digestão dos lípidos é continuada pela lípase pancreática que actua sobre os triacilgliceróis compostos por ácidos gordos de cadeia longa. A bílis mistura-se como os sucos pancreáticos, emulsionando as gorduras. A bílis mistura-se com os sucos pancreáticos, emulsionando as gorduras. Os monoacilgliceróis e ácidos gordos livres de cadeia longa são absorvidos e ácidos gordos livres de cadeia longa são absorvidos nas vilosidades intestinais e aí re-sintetizados em novos triacilgliceróis. 17
PROTEÍNAS A digestão proteica inicia-se no estômago. Os estímulos olfactivos, visuais, nerosos e masstigação levam à secreção de gastrina pelas células da zona do piloro. Por sua vez, esta hormona, estimula as células do estômago a segregarem pepsinogénio, o percursor inactivo da pepsina, a principal enzima proteolítica. Só quando o bolo alimentar se encontra já no estômago é que o pepsinogénio, em contacto com o ambiente ácido do suco gástrico, se transforma em pepsina. Este mecanismo evita assim que o estômago se auto-digira no que é coadjuvado pela camada espessa de muco que segrega. A pepsina cinde as proteínas em unidades mais pequenas, polipeptídeos. A presença de polipeptídeos (e também gorduras) no instestino delgado estimula a libertação de colicistoquina. Esta hormona actua sobre a vesícula biliar e o pâncreas. A primeira contrai-se e liberta a bílis no duodeno. O pâncreas segrega as enzimas proteolíticas (tripsina, quimiotrispsina, carboxipeptidase e elastase) que desdobram as proteínas em polipeptídeos e os polipeptídeos em dipeptídeos e aminoácidos livres. O suco pancreático tambem contém bicarbonato que neutraliza a acidez do quimo e cuja secreção é estimulada pela hormana secretina. A única barreira à acção sobre as paredes duodenais é a neutralização. Contrariamente ao estômago o duodeno não está protegido por muco espesso e, quando a neutralização falha, a acidez corrói a mucosa duodenal, podendo originar úlceras. Nas células intestinais os peptídeos são ainda cindidos em aminoácidos livres, onde são absorvidos e transportados ao fígado pela veia porta. Podem ser utilizados para fornecer energia, construir proteínas, ser convertidos em glicose ou lípidos, ou libertados directamente na corrente sanguínea. ABSORÇÃO DOS NUTRIENTES A digestão dos alimentos origina os seguintes produtos finais, monossacarídeos, aminoácidos, ácidos gordos, glicerol monoacilgliceróis. A maior parte (90%) da absorção dos nutrientes, dá-se no intestino delgado. Na boca há absorção de uma pequena parte dos HC, água 18
e etanol no estômado, de ácidos gordos de cadeia curta e média e etanol. O intestino delgado é irrigado através de dois sistemas: o porta hepático e o linfático através dos quais se faz o transporte dos nutrientes absorvidos. O sangue arterial atravessa as vilosidades intestinais através dos capilares e colecta-se na veia porta que se dirige directamente no fígado. O fluxo de sangue utizado na absorção ao nível da veia porta representa 30% do débito cardíaco e é através deste sistema que os nutrientes hidrossolúveis proteínas, hidratos de carbono, ácidos gordos de cadeia curta e média, vitaminas do complexo B e C são transportados ao fígado sem entrarem na circulação geral. Nos vasos do sistema linfático são transportados os nutrientes lipossolúveis (ácidos gordos de cadeia longa e vitaminas lipossolúveis), macroproteínas cujas dimensões excedem a capacidade dos vasos sanguíneos e os quilomicrons formados após a absorção dos lípidos. Os linfáticos que emergem das vilosidades desaguam no ducto torácico que se estende do abdómen ao pescoço. Este duscto está ligado sanguínea pela veia subclávia esquerda. Na primeira metade do intestino grosso são absorvidos minerais e água. Local de Absorção Estômago Duodeno e Jejuno Íleo Cólon Substâncias absorvidas Álcool, Água Glicose e outros monossacarídeos, alguns dissacarídeos. Monoacilglicerol, ácidos gordos, glicerol, colesterol, aminoácidos, peptídeos, vitaminas, ferro, calcio, magnésio, sódio, potasio, alcohol e água. Ácidos biliares, vitamina B12, electrólitos e água Sódio, potássio, outros minerais, Vitamina K, biotina, ácidos gordos de cadeia curta. 19