Sistema digestivo humano, o sistema utilizado no corpo humano para o processo de digestão. O sistema digestivo humano consiste principalmente do trato digestivo, ou a série de estruturas e órgãos através dos quais os alimentos e líquidos passam durante seu processamento em formas absorvíveis na corrente sanguínea. O sistema também consiste nas estruturas pelas quais os resíduos passam no processo de eliminação e outros órgãos que contribuem com os sucos necessários para o processo digestivo.
Estruturas e Funções do Sistema Digestivo Humano
O trato digestivo começa nos lábios e termina no ânus. Ele consiste da boca, ou cavidade oral, com seus dentes, para moer o alimento, e sua língua, que serve para amassar o alimento e misturá-lo com saliva; a garganta, ou faringe; o esôfago; o estômago; o intestino delgado, que consiste no duodeno, no jejuno e no íleo; e o intestino grosso, consistindo do ceco, um saco fechado que se conecta com o íleo, o cólon ascendente, o cólon transversal, o cólon descendente e o cólon sigmóide, que termina no reto. As glândulas que contribuem com sucos digestivos incluem as glândulas salivares, as glândulas gástricas no revestimento do estômago, o pâncreas e o fígado e seus adjuntos – a vesícula biliar e os dutos biliares. Todos esses órgãos e glândulas contribuem para a decomposição física e química dos alimentos ingeridos e para a eventual eliminação de resíduos não digeríveis. Suas estruturas e funções são descritas passo a passo nesta seção.
Estruturas bucais e orais
Pouca digestão dos alimentos realmente ocorre na boca. Entretanto, através do processo de mastigação, ou mastigação, os alimentos são preparados na boca para serem transportados através do trato digestivo superior até o estômago e intestino delgado, onde ocorrem os principais processos digestivos. A mastigação é o primeiro processo mecânico ao qual o alimento é submetido. Os movimentos da mandíbula inferior na mastigação são provocados pelos músculos da mastigação (o masséter, o pterigóides temporal, o pterigóides medial e lateral e o bucinador). A sensibilidade da membrana periodontal que envolve e suporta os dentes, ao invés da força dos músculos da mastigação, determina a força da mordida.
A mastigação não é essencial para uma digestão adequada. Mastigar ajuda a digestão, porém, reduzindo os alimentos a pequenas partículas e misturando-os com a saliva secretada pelas glândulas salivares. A saliva lubrifica e umedece os alimentos secos, enquanto que a mastigação distribui a saliva por toda a massa alimentar. O movimento da língua contra o palato duro e as bochechas ajuda a formar uma massa arredondada, ou bolo, de alimento.
Os lábios e as bochechas
Os lábios, duas dobras carnudas que circundam a boca, são compostos externamente de pele e internamente de mucosa, ou mucosa. A mucosa é rica em glândulas secretoras de muco, que junto com a saliva garantem uma lubrificação adequada para fins de fala e mastigação.
As bochechas, os lados da boca, são contínuos com os lábios e têm uma estrutura semelhante. Uma almofada de gordura distinta é encontrada no tecido subcutâneo (o tecido sob a pele) da bochecha; esta almofada é especialmente grande em bebês e é conhecida como a almofada de sucção. Na superfície interna de cada bochecha, em frente ao segundo dente molar superior, há uma leve elevação que marca a abertura do duto parotídeo, conduzindo da glândula salivar parotídea, que está localizada na frente da orelha. Logo atrás desta glândula estão quatro a cinco glândulas secretoras de muco, cujos dutos se abrem em frente ao último dente molar.
O céu da boca
O céu da boca é côncavo e é formado pelo palato duro e macio. O palato duro é formado pelas porções horizontais dos dois ossos palatinos e as porções palatinas das maxilas, ou maxilares superiores. O palato duro é coberto por uma membrana mucosa espessa, um pouco pálida, que é contínua com a das gengivas e é ligada ao maxilar superior e aos ossos palatinos por tecido fibroso firme. O palato mole é contínuo com o palato duro na frente. Posteriormente, é contínuo com a membrana mucosa que cobre o assoalho da cavidade nasal. O palato mole é composto por uma folha forte, fina e fibrosa, a aponeurose palatina e os músculos glossopalatino e laringopalatino. Uma pequena projeção chamada uvula pende livre da parte posterior do palato mole.
O chão da boca
O chão da boca só pode ser visto quando a língua é levantada. Na linha média há uma prega proeminente e elevada de mucosa (linguae frenulum) que liga cada lábio às gengivas, e de cada lado desta é uma leve prega chamada papila sublingual, da qual se abrem os dutos das glândulas salivares submandibulares. Correndo para fora e para trás de cada papila sublingual é uma crista (a plica sublingualis) que marca a borda superior da glândula salivar sublingual (sob a língua) e sobre a qual se abrem a maioria dos dutos dessa glândula.
As gengivas
As gengivas consistem de membranas mucosas conectadas por tecido fibroso espesso à membrana que envolve os ossos da mandíbula. A membrana gengival sobe para formar um colar ao redor da base da coroa (porção exposta) de cada dente. Ricos em vasos sanguíneos, os tecidos gengivais recebem ramos das artérias alveolares; estes vasos, chamados alveolares por causa de sua relação com os alvéolos dentários, ou bases de dentes, também fornecem os dentes e o osso esponjoso dos maxilares superiores e inferiores, nos quais os dentes estão alojados.
Os dentes
Os dentes são estruturas duras e brancas encontradas na boca. Normalmente utilizados para mastigação, os dentes de diferentes espécies de vertebrados são às vezes especializados. Os dentes das cobras, por exemplo, são muito finos e afiados e geralmente curvam-se para trás; eles funcionam na captura de presas mas não na mastigação, porque as cobras engolem seus alimentos inteiros. Os dentes dos mamíferos carnívoros, como gatos e cães, são mais pontiagudos do que os dos primatas, inclusive humanos; os caninos são longos, e os pré-molares não possuem superfícies de trituração planas, sendo mais adaptados ao corte e à tosquia (muitas vezes, os molares mais posteriores são perdidos). Por outro lado, os herbívoros, como vacas e cavalos, têm pré-molares e molares muito grandes e planos com cristas e cúspides complexas; os caninos muitas vezes estão totalmente ausentes. Dentes pontiagudos, mal adaptados para mastigar, geralmente caracterizam comedores de carne como cobras, cães e gatos; e dentes largos e planos, bem adaptados para mastigar, caracterizam os herbívoros. As diferenças nas formas dos dentes são adaptações funcionais. Poucos animais podem digerir celulose, mas as células vegetais usadas como alimento pelos herbívoros estão encerradas nas paredes das células celulósicas que devem ser quebradas antes que o conteúdo celular possa ser exposto à ação das enzimas digestivas. Em contraste, as células animais na carne não estão envoltas em matéria não digerível e podem ser atuadas diretamente pelas enzimas digestivas. Consequentemente, mastigar não é tão essencial para os carnívoros como é para os herbívoros. Os humanos, que são omnívoros (comedores de plantas e tecidos animais), têm dentes que pertencem, funcional e estruturalmente, em algum lugar entre os extremos de especialização alcançados pelos dentes dos carnívoros e herbívoros.
Cada dente consiste em uma coroa e uma ou mais raízes. A coroa é a parte funcional do dente que é visível acima da gengiva. A raiz é a porção invisível que suporta e prende o dente no maxilar. As formas das coroas e das raízes variam em diferentes partes da boca e de um animal para outro. Os dentes de um lado da mandíbula são essencialmente uma imagem espelho daqueles localizados no lado oposto. Os dentes superiores diferem dos inferiores e são complementares a eles. Os seres humanos normalmente têm dois conjuntos de dentes durante sua vida útil. O primeiro conjunto, conhecido como decíduo, leite ou dentição primária, é adquirido gradualmente entre a idade de seis meses e dois anos. Conforme os maxilares crescem e se expandem, estes dentes são substituídos um a um pelos dentes do conjunto secundário. Há cinco dentes decíduos e oito dentes permanentes em cada quarto da boca, resultando em um total de 32 dentes permanentes para suceder os 20 dentes decíduos.
A língua
A língua, um órgão muscular localizado no chão da boca, é uma estrutura extremamente móvel e é um importante órgão acessório em funções motoras como a fala, mastigação e deglutição. Em conjunto com as bochechas, é capaz de guiar e manter os alimentos entre os dentes superiores e inferiores até que a mastigação esteja completa. A motilidade da língua ajuda a criar uma pressão negativa dentro da cavidade bucal e, assim, permite que as crianças amamentem. Especialmente importante como órgão de sentido periférico, a língua contém grupos de células epiteliais especializadas, conhecidas como papilas gustativas, que transportam estímulos da cavidade oral para o sistema nervoso central. Além disso, as glândulas da língua produzem parte da saliva necessária para a deglutição.
A língua consiste em uma massa de músculos estriados (listrados) entrelaçados e intercalados com gordura. A membrana mucosa que cobre a língua varia em diferentes regiões. A língua é ligada ao maxilar inferior, ao osso hióide (um osso em forma de U entre o maxilar inferior e a laringe), ao crânio, ao palato mole e à faringe por seus músculos extrínsecos. Ele é ligado ao assoalho da boca e à epiglote (uma placa de cartilagem que serve como tampa para a laringe) por dobras de membrana mucosa.
Glândulas salivares
Os alimentos são degustados e misturados com saliva que é secretada por vários conjuntos de glândulas. Além das muitas glândulas de minutos que secretam a saliva, existem três grandes pares de glândulas salivares: a parótida, a submandibular e as glândulas sublingual. As glândulas parótidas, as maiores dos pares, estão localizadas ao lado da face, abaixo e na frente de cada orelha. As glândulas parótidas estão encerradas em bainhas que limitam a extensão de seu inchaço quando inflamadas, como na papeira. As glândulas submandibulares, que são arredondadas em forma, estão próximas ao lado interno do osso maxilar inferior, na frente do músculo esternomastóide (o músculo proeminente do maxilar). As glândulas sublingual encontram-se diretamente sob a mucosa que cobre o assoalho da boca sob a língua.
As glândulas salivares são do tipo chamado racemose, do latim racemosus (“cheio de aglomerados”), devido à disposição em forma de aglomerados de suas células secretoras em sacos redondos, chamados acini, presos a sistemas de dutos de ramificação livre. As paredes dos ácinos rodeiam uma pequena cavidade central conhecida como alvéolo. Nas paredes dos ácinos estão células secretoras piramidais e algumas células contráteis planas em forma de estrela chamadas células mioepiteliais, ou cestas, células. Pensa-se que estas últimas células se contraem, como as células mioepiteliais similares do peito, que por sua contração expulsam o leite dos dutos de leite.
As células secretoras podem ser do tipo seroso ou do tipo mucoso. O último tipo secreta a mucina, o principal constituinte do muco; o primeiro, um fluido aquoso que contém a enzima amilase. As células secretoras das glândulas parótidas são do tipo seroso; as das glândulas submandibulares, tanto do tipo seroso como do tipo mucoso, com as células serosas superando as células mucosas em número de quatro para uma. Os ácinos das glândulas sublinguais são compostos principalmente de células mucosas.
As glândulas salivares são controladas pelas duas divisões do sistema nervoso autônomo, a simpática e a parassimpática. O fornecimento do nervo parassimpático regula a secreção pelas células acinares e provoca a dilatação dos vasos sanguíneos. As funções reguladas pelos nervos simpáticos incluem a secreção pelas células acinares, constrição dos vasos sanguíneos e, presumivelmente, a contração das células mioepiteliais. Normalmente a secreção da saliva é constante, independentemente da presença de alimentos na boca. A quantidade de saliva secretada em 24 horas normalmente é de 1-1,5 litros. Quando algo toca as gengivas, a língua, ou alguma região do revestimento bucal, ou quando ocorre mastigação, a quantidade de saliva secretada aumenta. A substância estimulante não precisa ser areia seca na boca ou mesmo mover as mandíbulas e a língua quando a boca está vazia aumenta o fluxo salivar. Este acoplamento de estímulo direto à mucosa oral com aumento da salivação é conhecido como o reflexo salivar incondicionado. Quando um indivíduo aprende que uma determinada visão, som, cheiro ou outro estímulo está regularmente associado a alimentos, esse estímulo sozinho pode ser suficiente para estimular o aumento do fluxo salivar. Esta resposta é conhecida como o reflexo salivar condicionado.
Saliva
A saliva dissolve alguns dos alimentos mastigados e atua como um lubrificante, facilitando a passagem pelas porções subsequentes do trato digestivo. A saliva também contém uma enzima digestora de amilase (ptyalin), que inicia o processo de hidrólise enzimática; ela divide o amido (um polissacarídeo que contém muitas moléculas de açúcar ligadas em uma cadeia contínua) em moléculas da maltose dupla de açúcar. Muitos carnívoros, como cães e gatos, não têm amilase em sua saliva; portanto, sua dieta natural contém muito pouco amido. As substâncias devem estar em solução para que as papilas gustativas sejam estimuladas; a saliva fornece o solvente para os materiais alimentares.
A composição da saliva varia, mas seus principais componentes são a água, íons inorgânicos semelhantes aos comumente encontrados no plasma sanguíneo e uma série de constituintes orgânicos, incluindo proteínas salivares, aminoácidos livres, e as enzimas lisozima e amilase. Embora a saliva seja ligeiramente ácida, os bicarbonatos e fosfatos contidos nela servem como tampões e mantêm o pH, ou concentração de íons hidrogênio, da saliva relativamente constante sob condições comuns.
As concentrações de bicarbonato, cloreto, potássio e sódio na saliva estão diretamente relacionadas com a taxa de seu fluxo. Há também uma relação direta entre a concentração de bicarbonato e a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue. A concentração de cloreto no sangue varia de 5 milimoles por litro em vazões baixas a 70 milimoles por litro quando a vazão é alta. As concentrações de sódio em circunstâncias similares variam de 5 milimoles por litro a 100 milimoles por litro. A concentração de potássio no sangue é freqüentemente maior do que a do plasma sanguíneo, até 20 milimoles por litro, o que explica o gosto acentuado e metálico da saliva quando o fluxo é rápido.
O fluxo constante de saliva mantém a cavidade oral e os dentes úmidos e comparativamente livres de resíduos alimentares, células epiteliais preguiçosas e partículas estranhas. Ao remover o material que pode servir como meio de cultura, a saliva inibe o crescimento de bactérias. A saliva tem uma função protetora, pois a lisozima enzimática tem a capacidade de liofilizar, ou dissolver, certas bactérias. A secreção da saliva também fornece um mecanismo pelo qual certas substâncias orgânicas e inorgânicas podem ser excretadas do corpo, incluindo mercúrio, chumbo, iodeto de potássio, brometo, morfina, álcool etílico e certos antibióticos como penicilina, estreptomicina e clortetraciclina.
Embora a saliva não seja essencial à vida, sua ausência resulta em uma série de inconvenientes, incluindo a secura da mucosa oral, higiene oral deficiente por causa do crescimento excessivo de bactérias, uma sensação de sabor muito diminuída e dificuldades com a fala.
Faringe
A faringe, ou garganta, é a passagem que leva da boca e do nariz ao esôfago e à laringe. A faringe permite a passagem de sólidos e líquidos engolidos para o esôfago, ou garganta, e conduz o ar de e para a traquéia, ou traquéia, durante a respiração. A faringe também se conecta de ambos os lados com a cavidade do ouvido médio por meio da trompa de Eustáquio e proporciona a equalização da pressão de ar na membrana do tímpano, que separa a cavidade do ouvido médio do canal auditivo externo. A faringe tem aproximadamente a forma de um funil achatado. Ele é fixado às estruturas circundantes, mas é solto o suficiente para permitir o deslizamento da parede faríngea contra elas nos movimentos de deglutição. Os principais músculos da faringe, envolvidos na mecânica da deglutição, são os três constritores faríngeos, que se sobrepõem ligeiramente e formam a musculatura primária das paredes laterais e posteriores da faringe.
Existem três divisões principais da faringe: a faringe oral, a faringe nasal e a faringe laríngea. As duas últimas são vias aéreas, enquanto que a faringe oral é compartilhada tanto pelo trato respiratório quanto pelo digestivo. Em ambos os lados da abertura entre a cavidade bucal e a faringe oral está uma amígdala palatina, assim chamada por causa de sua proximidade com o palato. Cada amígdala palatina está localizada entre duas dobras verticais da membrana mucosa chamadas arcadas glossopalatinas. A faringe nasal, acima, é separada da faringe oral pelo palato mole. Outro par de tonsilas está localizado no teto da faringe nasal. As amígdalas faríngeas, também conhecidas como adenoides, fazem parte do sistema imunológico do corpo. Quando as amígdalas faríngeas ficam muito inchadas (o que ocorre freqüentemente durante a infância), elas ocluem as vias aéreas. A faringe laríngea e a parte inferior da faringe oral são escondidas pela raiz da língua.
O primeiro estágio da deglutição, ou deglutição, consiste na passagem do bolo para dentro da faringe e é iniciado voluntariamente. A parte anterior da língua é retraída e deprimida, a mastigação cessa, a respiração é inibida e a parte posterior da língua é elevada e retraída contra o palato duro. Esta ação, produzida pelos músculos fortes da língua, força o bolo da boca para dentro da faringe. A entrada do bolo na faringe nasal é impedida pela elevação do palato mole contra a parede posterior da faringe. Como o bolo é forçado a entrar na faringe, a laringe se move para cima e para frente sob a base da língua. Os músculos do constritor faríngeo superior contraem-se, iniciando uma rápida contração peristáltica faríngea, ou aperto, que se move para baixo da faringe, impulsionando o bolo em frente a ela. As paredes e estruturas da faringe inferior são elevadas para engolir a massa de alimentos que se aproxima. A epiglote, uma cobertura tipo tampa que protege a entrada da laringe, desvia o bolo para a faringe. O músculo cricofaríngeo, ou esfíncter esofágico superior, que manteve o esôfago fechado até este ponto, relaxa à medida que o bolo se aproxima e permite que ele entre no esôfago superior. A contração peristáltica faríngea continua no esôfago e se torna a contração peristáltica esofágica primária.
Esôfago
O esôfago, que passa os alimentos da faringe para o estômago, tem cerca de 25 cm de comprimento; a largura varia de 1,5 a 2 cm. O esôfago fica atrás da traquéia e do coração e em frente à coluna vertebral; ele passa pelo diafragma antes de entrar no estômago.
O esôfago contém quatro camadas – mucosa, submucosa, muscular e túnica adventícia. A mucosa é composta de epitélio escamoso estratificado contendo numerosas glândulas mucosas. A submucosa é uma camada fibrosa espessa e solta que conecta a mucosa à musculatura. Juntas, a mucosa e a submucosa formam longas dobras longitudinais, de modo que uma seção transversal da abertura do esôfago teria a forma de uma estrela. A musculatura é composta por uma camada interna, na qual as fibras são circulares, e uma camada externa de fibras longitudinais. Ambos os grupos musculares são enrolados ao redor e ao longo do trato alimentar, mas o interno tem uma espiral muito apertada, de modo que os enrolamentos são virtualmente circulares, enquanto o externo tem uma espiral de desenrolamento muito lento que é virtualmente longitudinal. A camada externa do esôfago, a túnica adventícia, é composta de tecido fibroso solto que conecta o esôfago com estruturas vizinhas. Exceto durante o ato de engolir, o esôfago é normalmente vazio, e seu lúmen, ou canal, é essencialmente fechado pelas dobras longitudinais das camadas mucosa e submucosa.
O terço superior do esôfago é composto por músculo estriado (voluntário). O terço médio é uma mistura de músculo estriado e liso (involuntário), e o terço inferior consiste apenas de músculo liso. O esôfago tem dois esfíncteres, músculos circulares que agem como cordões em canais fechados. Ambos os esfíncteres normalmente permanecem fechados, exceto durante o ato de engolir. O esfíncter esofágico superior está localizado no nível da cartilagem cricóide (uma cartilagem semelhante a um anel formando a parte inferior da parede da laringe). Este esfíncter é chamado de músculo cricofaríngeo. O esfíncter esofágico inferior circunda os 3 a 4 cm do esôfago que passam por uma abertura no diafragma chamada hiato diafragmático. O esfíncter esofágico inferior é mantido em tensão o tempo todo, exceto em resposta a uma onda de contração descendente, momento em que relaxa momentaneamente para permitir a liberação de gás (arroto) ou vômito. O esfíncter esofágico inferior tem um papel importante, portanto, na proteção do esôfago contra o refluxo do conteúdo gástrico com mudanças na posição corporal ou com alterações da pressão intra-gástrica.
O transporte através do esôfago é realizado pelas contrações peristálticas esofágicas primárias, que, como observado acima, têm origem na faringe. Estas contrações são produzidas por uma onda peristáltica que avança e cria um gradiente de pressão e varre o bolo à sua frente. O transporte de material através do esôfago leva aproximadamente 10 segundos. Quando o bolo chega à junção com o estômago, o esfíncter esofágico inferior relaxa e o bolo entra no estômago. Se o bolo for muito grande, ou se a contração peristáltica for muito fraca, o bolo pode ficar preso no esôfago médio ou inferior. Quando isto ocorre, as contrações peristálticas secundárias originam-se ao redor do bolo em resposta à distensão local da parede do esôfago e impulsionam o bolo para dentro do estômago.
Quando um líquido é engolido, seu transporte através do esôfago depende um pouco da posição do corpo e dos efeitos da gravidade. Quando engolido na posição horizontal ou de cabeça para baixo, os líquidos são manuseados da mesma forma que os sólidos, com o líquido se movendo imediatamente antes do avanço da contração peristáltica. (As altas pressões e fortes contrações da onda peristáltica esofágica tornam possível que animais com pescoços muito longos, como a girafa, possam transportar líquidos através do esôfago por muitos pés). Quando o corpo está na posição vertical, porém, os líquidos entram no esôfago e caem por gravidade para a extremidade inferior; ali aguardam a chegada da contração peristáltica e a abertura do esfíncter esofágico inferior (8 a 10 segundos) antes de serem esvaziados no estômago.
Estômago
Anatomia
O estômago recebe alimentos e líquidos ingeridos do esôfago e os retém para moer e misturar com suco gástrico para que as partículas de alimentos sejam menores e mais solúveis. As principais funções do estômago são iniciar a digestão de carboidratos e proteínas, converter a refeição em quimio, e descarregar o quimio no intestino delgado periodicamente à medida que a condição física e química da mistura se torna adequada para a fase seguinte da digestão. O estômago está localizado na parte superior esquerda do abdômen, imediatamente abaixo do diafragma. Na frente do estômago estão o fígado, parte do diafragma, e a parede abdominal anterior. Atrás dele estão o pâncreas, o rim esquerdo, a glândula adrenal esquerda, o baço e o cólon. O estômago é mais ou menos côncavo no seu lado direito, convexo no esquerdo. A borda côncava é chamada de menor curvatura; a borda convexa, a maior curvatura. Quando o estômago está vazio, seu revestimento de mucosa é jogado em numerosas dobras longitudinais, conhecidas como rugae; estas tendem a desaparecer quando o estômago está distendido.
A cárdia é a abertura do esôfago para o estômago. A parte mais alta do estômago, localizada acima da entrada do esôfago, é o fundo. O fundo do esôfago se adapta ao volume variável de alimentos ingeridos, relaxando sua parede muscular; freqüentemente contém uma bolha de gás, especialmente depois de uma refeição. A maior parte do estômago é conhecida simplesmente como o corpo; serve principalmente como um reservatório para alimentos e líquidos ingeridos. O antro, a parte mais baixa do estômago, tem a forma de um funil, com sua extremidade larga unindo a parte inferior do corpo e sua extremidade estreita conectando-se com o canal pilórico, que se esvazia no duodeno (a divisão superior do intestino delgado). A porção pilórica do estômago (antro mais canal pilórico) tende a curvar para a direita e ligeiramente para cima e para trás, dando assim ao estômago sua aparência em forma de J. O piloro, a porção mais estreita do estômago, é a saída do estômago para o duodeno. Tem aproximadamente 2 cm (quase 1 polegada) de diâmetro e é rodeado por laços grossos de músculo liso.
Os músculos da parede do estômago estão dispostos em três camadas, ou casacos. A camada externa, chamada camada muscular longitudinal, é contínua com a camada muscular longitudinal do esôfago. As fibras musculares longitudinais são divididas na cárdia em duas faixas largas. A da direita, mais forte, se estende para cobrir a menor curvatura e as paredes posteriores e anteriores adjacentes do estômago. As fibras longitudinais à esquerda irradiam do esôfago sobre a cúpula do fundo para cobrir a maior curvatura e continuam até o piloro, onde unem as fibras longitudinais que descem sobre a menor curvatura. A camada longitudinal continua até o duodeno, formando o músculo longitudinal do intestino delgado.
A camada muscular média, ou circular, a mais forte das três camadas musculares, cobre completamente o estômago. As fibras circulares desta camada são melhor desenvolvidas na porção inferior do estômago, particularmente sobre o antro e o piloro. Na extremidade pilórica do estômago, a camada muscular circular torna-se muito espessada para formar o esfíncter pilórico. Este anel muscular é ligeiramente separado do músculo circular do duodeno pelo tecido conjuntivo.
A camada mais interna do músculo liso, chamada camada muscular oblíqua, é mais forte na região do fundo e progressivamente mais fraca à medida que se aproxima do piloro.
O estômago é capaz de dilatar para acomodar mais de um litro (cerca de um litro) de alimentos ou líquidos sem aumentar a pressão sobre o estômago. Este relaxamento receptivo da parte superior do estômago para acomodar uma refeição é em parte devido a um reflexo neural que é desencadeado quando o ácido clorídrico entra em contato com a mucosa do antro, possivelmente através da liberação do hormônio conhecido como peptídeo intestinal vasoativo. A distensão do corpo do estômago pela comida ativa um reflexo neural que inicia a atividade muscular do antro.
Fornecimento de sangue e nervos
Muitos ramos do tronco celíaco trazem sangue arterial para o estômago. O tronco celíaco é uma artéria curta e larga que se ramifica da porção abdominal da aorta, o principal vaso que transporta o sangue arterial do coração para a circulação sistêmica. O sangue do estômago é devolvido ao sistema venoso através da veia porta, que transporta o sangue para o fígado.
O fornecimento nervoso ao estômago é fornecido tanto pelas divisões parassimpáticas como simpáticas do sistema nervoso autônomo. As fibras nervosas parassimpáticas são transportadas no nervo vago, ou décimo nervo craniano. Quando o nervo vago passa pela abertura no diafragma junto com o esôfago, ramos do nervo vago direito se espalham sobre a parte posterior do estômago, enquanto o nervo vago esquerdo fornece a parte anterior. Ramos simpáticos de uma rede nervosa chamada plexo celíaco, ou solar, acompanham as artérias do estômago até a parede muscular.
Contrações do estômago
Foram observados três tipos de atividade motora do estômago. O primeiro é uma pequena onda de contração da parede do estômago que se origina na parte superior do estômago e desce lentamente sobre o órgão em direção ao esfíncter pilórico. Este tipo de contração produz uma leve reentrância da parede do estômago. Ondas retrógradas frequentemente varrem do esfíncter pilórico para o antro e até sua junção com o corpo do estômago, o que resulta em um movimento de vaivém do conteúdo gástrico que tem um efeito de mistura e esmagamento. O segundo tipo de atividade motora é também uma onda de contração, mas é de natureza peristáltica. A contração tem origem também na parte superior do estômago e é lentamente propagada sobre o órgão em direção ao esfíncter pilórico. Este tipo de contração gástrica produz uma profunda reentrância na parede do estômago. medida que a onda peristáltica se aproxima do antro, o recuo obstrui completamente a luz do estômago, ou cavidade, e assim a compartimenta. A onda de contração move-se então sobre o antro, impulsionando o material à sua frente através do esfíncter pilórico para dentro do duodeno. Este tipo de contração serve como um mecanismo de bombeamento para esvaziar o conteúdo do antro gástrico através do esfíncter pilórico. Tanto a mistura quanto as contrações peristálticas do estômago ocorrem a uma taxa constante de três contrações por minuto quando registradas a partir do antro gástrico. Uma onda de peristaltismo varre ao longo da metade inferior do estômago e ao longo de todo o intestino até o cólon proximal a intervalos de duas horas após as refeições. Estas ondas peristálticas podem ser interrompidas pela alimentação e podem ser induzidas pelo hormônio motilin.
O terceiro tipo de atividade motora gástrica é melhor descrito como uma contração tônica, ou sustentada, de todos os músculos do estômago. A contração tônica diminui o tamanho do lúmen do estômago, pois todas as partes da parede gástrica parecem se contrair simultaneamente. Esta atividade é responsável pela capacidade do estômago de se acomodar a volumes variáveis de conteúdo gástrico. A contração tônica é independente dos outros dois tipos de contrações; no entanto, as contrações de mistura e as contrações peristálticas normalmente ocorrem simultaneamente com a contração tônica. Conforme os alimentos são quebrados, partículas menores fluem através do esfíncter pilórico, que se abre momentaneamente à medida que uma onda peristáltica desce através do antro em direção a ele. Isto permite a “amostragem” do conteúdo gástrico pelo duodeno.
Mucosa gástrica
A superfície interna do estômago é revestida por uma membrana mucosa conhecida como mucosa gástrica. A mucosa é sempre coberta por uma camada de muco espessa que é secretada por células epiteliais colunares altas. A mucosa gástrica é uma glicoproteína que serve para duas finalidades: a lubrificação das massas alimentares para facilitar o movimento dentro do estômago e a formação de uma camada protetora sobre o epitélio de revestimento da cavidade do estômago. Esta camada protetora é um mecanismo de defesa que o estômago tem contra ser digerido por suas próprias enzimas proteicas, e é facilitada pela secreção de bicarbonato na camada superficial a partir da mucosa subjacente. A acidez, ou concentração de íons de hidrogênio, da camada mucosa mede pH7 (neutro) na área imediatamente adjacente ao epitélio e torna-se mais ácida (pH2) no nível luminal. Quando o muco gástrico é removido do epitélio de superfície, podem ser observadas pequenas cavidades, chamadas foveolae gastricae, com uma lupa. Há aproximadamente 90 a 100 fossas gástricas por milímetro quadrado (58.000 a 65.000 por polegada quadrada) de epitélio de superfície. Três a sete glândulas gástricas individuais esvaziam suas secreções em cada fossa gástrica. Sob a mucosa gástrica há uma fina camada de músculo liso chamada mucosa muscular, e abaixo desta, por sua vez, há tecido conjuntivo solto, a submucosa, que prende a mucosa gástrica aos músculos das paredes do estômago.
A mucosa gástrica contém seis tipos diferentes de células. Além das células epiteliais de alta superfície colunar mencionadas acima, existem cinco tipos de células comuns encontradas nas diversas glândulas gástricas.
(1) As células mucoides secretam muco gástrico e são comuns a todos os tipos de glândulas gástricas. As células mucóides são o principal tipo de célula encontrada nas glândulas gástricas nas áreas cardíacas e pilóricas do estômago. Os pescoços das glândulas no corpo e as partes fúndicas do estômago são revestidos por células mucóides.
(2) As células zimogênicas, ou células principais, estão localizadas predominantemente nas glândulas gástricas do corpo e porções fúndicas do estômago. Estas células secretam pepsinogênio, do qual se forma a enzima proteolítica (digeridora de proteínas) pepsina. Existem duas variedades de pepsinogênio, conhecido como pepsinogênio I e pepsinogênio II. Ambos são produzidos nas células mucosas e zimogênicas nas glândulas do corpo do estômago, mas as glândulas mucosas localizadas em outras partes do estômago produzem apenas pepsinogênio II. Os estímulos que causam secreção de ácido gástrico – em particular, a estimulação do nervo vagal – também promovem a secreção dos pepsinogênicos.
(3) As células de gastrina, também chamadas de células G, estão localizadas em todo o antro. Estas células endócrinas secretam o hormônio estimulante ácido gastrina como resposta à diminuição da acidez do conteúdo gástrico quando os alimentos entram no estômago e distensão gástrica. A gastrina entra então na corrente sanguínea e é levada na circulação para a mucosa do corpo do estômago, onde se liga aos locais receptores na membrana externa das células parietais (descritos abaixo). O complexo receptor de gastrina que se forma desencadeia uma reação de consumo de energia moderada pela presença da enzima ATPase, ligada à membrana que leva à produção e secreção de íons de hidrogênio nas células parietais.
(4) As células parietais, ou oxínticas, encontradas nas glândulas do corpo e porções fúndicas do estômago, secretam íons de hidrogênio que se combinam com íons cloreto para formar ácido clorídrico (HCl). O ácido que é produzido drena para o lúmen da glândula e depois passa para o estômago. Este processo ocorre apenas quando um ou mais tipos de receptores na membrana externa da célula parietal estão ligados à histamina, gastrina ou acetilcolina. Prostaglandinas, substâncias hormonais que estão presentes em praticamente todos os tecidos e fluidos corporais, inibem a secreção de ácido clorídrico. Os medicamentos omeprazol (Losec™ ou Prilosec™) e lansoprazol (Prevacid™) também inibem a secreção ácida pelas células parietais e são utilizados como tratamentos para a úlcera péptica. As células parietais produzem a maior parte da água encontrada no suco gástrico; elas também produzem glicoproteínas chamadas fator intrínseco, que são essenciais para a maturação dos glóbulos vermelhos, absorção de vitamina B12 e a saúde de certas células do sistema nervoso central e periférico.
(5) As células endócrinas chamadas células tipo enterocromafina devido às suas características de coloração estão espalhadas por todo o corpo do estômago. As células tipo enterocromafina secretam várias substâncias, incluindo o hormônio serotonina.
Secreção gástrica
A mucosa gástrica segrega 1,2 a 1,5 litros de suco gástrico por dia. O suco gástrico torna as partículas dos alimentos solúveis, inicia a digestão (particularmente de proteínas) e converte o conteúdo gástrico em uma massa semilíquida chamada chyme, preparando-a assim para posterior digestão no intestino delgado. O suco gástrico é uma mistura variável de água, ácido clorídrico, eletrólitos (sódio, potássio, cálcio, fosfato, sulfato e bicarbonato), e substâncias orgânicas (muco, pepsinas e proteína). Este suco é altamente ácido devido ao seu teor de ácido clorídrico, e é rico em enzimas. Como observado acima, as paredes do estômago são protegidas dos sucos digestivos pela membrana na superfície das células epiteliais que delimitam a luz do estômago; esta membrana é rica em lipoproteínas, que são resistentes ao ataque por ácido. O suco gástrico de alguns mamíferos (por exemplo, bezerros) contém a enzima rennina, que aglomera as proteínas do leite e assim as retira da solução e as torna mais suscetíveis à ação de uma enzima proteolítica.
O processo de secreção gástrica pode ser dividido em três fases (cefálica, gástrica e intestinal) que dependem dos mecanismos primários que fazem com que a mucosa gástrica segregue o suco gástrico. As fases da secreção gástrica se sobrepõem, e há uma inter-relação e alguma interdependência entre as vias neurais e humoral.
A fase cefálica da secreção gástrica ocorre em resposta aos estímulos recebidos pelos sentidos – isto é, o gosto, o olfato, a visão e o som. Esta fase da secreção gástrica é inteiramente reflexa na origem e é mediada pelo nervo vago (10º craniano). O suco gástrico é secretado em resposta à estimulação vagal, seja diretamente por impulsos elétricos ou indiretamente por estímulos recebidos através dos sentidos. Ivan Petrovich Pavlov, o fisiologista russo, demonstrou originalmente este método de secreção gástrica em uma experiência agora famosa com cães.
A fase gástrica é mediada pelo nervo vago e pela liberação de gastrina. A acidez do conteúdo gástrico após uma refeição é tamponada por proteínas, de modo que em geral permanece em torno de pH3 (ácido) por aproximadamente 90 minutos. O ácido continua a ser secretado durante a fase gástrica em resposta à distensão e aos peptídeos e aminoácidos que são liberados das proteínas à medida que a digestão prossegue. A ação química dos aminoácidos e peptídeos livres excita a liberação de gastrina do antro para a circulação. Assim, existem fatores mecânicos, químicos e hormonais que contribuem para a resposta secretora gástrica à alimentação. Esta fase continua até que o alimento tenha deixado o estômago.
A fase intestinal não é totalmente compreendida, por causa de um complexo processo estimulante e inibidor. Aminoácidos e pequenos peptídeos que promovem a secreção ácida gástrica são infundidos na circulação, porém, ao mesmo tempo, o chyme inibe a secreção ácida. A secreção de ácido gástrico é um importante inibidor da liberação de gastrina. Se o pH do conteúdo antral cair abaixo de 2,5, a gastrina não é liberada. Alguns dos hormônios que são liberados do intestino delgado por produtos da digestão (especialmente gordura), em especial glucagon e secretino, também suprimem a secreção ácida.
Absorção e esvaziamento
Embora o estômago absorva poucos dos produtos da digestão, ele pode absorver muitas outras substâncias, incluindo glicose e outros açúcares simples, aminoácidos e algumas substâncias lipossolúveis. O pH do conteúdo gástrico determina se algumas substâncias são absorvidas. A um pH baixo, por exemplo, o ambiente é ácido e a aspirina é absorvida do estômago quase tão rapidamente quanto a água, mas, à medida que o pH do estômago aumenta e o ambiente se torna mais básico, a aspirina é absorvida mais lentamente. A água se move livremente do conteúdo gástrico através da mucosa gástrica para o sangue. A absorção líquida de água do estômago é pequena, porém, porque a água se move tão facilmente do sangue através da mucosa gástrica para o lúmen do estômago. A absorção de água e álcool pode ser retardada se o estômago contiver alimentos e especialmente gorduras, provavelmente porque o esvaziamento gástrico é retardado pelas gorduras, e a maior parte da água em qualquer situação é absorvida pelo intestino delgado.
A taxa de esvaziamento do estômago depende da composição física e química da refeição. Os fluidos esvaziam mais rapidamente que os sólidos, os carboidratos mais rapidamente que as proteínas, e as proteínas mais rapidamente que as gorduras. Quando as partículas dos alimentos são suficientemente reduzidas em tamanho e quase solúveis e quando os receptores no bulbo duodenal (a área de fixação entre o duodeno e o estômago) têm uma fluidez e uma concentração de íons de hidrogênio de um certo nível, o bulbo duodenal e a segunda parte do duodeno relaxam, permitindo que o esvaziamento do estômago comece. Durante uma contração duodenal, a pressão no bulbo duodenal sobe mais que a do antro. O piloro impede o refluxo no estômago por meio do fechamento. O nervo vago tem um papel importante no controle do esvaziamento, mas há algumas indicações de que a divisão simpática do sistema nervoso autônomo também está envolvida. Vários dos hormônios peptídeos do trato digestivo também têm um efeito sobre a pressão intra-gástrica e movimentos gástricos, mas seu papel em circunstâncias fisiológicas não é claro.
Intestino delgado
O intestino delgado é o órgão principal do trato digestivo. As principais funções do intestino delgado são a mistura e o transporte do conteúdo intraluminal, a produção de enzimas e outros constituintes essenciais para a digestão e a absorção de nutrientes. A maioria dos processos que solubilizam carboidratos, proteínas e gorduras e os reduzem a compostos orgânicos relativamente simples ocorrem no intestino delgado.
Anatomia
O intestino delgado, que tem de 670 a 760 cm de comprimento e 3 a 4 cm de diâmetro, é a parte mais longa do trato digestivo. Ele começa no piloro, a junção com o estômago, e termina na válvula ileocecal, a junção com o cólon. Os principais segmentos funcionais do intestino delgado são o duodeno, o jejuno e o íleo.
O duodeno tem de 23 a 28 cm (9 a 11 polegadas) de comprimento e forma uma curva em forma de C que circunda a cabeça do pâncreas. Ao contrário do resto do intestino delgado, ele é retroperitoneal (ou seja, está atrás do peritônio, a membrana que reveste a parede abdominal). Seu primeiro segmento, conhecido como bulbo duodenal, é a parte mais larga do intestino delgado. Ele é horizontal, passando para trás e para a direita do piloro, e fica um pouco atrás da extremidade larga da vesícula biliar. A segunda parte do duodeno corre verticalmente para baixo em frente ao hilo do rim direito (o ponto de entrada ou saída dos vasos sanguíneos, nervos e ureteres); é nesta parte através da papila duodenal (papila de Vater) que o suco pancreático e a bílis fluem. A terceira parte do duodeno corre horizontalmente para a esquerda na frente da aorta e da veia cava inferior (o canal principal de retorno ao coração do sangue venoso da parte inferior do corpo e das pernas), enquanto a quarta parte sobe para o lado esquerdo da segunda vértebra lombar (ao nível da pequena parte de trás), depois se dobra bruscamente para baixo e para frente para unir a segunda parte do intestino delgado, o jejuno. Um ângulo agudo, chamado de flexão duodenojejunal, é formado pela suspensão desta parte do intestino delgado pelo ligamento de Treitz.
O jejuno forma os dois quintos superiores do restante do intestino delgado; ele, como o íleo, tem numerosas convoluções e está preso à parede abdominal posterior pelo mesentério, uma extensa dobra de membrana secretora de soro. O íleo são os três quintos restantes do intestino delgado, embora não haja um ponto absoluto em que o jejuno termine e o íleo comece. Em termos gerais, o jejuno ocupa a parte superior e esquerda do abdômen abaixo do plano subcostal (ou seja, no nível da 10ª costela), enquanto o íleo está localizado na parte inferior e direita. Ao término, o íleo se abre para o intestino grosso.
A disposição das camadas musculares do intestino delgado é uniforme ao longo de todo o comprimento do órgão. A camada interna, circular, é mais grossa do que a camada externa, longitudinal. A camada mais externa do intestino delgado é revestida pelo peritônio.
Fornecimento de sangue e nervos
A artéria mesentérica superior (um ramo da aorta abdominal) e a artéria pancreática superiorduodenal (um ramo da artéria hepática) suprem o intestino delgado com sangue. Estes vasos correm entre as camadas do mesentério, a membrana que liga os intestinos com a parede da cavidade abdominal, e liberam grandes ramos que formam uma fila de arcos de conexão dos quais surgem ramos para entrar na parede do intestino delgado. O sangue do intestino é devolvido por meio da veia mesentérica superior, que, com a veia esplênica, forma a veia portal, que drena para o fígado.
O intestino delgado tem uma inervação simpática e parassimpática. O nervo vago proporciona uma inervação parassimpática. A inervação simpática é proporcionada por ramos do plexo mesentérico superior, uma rede nervosa sob o plexo solar que segue os vasos sanguíneos até o intestino delgado e finalmente termina no plexo Auerbach, que está localizado entre o revestimento muscular circular e longitudinal, e o plexo Meissner, que está localizado na submucosa. Numerosas fibrilhas, tanto adrenérgicas (simpáticas) quanto colinérgicas (parassimpáticas), unem estes dois plexos.
Contrações e motilidade
As contrações dos músculos circulares e longitudinais são reguladas por impulsos elétricos que começam com a passagem de íons de cálcio para a célula muscular. O marcapasso duodenal envia impulsos elétricos pelo intestino delgado a uma taxa de 11 ciclos por minuto no duodeno, diminuindo gradualmente para 8 ciclos por minuto no íleo. Estas mudanças elétricas são propagadas na camada muscular longitudinal da parede do intestino delgado. Ocorrendo simultaneamente com a atividade elétrica de ondas lentas, as cargas elétricas podem ser rápidas e espelhadas. Este tipo de atividade elétrica tem origem na camada muscular circular da parede intestinal e ocorre quando a camada circular se contrai para formar uma contração segmentar. A despolarização das membranas da célula muscular, ou um excesso de cargas positivas no interior da célula, faz com que as miofibrilas (os componentes de contração dos miofilamentos que constituem os tecidos musculares) se contraiam. A taxa destas contrações é regida pela taxa de despolarização da membrana da célula muscular. As duas camadas musculares espirais então se contraem, causando a atividade motora que permite a mistura e o transporte do alimento no intestino delgado.
Os principais objetivos dos movimentos do intestino delgado são fornecer mistura e transporte de conteúdo intraluminal. Uma característica da motilidade do intestino delgado é a capacidade inerente do músculo liso que constitui a parede do intestino de se contrair espontânea e ritmicamente. Este fenômeno é independente de qualquer fornecimento de nervos extrínsecos ao intestino delgado. No plexo mioentérico (uma rede de fibras nervosas na parede do intestino), existem várias outras substâncias e receptores mensageiros capazes de modular a atividade muscular lisa, incluindo somatostatina, serotonina (5-hidroxitriptamina) e as enkefalinas. Com pelo menos sete dessas substâncias dentro e ao redor do músculo liso, há alguma confusão quanto aos seus respectivos papéis. As contrações do intestino delgado criam gradientes de pressão de um segmento adjacente do órgão para outro. Os gradientes de pressão, por sua vez, são os principais responsáveis pelo transporte dentro do intestino delgado. Dois tipos de atividade motora foram reconhecidos: as contrações segmentadas e as contrações peristálticas.
A ação motora predominante do intestino delgado é a contração segmentadora, que é uma contração circunferencial localizada, principalmente do músculo circular da parede intestinal. As contrações segmentadoras misturam, separam e agitam o chyme intestinal. A contração envolve apenas um segmento curto da parede intestinal, de menos de 1 a 2 cm, e constringe a luz, tendendo a dividir seu conteúdo. À medida que a quima se move do duodeno para o íleo, há uma diminuição gradual no número de contrações segmentadas. Isto tem sido descrito como o “gradiente” da motilidade do intestino delgado. Embora as contrações segmentadas geralmente ocorram de forma irregular, elas podem ocorrer de forma regular ou rítmica e a uma taxa máxima para aquele local específico do intestino delgado (segmentação rítmica). A segmentação rítmica pode ocorrer apenas em um segmento localizado do intestino delgado, ou pode ocorrer de forma progressiva, com cada contração segmentar subseqüente ocorrendo ligeiramente abaixo da anterior (segmentação progressiva).
Uma contração peristáltica pode ser definida como um anel de avanço, ou onda, de contração que passa ao longo de um segmento do trato gastrointestinal. Normalmente ocorre apenas sobre um segmento curto (aproximadamente a cada 6 cm) e se move a uma taxa de cerca de 1 ou 2 cm por minuto. Este tipo de atividade motora no intestino delgado resulta no transporte do conteúdo intraluminal para baixo, geralmente um segmento de cada vez.
Quando existe uma condição inflamatória do intestino delgado, ou quando substâncias irritantes estão presentes no conteúdo intraluminal, uma contração peristáltica pode viajar por uma distância considerável do intestino delgado; isto é chamado de corrida peristáltica. A diarréia devida a infecções comuns é freqüentemente associada a correrias peristálticas. A maioria dos catárticos produz seu efeito diarréico irritando a mucosa intestinal ou aumentando o conteúdo, particularmente com fluido.
Absorção
Embora o intestino delgado tenha apenas 3 a 4 cm de diâmetro e aproximadamente 7 metros de comprimento, foi estimado que sua área total de superfície de absorção é de aproximadamente 4.500 metros quadrados (5.400 jardas quadradas). Esta enorme superfície absorvente é proporcionada pela estrutura única da mucosa, que é disposta em dobras concêntricas que têm a aparência de cristas transversais. Estas pregas, conhecidas como plicae circulares, têm aproximadamente 5 a 6 cm de comprimento e cerca de 3 mm de espessura. As plicae circulares estão presentes em todo o intestino delgado, exceto na primeira porção, ou bulbo, do duodeno, que geralmente é plano e liso, exceto por algumas dobras longitudinais. Também chamadas de válvulas de Kerckring, as plicae circulares são maiores na parte inferior do duodeno e na parte superior do jejuno. Elas se tornam menores e finalmente desaparecem na parte inferior do íleo. As dobras geralmente correm de meio a dois terços da parede intestinal; ocasionalmente, uma única dobra pode espiralar a parede por três ou quatro voltas completas. Foi estimado que o intestino delgado contém aproximadamente 800 plicae circulares e que aumentam a área da superfície do revestimento do intestino delgado em cinco a oito vezes a área da superfície externa.
Outra característica da mucosa que multiplica muito sua área de superfície é a das minúsculas projeções chamadas vilosidades. As vilosidades geralmente variam de 0,5 a 1 mm de altura. Seus diâmetros variam de aproximadamente um oitavo a um terço de sua altura. As vilosidades são cobertas por uma única camada de células colunares altas chamadas células taças por causa de sua semelhança áspera com taças vazias depois que elas descarregam seu conteúdo. As células taças são encontradas espalhadas entre as células epiteliais superficiais que cobrem as vilosidades e são uma fonte de mucina, o principal constituinte do muco.
Na base das vilosidades da mucosa encontram-se depressões chamadas glândulas intestinais, ou glândulas de Lieberkühn. As células que revestem estas glândulas continuam para cima e sobre a superfície das vilosidades. No fundo das glândulas, as células epiteliais chamadas células de Paneth são preenchidas com grânulos alfa, ou grânulos eosinófilos, assim chamados porque absorvem a eosina cor de rosa. Embora possam conter lisozima, uma enzima tóxica para as bactérias, e imunoglobinas, sua função precisa é incerta.
Existem três outros tipos de células nas glândulas de Lieberkühn: as células indiferenciadas, que têm o potencial de sofrer alterações com a finalidade de substituir as perdas de qualquer tipo de célula; as células taças mencionadas acima; e as células endócrinas, que são descritas abaixo. As principais funções das células indiferenciadas nestas glândulas são a renovação e a secreção celular. As células indiferenciadas têm uma vida média de 72 horas antes de se esgotarem e serem expulsas.
A aparência e a forma das vilosidades variam em diferentes níveis do intestino delgado. No duodeno, as vilosidades são muito compactas, grandes e freqüentemente em forma de folhas. No jejuno as vilosidades individuais medem entre 350 e 600 μm de altura (há cerca de 25.000 μm em uma polegada) e tem um diâmetro de 110 a 135 μm. A estrutura interna das vilosidades individuais consiste de tecido conjuntivo solto contendo uma rica rede de vasos sanguíneos, um lacteal central (ou canal para linfa), fibras musculares lisas, e células dispersas de vários tipos. As células musculares lisas rodeiam o lactato central e proporcionam a ação de bombeamento necessária para iniciar o fluxo da linfa para fora das vilosidades. Uma pequena arteríola central (artéria minúscula) se ramifica na ponta da vilosidade para formar uma rede capilar; os capilares, por sua vez, esvaziam-se em uma vênula coletora que corre para o fundo da vilosidade.
Uma característica notável das vilosidades da mucosa é a superfície áspera e especializada das células epiteliais. Esta membrana plasmática, conhecida como borda da escova, é mais espessa e rica em proteínas e lipídios do que a membrana plasmática das células epiteliais na lateral e na base da vilosidade. Água e solutos passam através de poros no epitélio superficial da mucosa por transporte ativo e arraste de solvente; ou seja, os solutos são transportados em um fluxo de água em movimento que causa um aumento da concentração de soluto no lado da membrana de onde a água tinha vindo originalmente. O tamanho dos poros é diferente no íleo do jejuno; esta diferença é responsável pelas várias taxas de absorção de água nos dois locais. Os enterócitos são unidos perto de seu ápice por uma zona de contato conhecida como uma “junção estreita”. Acredita-se que estas junções têm poros que são fechados no estado de repouso e dilatados quando a absorção é necessária. A borda da escova é fundida a uma camada de glicoproteína, conhecida como “pelagem felpuda”, onde certos nutrientes são parcialmente digeridos. Ela consiste de microfiliais individuais de aproximadamente 0,1 μm de diâmetro e 1 μm de altura; cada célula epitelial pode ter até 1.000 microfiliais. As microbilhas desempenham um papel importante na digestão e absorção do conteúdo intestinal ao aumentar a superfície absorvente aproximadamente 25 vezes. Elas também secretam as enzimas dissacaridase e peptidase que hidrolisam dissacarídeos e polipéptidos para monossacarídeos e dipeptídeos para aminoácidos, respectivamente. Receptores moleculares para substâncias específicas são encontrados nas superfícies de microfiliais em diferentes níveis no intestino delgado. Isto pode ser responsável pela absorção seletiva de substâncias específicas em locais específicos – por exemplo, a vitamina B12 ligada a fatores intrínsecos no íleo terminal. Tais receptores também podem explicar a absorção seletiva de ferro e cálcio no duodeno e no jejuno superior. Além disso, há proteínas de transporte na membrana do microvillus associadas à passagem de íons sódio, D-glicose e aminoácidos.
A actina é encontrada no núcleo do microvilar, e a miosina é encontrada na borda da escova; como a contratilidade é uma função dessas proteínas, os microvilares têm atividade motora que presumivelmente inicia as ações de agitação e mistura dentro da luz do intestino delgado.
Sob a mucosa do intestino delgado, como sob a do estômago, estão a musculatura e a submucosa. A submucosa consiste em tecido conjuntivo solto e contém muitos vasos sanguíneos e linfáticos. As glândulas de Brunner, localizadas na submucosa do duodeno, são compostas de ácinos (sacos redondos) e túbulos que estão torcendo e têm múltiplas ramificações. Estas glândulas são vazias na base das glândulas de Lieberkühn no duodeno. Sua função exata não é conhecida, mas elas secretam um fluido claro que contém muco, bicarbonato, e uma enzima proteolítica (que se divide em proteínas) relativamente fraca. Na submucosa do jejuno, localizam-se nódulos solitários (nódulos) de tecido linfático. Há mais tecido linfático no íleo, em agregados de nódulos conhecidos como manchas de Peyer.
Secreções
Há muitas fontes de secreções digestivas para o intestino delgado. As secreções no intestino delgado são controladas por nervos, incluindo o vagus, e hormônios. Os estímulos mais eficazes para a secreção são estímulos mecânicos ou químicos locais da mucosa intestinal. Tais estímulos estão sempre presentes no intestino sob a forma de quimio e partículas de alimentos. O quimio gástrico que é esvaziado no duodeno contém secreções gástricas que continuarão seus processos digestivos por um curto período de tempo no intestino delgado. Uma das maiores fontes de secreção digestiva é o pâncreas, uma grande glândula que produz tanto enzimas digestivas quanto hormônios. O pâncreas esvazia suas secreções no duodeno através do ducto pancreático principal (ducto de Wirsung) na papila duodenal (papila de Vater) e no ducto pancreático acessório a poucos centímetros de distância dele. O suco pancreático contém enzimas que digerem proteínas, gorduras e carboidratos. As secreções do fígado são entregues ao duodeno pelo ducto biliar comum através da vesícula biliar e também são recebidas através da papila duodenal.
A composição do succus entericus, a mistura de substâncias secretadas no intestino delgado, varia um pouco em diferentes partes do intestino. Exceto no duodeno, a quantidade do fluido secretado é mínima, mesmo sob condições de estimulação. No duodeno, por exemplo, onde se encontram as glândulas de Brunner, a secreção contém mais muco. Em geral, a secreção do intestino delgado é um fluido fino, incolor ou levemente cor de palha, contendo manchas de muco, água, sais inorgânicos e material orgânico. Os sais inorgânicos são aqueles comumente presentes em outros fluidos corporais, com a concentração de bicarbonato mais alta do que no sangue. Além do muco, a matéria orgânica consiste de resíduos celulares e enzimas, incluindo uma protease semelhante à pepsina (somente do duodeno), uma amilase, uma lipase, pelo menos duas peptidases, sucrase, maltase, enterokinase, fosfatase alcalina, nucleofosfatases e nucleócitos.
Intestino grosso
O intestino grosso, ou cólon, serve como um reservatório para os líquidos esvaziados do intestino delgado para dentro dele. Tem um diâmetro muito maior do que o intestino delgado (aproximadamente 2,5 cm, ou 1 polegada, em oposição a 6 cm, ou 3 polegadas, no intestino grosso), mas a 150 cm, é menos de um quarto do comprimento do intestino delgado. As principais funções do cólon são absorver água; manter a osmolalidade, ou nível de solutos, do sangue pela excreção e absorção de eletrólitos (substâncias, tais como sódio e cloreto, que em solução assumem uma carga elétrica) do chyme; e armazenar o material fecal até que possa ser evacuado por defecação. O intestino grosso também segrega muco, o que ajuda a lubrificar o conteúdo intestinal e facilita seu transporte através do intestino. A cada dia, aproximadamente 1,5 a 2 litros (cerca de 2 quartos) de chyme passam pela válvula ileocecal que separa os intestinos delgado e grosso. A quima é reduzida por absorção no cólon para cerca de 150 ml (5 onças fluidas). A matéria indigestível residual, juntamente com as células da mucosa, bactérias mortas e resíduos alimentares não digeridos pelas bactérias, constituem as fezes.
O cólon também contém grandes números de bactérias que sintetizam niacina (ácido nicotínico), tiamina (vitamina B1) e vitamina K, vitaminas essenciais para diversas atividades metabólicas, bem como para o funcionamento do sistema nervoso central.
Anatomia
O intestino grosso pode ser dividido em ceco, cólon ascendente, cólon transversal, cólon descendente e cólon sigmóide. O ceco, a primeira parte do intestino grosso, é um saco com uma extremidade fechada que ocupa a fossa ilíaca direita, a oca do lado interno do ílio (a parte superior do osso do quadril). Guardando a abertura do íleo (a porção terminal do intestino delgado) no ceco, está a válvula ileocecal. As fibras musculares circulares do íleo e as do ceco se combinam para formar o músculo esfíncter circular da válvula ileocecal.
O cólon ascendente se estende do ceco ao nível da válvula ileocecal até a curva no cólon chamada flexão hepática, que está localizada abaixo e atrás do lobo direito do fígado; atrás, está em contato com a parede abdominal posterior e o rim direito. O cólon ascendente é coberto por peritônio, exceto em sua superfície posterior.
O cólon transversal é variável em posição, dependendo em grande parte da distensão do estômago, mas geralmente está localizado no plano subcostal – ou seja, no nível da 10ª costela. No lado esquerdo do abdômen, ele sobe até a curva chamada flexão esplênica, que pode fazer uma reentrância no baço. O cólon transversal é ligado ao diafragma em frente à 11ª costela por uma dobra de peritônio.
O cólon descendente passa para baixo e em frente ao rim esquerdo e o lado esquerdo da parede abdominal posterior até a crista ilíaca (a borda superior do osso do quadril). O cólon descendente é mais provável que o cólon ascendente seja cercado por peritônio.
O cólon sigmóide é comumente dividido em partes ilíacas e pélvicas. O cólon ilíaco se estende da crista do ílio, ou borda superior do osso do quadril, até a borda interna do músculo psoas, que fica na fossa ilíaca esquerda. Como o cólon descendente, o cólon ilíaco é normalmente coberto pelo peritônio. O cólon pélvico fica na pélvis verdadeira (parte inferior da pélvis) e forma uma ou duas voltas, alcançando o lado direito da pélvis e depois curvando-se para trás e, na linha média, virando-se acentuadamente para baixo até o ponto em que se torna o reto.
As camadas que compõem a parede do cólon são semelhantes em alguns aspectos àquelas do intestino delgado; existem, no entanto, diferenças distintas. O aspecto externo do cólon difere marcadamente daquele do intestino delgado devido às características conhecidas como taeniae, haustra, e apêndices epiploicae. As taeniae são três longas faixas de fibras musculares longitudinais, com cerca de 1 cm de largura, que estão aproximadamente igualmente espaçadas ao redor da circunferência do cólon. Entre as bandas grossas das taeniae, há uma fina camada de fibras musculares longitudinais. Como as taeniae são ligeiramente mais curtas do que o intestino grosso, a parede intestinal se contrai e forma sulcos circulares de diferentes profundidades chamados de haustra, ou saculações. Os apêndices epiploicae são coleções de tecido gorduroso sob a membrana de cobertura. No cólon ascendente e descendente, eles são normalmente encontrados em duas fileiras, enquanto que no cólon transversal eles formam uma fileira.
A superfície interna do cólon tem muitas criptas que são forradas com glândulas mucosas e numerosas células de taça, e lhe faltam as vilosidades e plicae circulares características do intestino delgado. Contém muitos nódulos linfáticos solitários, mas sem manchas de Peyer. Característica da mucosa do cólon são as fossas tubulares profundas, aumentando em profundidade em direção ao reto.
A camada interna do músculo do intestino grosso é enrolada em uma espiral apertada ao redor do cólon, de modo que a contração resulta na compartimentação do lúmen e seu conteúdo. A espiral da camada externa, por outro lado, segue um curso ondulado solto, e a contração deste músculo faz com que o conteúdo do cólon se desloque para frente e para trás. A maior parte do conteúdo, em particular a quantidade de fibra não digerida, influencia estas atividades musculares.
Fornecimento de sangue e nervos
O fornecimento de sangue arterial ao intestino grosso é feito por ramos das artérias mesentéricas superior e inferior (ambos são ramos da aorta abdominal) e o ramo hipogástrico da artéria ilíaca interna (que fornece sangue para as paredes pélvicas e vísceras, os órgãos genitais, as nádegas e o interior das coxas). Os vasos formam uma fila contínua de arcos dos quais surgem vasos para entrar no intestino grosso. O sangue venoso é drenado do cólon de ramos que formam arcos venosos semelhantes aos das artérias. Estes eventualmente drenam para as veias mesentéricas superior e inferior, que finalmente se unem com a veia esplênica para formar a veia portal.
A inervação do intestino grosso é semelhante à do intestino delgado.
Contrações e motilidade
Contrações locais e propulsões retrógradas garantem a mistura do conteúdo e o bom contato com a mucosa. A mobilidade do cólon é estimulada pela mastigação e pela presença de gordura, sais biliares não absorvidos, ácidos biliares e os hormônios peptídeos gastrina e colecystokinin. Os hormônios secretina, glucagon e peptídeo intestinal vasoativo atuam para suprimir a motilidade. A atividade elétrica dos músculos do cólon é mais complexa do que a do intestino delgado. Variações dos movimentos rítmicos básicos do cólon estão presentes na metade inferior (distal) do cólon e no reto. A atividade de onda lenta que produz contrações do cólon ascendente ao cólon descendente ocorre na velocidade de 11 ciclos por minuto, e a atividade de onda lenta no cólon sigmóide e no reto ocorre na velocidade de 6 ciclos por minuto. As contrações locais migram distalmente no cólon a uma taxa de 4 cm por segundo. Os movimentos retrógrados, ou inversos, ocorrem principalmente no cólon superior (proximal).
Reto e ânus
O reto, que é uma continuação do cólon sigmóide, começa na frente do midsacrum (o sacro é o osso triangular próximo à base da coluna vertebral e entre os dois ossos do quadril). Ele termina em uma porção dilatada chamada ampola retal, que na frente está em contato com a superfície posterior da próstata no macho e com a parede vaginal posterior na fêmea. Posteriormente, a ampola retal está na frente da ponta do cóccix (o pequeno osso na própria base da coluna vertebral).
No final do cólon pélvico, o mesocolon, a dobra de peritônio que prende o cólon à parede posterior do abdômen e da pélvis, cessa, e o reto é então coberto por peritônio apenas em seus lados e na frente; mais abaixo, o reto perde gradualmente a cobertura em seus lados até que apenas a frente seja coberta. A cerca de 7,5 cm (3 polegadas) do ânus, a cobertura peritoneal anterior também é dobrada para trás sobre a bexiga e a próstata ou a vagina.
Perto do término do cólon sigmóide e do início do reto, as taeniae do cólon se espalham para formar uma ampla camada muscular longitudinal externa. Na extremidade inferior do reto, as fibras musculares das camadas longitudinal e circular tendem a se misturar. A camada muscular circular interna termina no músculo espesso e arredondado do esfíncter anal interno. As fibras musculares lisas do revestimento externo do músculo longitudinal do reto terminam entrelaçando-se com fibras musculares estriadas do ani levator, ou diafragma pélvico, um músculo largo que forma o assoalho da pélvis. Um segundo esfíncter, o esfíncter anal externo, é composto de músculo estriado e é dividido em três partes conhecidas como os esfíncteres externos subcutâneos, superficiais e profundos. Assim, o esfíncter interno é composto de músculo liso e é interiorizado pelo sistema nervoso autônomo, enquanto os esfíncteres externos são de músculo estriado e têm inervação somática (voluntária) proporcionada pelos nervos chamados nervos pudendos.
O revestimento da mucosa do reto é semelhante ao do cólon sigmóide, mas torna-se mais espesso e melhor abastecido com vasos sanguíneos, particularmente no reto inferior. O sangue arterial é fornecido ao reto e ao ânus por ramos da artéria mesentérica inferior e das artérias ilíacas internas direita e esquerda. A drenagem venosa do canal anal e do reto é fornecida por uma rica rede de veias chamadas veias hemorroidárias internas e externas.
Duas a três grandes dobras em forma de meia-lua conhecidas como válvulas retais estão localizadas na ampola retal. Estas válvulas são causadas por uma invaginação, ou inflexão, do músculo circular e submucosa. O epitélio colunar da mucosa retal, inervado pelo sistema nervoso autônomo, muda para o tipo escamoso estratificado (escamoso), inervado pelos nervos periféricos, no reto inferior alguns centímetros acima da linha de pectinato, que é a junção entre a mucosa escamosa do reto inferior e a pele que reveste a porção inferior do canal anal.
Uma ou duas vezes em 24 horas, um movimento peristáltico em massa desloca as fezes acumuladas dos setores descendente e sigmóide do cólon. O reto normalmente está vazio, mas quando é preenchido com gás, líquidos ou sólidos na medida em que a pressão intraluminal é elevada a um certo nível, o impulso para defecar ocorre.
O músculo puborretal forma uma funda ao redor da junção do reto com o canal anal e é mantido em um estado constante de tensão. Isto resulta em uma angulação do reto inferior para que a luz do reto e a luz do canal anal não estejam em continuidade, uma característica essencial para a continência. A continuidade é restaurada entre a lumina dos dois setores quando a funda do músculo relaxa, e os músculos longitudinais do cólon distal e pélvico se contraem. O encurtamento resultante do cólon distal tende a elevar o cólon pélvico e oblitera o ângulo que ele normalmente faz com o reto. O endireitamento e o encurtamento da passagem facilita a evacuação.
O ato de defecação é precedido por um esforço voluntário, que, por sua vez, provavelmente dá origem a estímulos que ampliam os reflexos viscerais, embora estes se originem principalmente na distensão do reto. Centros que controlam os reflexos da defecação são encontrados no hipotálamo do cérebro, em duas regiões da medula espinhal, e no plexo ganglionar do intestino. Como resultado destes reflexos, o esfíncter anal interno relaxa.
Fígado
O fígado não é apenas a maior glândula do corpo, mas também a mais complexa em sua função. As principais funções do fígado são participar do metabolismo de proteínas, carboidratos e gordura; sintetizar colesterol e ácidos biliares; iniciar a formação da bílis; envolver-se no transporte de bilirrubina; metabolizar e transportar certas drogas; e controlar o transporte e armazenamento de carboidratos.
Anatomia bruta
O fígado fica sob a caixa torácica inferior direita e ocupa grande parte do quadrante superior direito do abdômen, com uma porção que se estende para o quadrante superior esquerdo. O órgão pesa de 1,2 a 1,6 kg (2,6 a 3,5 libras) e é um pouco maior nos homens do que nas mulheres. Sua maior medida horizontal varia de 20 a 22 cm (aproximadamente 8 polegadas); verticalmente, estende-se de 15 a 18 cm, e em espessura varia de 10 a 13 cm. O fígado é dividido em dois lóbulos desiguais: um grande lóbulo direito e um lóbulo esquerdo menor. O lóbulo esquerdo é separado em sua superfície anterior (frontal) pelo denso ligamento falciforme (em forma de foice) que liga o fígado à superfície inferior do diafragma. Na superfície inferior do fígado, os lobos direito e esquerdo são separados por uma ranhura contendo o ligamento teres, que vai até o umbigo. Dois pequenos lóbulos, o caudato e o quadrado, ocupam uma porção da superfície inferior do lóbulo direito. O fígado inteiro, exceto por uma pequena porção que encosta a folha direita do diafragma, está envolto em uma cápsula de tecido que é contínua com o peritônio parietal que alinha as paredes abdominopélvicas e o diafragma.
Os principais vasos sanguíneos entram no fígado em sua superfície inferior em uma ranhura centralmente colocada chamada porta hepatis, que separa anatomicamente os lóbulos quadrático e caudado. O fígado tem duas fontes de suprimento de sangue: sangue totalmente oxigenado da artéria hepática, que é um ramo importante do eixo celíaco (a artéria principal que atravessa o abdômen) após sua emergência da aorta abdominal; e sangue parcialmente oxigenado da grande veia porta, que por sua vez recebe todo o sangue venoso do baço, pâncreas, vesícula biliar, esôfago inferior e o restante do trato gastrointestinal, incluindo o estômago, intestino delgado, intestino grosso e porção superior do reto. A veia porta é formada pela junção da veia esplênica com a veia mesentérica superior. Na hepática porta a veia porta se divide em dois grandes ramos, indo cada um para um dos lóbulos maiores do fígado. A porta hepatis é também o ponto de saída para os dutos hepáticos. Estes canais são o caminho final para uma rede de dutos biliares menores intercalados por todo o fígado que servem para transportar a bílis recém-formada das células hepáticas para o intestino delgado através do trato biliar.
Anatomia microscópica
A anatomia microscópica do fígado revela uma estrutura uniforme de aglomerados de células chamadas lóbulos, onde as funções vitais do fígado são realizadas. Cada lóbulo, medindo cerca de um milímetro de diâmetro, consiste de numerosas cordas de células retangulares do fígado, ou hepatócitos, que irradiam das veias centrais, ou vênulas hepáticas terminais, em direção a uma fina camada de tecido conjuntivo que separa o lóbulo de outros lóbulos vizinhos. Os cordões das células hepáticas são uma célula grossa e estão separados uns dos outros em várias superfícies por espaços chamados sinusoidais, ou capilares hepáticos. Os sinusóides são revestidos por finas células endoteliais que possuem aberturas através das quais se estendem as projeções dos hepatócitos em forma de dedo (microfiliais), permitindo o acesso direto do hepatócito à corrente sanguínea nos sinusóides. A outra grande célula do fígado, a célula Kupffer, adere à parede do sinusóide e se projeta em seu lúmen. Ela funciona como um fagócito (uma célula que engolfam e destroem material estranho ou outras células). Pequenos espaços (espaços dispersos) estão presentes em locais entre o hepatócito e o endotélio sinusoidal, provavelmente para o transporte de linfócitos. Nas superfícies vizinhas, os hepatócitos estão ligados entre si por junções densas e apertadas. Estes são perfurados por pequenos canais, chamados canaliculi, que são os postos avançados terminais do sistema biliar, recebendo bílis do hepatócito. Eles eventualmente se unem a outros canalículos, formando dutos biliares progressivamente maiores que eventualmente emergem do hepático porta hepático como o duto hepático.
Os hepatócitos ocupam cerca de 80% do volume do fígado, e seu citoplasma (a área ao redor do núcleo) contém muitas mitocôndrias, que fornecem a energia necessária para as muitas funções sintéticas e metabólicas da célula hepática. O citoplasma também contém uma série de túbulos longos, chamados de retículo endoplasmático, que fornecem muitas enzimas essenciais ao funcionamento do fígado. Algumas das membranas do retículo endoplasmático parecem granulares, ou rugosas, devido à presença de ribossomos, que são responsáveis pela formação de cadeias específicas de polipeptídeos (proteínas) após a remoção do grupo amino (desaminação) e a conversão em glicose através de um processo chamado gluconeogênese. A amônia liberada pela gluconeogênese é convertida em uréia no hepatócito por meio do ciclo da uréia. O retículo não-ribossômico, ou retículo endoplasmático liso, é onde os citocromos (combinações de heme da hemoglobina com várias proteínas) e certas enzimas assumem as importantes funções hepáticas do metabolismo de drogas e hormonal e também a síntese do colesterol. Os hepatócitos também se conjugam com componentes carboidratos da bilirrubina e outros compostos lipossolúveis metabólicos e estranhos e, portanto, se tornam solúveis em água. A bilirrubina é o produto do metabolismo da hemoglobina que se forma na medula óssea e no tecido linfático e é levada ao fígado depois de se ligar à albumina plasmática. Ela é liberada na membrana sinusoidal hepatocítica e é transportada para o retículo endoplasmático liso, onde é conjugada com uma ou duas moléculas de ácido glucurônico e assim se torna solúvel em água e excretável na bílis. O aparelho Golgi, uma série de estruturas tubulares entre o retículo endoplasmático e o canalículo, atua como uma estação de transporte para proteínas recém fabricadas e outros produtos hepatocíticos antes de serem transportados para outras partes da célula ou para fora da célula por completo. Os lisossomos, outro importante constituinte citoplasmático, são responsáveis pelo armazenamento intracelular de pigmentos, como ferro ou cobre, e pela digestão de certos conteúdos, como o glicogênio ou partículas estranhas. O núcleo do hepatócito guia a replicação da célula e transmite o material genético na forma de ácido ribonucleico mensageiro (mRNA) do ácido desoxirribonucleico (DNA) para organelas localizadas no citoplasma.
Trato biliar
Anatomia
O trajeto biliar começa com o aparecimento de dois grandes dutos, os dutos hepáticos direito e esquerdo, na porta hepática, uma ranhura que separa dois lóbulos do lado direito do fígado. Logo abaixo do porta hepatis, estes dutos de 1 a 2 cm (cerca de meia polegada) se unem para formar o duto hepático, que continua por mais 2 a 3 cm e é unido pelo duto cístico, conduzindo a partir da vesícula biliar. O duto biliar comum resultante progride para baixo através da cabeça do pâncreas. Ali é normalmente unido pelo duto pancreático principal (duto de Wirsung) em uma área ligeiramente dilatada chamada ampola hepatopancreática (ampola de Vater), que fica na parede da curva interna do duodeno descendente, e termina no lúmen do duodeno em uma elevação de 2 a 3 cm chamada papila duodenal (papila de Vater).
O duto biliar comum tem em média cerca de 10 cm de comprimento, e o fluxo da bílis de sua extremidade inferior para o intestino é controlado pela ação muscular do esfíncter hepatopancreático (esfíncter de Oddi), localizado na papila duodenal. O duodeno cístico varia de 2 a 3 cm de comprimento e termina na vesícula biliar, uma estrutura sacular com capacidade de cerca de 50 ml (cerca de 1,5 onça fluida). Ao longo de seu comprimento, o duto cístico é revestido por uma elevação da mucosa em espiral, chamada de valvula spiralis (válvula de Heister). Normalmente, a vesícula biliar está parcialmente embutida na superfície inferior do lobo direito do fígado.
Bile
A função digestiva primária da bílis é auxiliar na dispersão e digestão da gordura no lúmen do intestino delgado. A bílis é formada inicialmente no hepatócito (célula hepática), e a taxa de formação depende principalmente da taxa na qual os ácidos biliares são secretados nos canais biliares, ou canaliculi. Uma parte do fluxo biliar, entretanto, está relacionada a outros fatores que não a secreção de ácidos biliares; em particular, parece ser dependente da secreção de sódio do hepatócito e também é parcialmente governada pela ação de hormônios intestinais como a secretino, colecystokinina (CCK) e gastrina. O pool total de ácido biliar a qualquer momento mede cerca de 3 gramas (cerca de 0,1 onça), quase todos os quais estão contidos em repouso na vesícula biliar. Em sua passagem através do trato biliar, a bílis hepática se concentra a apenas um décimo de seu volume original pela reabsorção seletiva de água, cloreto e bicarbonato. Este processo de concentração ocorre em grande parte na vesícula biliar e, como resultado, a bílis deste órgão é muito mais espessa em densidade e de cor mais escura (devido à concentração de pigmentos) do que a bílis que emerge do fígado. A distensão do duodeno, particularmente por uma refeição contendo gordura, provoca a secreção de CCK, um hormônio que provoca contrações da camada muscular na parede da vesícula biliar.
Além de íons inorgânicos (sódio, potássio, cálcio, magnésio, cloreto e bicarbonato), a bílis contém proteínas e bilirrubina; esta última é responsável por sua cor dourada em soluções diluídas e cor âmbar escuro em concentrado. É mais rica, porém, em ácidos biliares (derivados do colesterol no hepatócito), fosfolípidos (principalmente colina fosfatidil, ou lecitina), e colesterol. O colesterol é um esterol de quatro anéis que é absorvido da dieta ou sintetizado pelo fígado e pelo revestimento intestinal. Normalmente não solúvel em secreções aquosas, o colesterol é transportado em uma solução coloidal na forma de agregados mistos de complexos contendo ácidos biliares e lecitina. Na ausência de quantidades adequadas de lecitina e ácidos biliares, o colesterol se cristaliza. O fígado sintetiza dois tipos de ácido biliar primário a partir do colesterol, chamado ácido fenodeoxicólico e ácido cholicólico. Na ação bacteriana do intestino inferior, remove um dos grupos hidroxila (desidroxilação) do ácido chólico, transformando-o em ácido deoxicólico. Este ácido biliar secundário aparece na bílis porque é absorvido do intestino e recirculado para o fígado. O ácido fenodeoxicólico também é desidroxiolado no intestino, tornando-se ácido litocólico, uma pequena quantidade do qual também é reabsorvida e aparece na bílis normal.
Pâncreas
O pâncreas é uma glândula longa e estreita que está situada transversalmente na parte superior do abdômen, atrás do estômago e do baço. A porção média do pâncreas está contra a coluna vertebral, a aorta abdominal e a veia cava inferior.
O pâncreas é uma glândula exócrina (ductal) e endócrina (sem dutos). O tecido exócrino, chamado tecido acinar, produz importantes precursores enzimáticos digestivos que são transmitidos para o intestino delgado, enquanto o tecido endócrino (contido nas ilhotas de Langerhans) produz pelo menos dois hormônios (insulina e glucagon) que são importantes na regulação do metabolismo dos carboidratos. Dois outros hormônios produzidos pelo pâncreas, o polipéptido intestinal vasoativo e a somatostatina, são elementos fundamentais no controle da secreção intestinal e da motilidade.
As células acinares individuais têm a forma de uma pirâmide truncada, disposta em grupos ao redor de um lúmen ductal central. Estes dutos centrais esvaziam-se em dutos intercalados e coletores progressivamente maiores que eventualmente se unem ao ducto pancreático (ducto de Wirsung). O ducto pancreático por sua vez entra na ampola hepatopancreática (ampola de Vater) do duodeno, onde, em cerca de 80% dos casos, ele é unido pelo ducto biliar comum. Ocasionalmente a junção com o duodeno biliar comum é proximal à ampola, e em alguns casos o duodeno pancreático e o duodeno biliar comum unem-se ao duodeno separadamente.
Células Acinares
As células acinares constituem mais de 95 por cento da população celular do pâncreas exócrino. Elas produzem uma variedade de proteínas digestivas, ou enzimas, envolvidas principalmente com a degradação de proteínas dietéticas (proteases), gorduras (lipases) e carboidratos (amilases) no intestino. Outras secreções proteicas incluem um inibidor da tripsina, uma chamada “proteína de pedra” que mantém o cálcio em solução, e várias proteínas séricas, incluindo albumina e imunoglobulinas.
Nas células acinares, quase todas as proteínas enzimáticas são sintetizadas em ribossomos a partir de aminoácidos transportados para o pâncreas pela corrente sanguínea. Os precursores enzimáticos são conjugados no aparelho de Golgi e depois concentrados em grânulos de zimogênio embrulhados em membrana, que são armazenados no citoplasma antes da secreção. A secreção enzimática é mediada por estimulantes como a secretino, um hormônio liberado do duodeno pela introdução de ácido gástrico, colecistoquinina (CCK), liberada pela presença de gordura dietética, aminoácidos, ácido clorídrico e acetilcolina, que é produzida como resposta aos aspectos sensoriais da alimentação e aos efeitos físicos da mastigação e deglutição. Após a ligação de locais receptores específicos na membrana acinar com CCK ou acetilcolina, os grânulos de zymogen migram para o ápice da célula acinar, onde são extrudidos para o lúmen do ductal central. A ligação do polipéptido intestinal vasoativo ou secretino aos receptores de acinar causa o aumento da produção de bicarbonato, sódio, água e enzimas pelas células de acinar e pelas pequenas células ductais. O bicarbonato é secretado em troca de cloreto, e o sódio é trocado por hidrogênio, com o conseqüente aumento da acidez do sangue deixando o pâncreas que segrega ativamente. A ligação do CCK causa a produção de bicarbonato e enzimas pelas células de acinar.
Na ausência de CCK e acetilcolina, como em indivíduos em jejum ou em pacientes alimentados por via intravenosa, a síntese de zymogen pelas células de acinar é acentuadamente reduzida. A atrofia pancreática também ocorre após a remoção da glândula pituitária, provavelmente devido à ausência do hormônio de crescimento. Assim, CCK, acetilcolina e hormônio de crescimento são hormônios pancreatotróficos, ou hormônios de alimentação do pâncreas. O próprio pâncreas também parece secretar um hormônio ainda não identificado que é trófico, ou nutritivo, para o fígado.
Células de ilhotas
Existem pelo menos três tipos de células de ilhotas, designadas alfa (ou A), beta (ou B) e delta (ou D), que constituem cerca de 2% da massa pancreática total. As células de ilhotas são cerca de 20 a 35% alfa, 60 a 75% beta e 5% delta. Os grânulos de células alfa contêm apenas glucagon, cuja liberação leva à quebra do glicogênio no fígado e à elevação do nível de glicose no sangue, enquanto os grânulos de células beta contêm insulina, cujos efeitos são o oposto do glucagon. Os grânulos de células delta contêm somatostatina, cujos efeitos inibem a liberação de glucagon e insulina.
Características do Trato Gastrointestinal
Características gerais de digestão e absorção
Existem quatro meios pelos quais os produtos digestivos são absorvidos: transporte ativo, difusão passiva, difusão facilitada e endocitose.
O transporte ativo envolve o movimento de uma substância através da membrana da célula absorvente contra um gradiente elétrico ou químico. Ela é mediada por um transportador; ou seja, a substância é ligada temporariamente a outra substância que a transporta através da membrana da célula, onde é liberada. Este processo requer energia e está em risco de inibição competitiva por outras substâncias; ou seja, outras substâncias com estrutura molecular semelhante podem competir pelo local de ligação no transportador. A difusão passiva não requer energia nem um transportador; a substância simplesmente passa ao longo de um simples gradiente de concentração de uma área de alta concentração da substância para uma área de baixa concentração até que exista um estado de equilíbrio em ambos os lados da membrana. A difusão facilitada também não requer energia, mas envolve um transportador, ou molécula de proteína localizada na parte externa da membrana celular que liga a substância e a transporta para dentro da célula. O portador pode ser inibido de forma competitiva. A endocitose ocorre quando o material a ser absorvido, ao alcançar a membrana celular, é engolfado no interior da célula.
A absorção dos alimentos pelo intestino delgado ocorre principalmente na seção média, ou jejuno; no entanto, o duodeno, embora seja a porção mais curta do intestino delgado, tem um papel extremamente importante. O duodeno recebe não apenas o quimio saturado com ácido gástrico, mas também as secreções pancreáticas e hepáticas. É no duodeno que o conteúdo intestinal é tornado isotônico com o plasma sanguíneo; ou seja, as pressões e volumes do conteúdo intestinal são os mesmos do plasma sanguíneo, de modo que as células de ambos os lados da barreira não ganharão nem perderão água.
O bicarbonato secretado pelo pâncreas neutraliza o ácido secretado pelo estômago. Isto leva o conteúdo intestinal ao pH ideal, permitindo que as diversas enzimas digestivas atuem em seus substratos no pico de eficiência. Vários hormônios gastrointestinais importantes regulam o esvaziamento gástrico, a secreção gástrica, a secreção pancreática e a contração da vesícula biliar. Estes hormônios, juntamente com os impulsos neurais do sistema nervoso autônomo, proporcionam mecanismos autoregulatórios para processos digestivos normais.
A maioria dos sais e minerais, assim como a água, são facilmente absorvidos de todas as porções do intestino delgado. O sódio é absorvido por um processo ativo, sendo a energia metabólica necessária fornecida pelas células epiteliais da mucosa do intestino delgado. O sódio é movido da luz do intestino através da mucosa contra um gradiente de concentração (ou seja, um aumento progressivo na concentração de sódio) e um gradiente eletroquímico (ou seja, um aumento gradual na concentração de íons carregados). Os íons de sódio são absorvidos mais rapidamente do jejuno do que de outras partes do intestino delgado. O cloreto é prontamente absorvido no intestino delgado, provavelmente como conseqüência da absorção de sódio.
O potássio é absorvido a cerca de 5% da taxa de sódio. Pensa-se que o potássio se move através da mucosa intestinal passivamente ou por difusão facilitada, como conseqüência da absorção de água. A absorção de água parece ser secundária à absorção de eletrólitos (substâncias que se dissociam em íons em uma solução). A absorção de água ocorre em todo o intestino delgado, embora principalmente no jejuno. A água se move livremente através da mucosa intestinal, mas tende a se mover na direção da solução hipertônica (a solução na qual ocorre um fluxo líquido de água) e para longe da solução hipotônica (aquela da qual ocorre um fluxo líquido de água). Assim, se o conteúdo do lúmen for hipotônico, a água se move rapidamente do lúmen para o sangue. Se o conteúdo do lúmen intestinal for hipertônico, a água se move mais rapidamente do sangue para o lúmen. Este movimento bidirecional da água tende a manter o conteúdo intestinal em um estado isotônico.
Digestão e absorção de nutrientes específicos
Carboidratos
Os carboidratos são absorvidos como monossacarídeos (açúcares simples como glicose, frutose e galactose que não podem ser mais decompostos por hidrólise) ou como dissacarídeos (carboidratos como sacarose, lactose, maltose e dextrina que podem ser hidrolisados a dois monossacarídeos). Estas moléculas mais simples, porém, devem ser obtidas pela decomposição de polissacarídeos, carboidratos complexos que contêm muitos monossacarídeos. O principal entre eles é a amilose, um amido que representa 20% dos carboidratos dietéticos. A amilose consiste em uma cadeia reta de moléculas de glicose ligadas a seus vizinhos por elos de oxigênio. A maior parte do amido é amilopectina, que tem uma cadeia ramificada ligada em cada 25 moléculas de glicose na cadeia principal.
Apenas uma pequena quantidade de amido é digerida por amilase salivar; a maioria é rapidamente digerida no duodeno por amilase pancreática. Mas mesmo esta enzima tem pouco efeito sobre as cadeias ramificadas da amilopectina e ainda menos sobre os elos das moléculas de celulose. Isto explica a incapacidade do ser humano de quebrar a celulose. Há várias formas de amilase no suco pancreático cuja função é hidrolisar carboidratos complexos para dissacarídeos e trissacarídeos e amilopectinas para dextrinas. Na borda da escova (compreendendo microvilhos ultrafinos) e na membrana superficial dos enterócitos epiteliais estão as enzimas dissacaridase, lactase, maltase, sucrase e trehalase, que hidrolisam maltose e as dextrinas para os monossacarídeos glicose, galactose e frutose.
A glicose, que é um dos dois componentes dos monossacarídeos do açúcar de mesa (sacarose) e do açúcar do leite (lactose), é combinada com fosfato na célula hepática e é transportada para os tecidos periféricos para fins metabólicos ou armazenada no hepatócito como glicogênio, um polissacarídeo complexo. Sistemas enzimáticos específicos estão presentes no hepatócito para estas conversões, bem como para a tradução de outros monossacarídeos dietéticos (frutose da sacarose e galactose da lactose) em glicose. O hepatócito (célula hepática) também é capaz de converter certos aminoácidos e produtos do metabolismo da glicose (piruvato e lactato) em glicose através da gluconeogênese.
A frutose parece ser absorvida por simples difusão, mas a glicose e a galactose são transportadas por um processo que consome energia, provavelmente ligando-se a um portador de proteína específico com íons de sódio ligados; o açúcar é liberado dentro do enterócito, o sódio é bombeado para fora, e os açúcares se difundem para a circulação num gradiente de concentração menor.
Proteínas
A digestão das proteínas implica em quebrar a molécula complexa primeiro em peptídeos, cada um com um número de aminoácidos, e segundo em aminoácidos individuais. As pepsinas são enzimas secretadas pelo estômago na presença de ácido que decompõe as proteínas (proteólise). As pepsinas são responsáveis por cerca de 10% a 15% da digestão das proteínas. Eles são mais ativos na primeira hora de digestão, e sua capacidade de quebrar proteínas é restrita pela necessidade de um ambiente ácido com pH entre 1,8 e 3,5. As tripsinas (enzimas proteolíticas secretadas pelo pâncreas) são muito mais poderosas do que as pepsinas, de modo que a maior parte da digestão das proteínas ocorre no duodeno e no jejuno superior. Portanto, mesmo após a remoção total do estômago, a digestão das proteínas geralmente não é prejudicada.
A secreção pancreática contém precursores de protease inativos que se tornam enzimaticamente ativos após interação com outra enzima, a enterokinase, que é secretada do componente microviloso dos enterócitos na mucosa duodenal e jejunal. O tripsinogênio é ativado no intestino pela enterokinase, que é liberada das células do revestimento duodenal pela interação dos ácidos biliares e do CCK. Esta ativação do tripsinogênio para a tripsina é iniciada pela clivagem dela de seis resíduos de aminoácidos terminais. As outras proteases são ativadas pela trippsina livre. O efeito líquido destas proteases é reduzir as proteínas dietéticas a pequenas cadeias de polipeptídeos de dois a seis aminoácidos e a um único aminoácido. A tripsina ativa as outras proteases pancreáticas, incluindo a quimotripsina e a elastase. Tripsina, quimotripsina e elastase são conhecidas como endopeptidases e são responsáveis pela quebra inicial das cadeias protéicas para peptídeos por hidrólise. A próxima etapa, a decomposição destes peptídeos em moléculas menores e depois em aminoácidos individuais, é provocada pela atividade enzimática das carboxipeptidases, que também são secretadas pelo pâncreas.
A atividade da peptidase começa fora dos enterócitos (na borda do muco e da escova) e continua dentro da célula. Uma peptidase diferente parece estar envolvida em cada etapa da decomposição da proteína em aminoácidos. Da mesma forma, o transporte de diferentes peptídeos envolve diferentes mecanismos. Os peptídeos (peptídeos que liberam dois aminoácidos na hidrólise) e os tripeptídeos (peptídeos que liberam três aminoácidos) são movidos da borda da superfície da escova para a célula por um processo que requer energia, envolvendo uma proteína transportadora. Pequenos peptídeos com poucos aminoácidos são absorvidos diretamente como tal. A maior parte da decomposição dos peptídeos em aminoácidos ocorre dentro do enterócito. Curiosamente, os pequenos peptídeos são absorvidos mais rapidamente do que os aminoácidos e, de fato, os detalhes precisos do mecanismo de absorção dos aminoácidos são em grande parte desconhecidos. Sabe-se que alguns aminoácidos têm um sistema de transporte individual específico enquanto outros compartilham um.
Os aminoácidos podem ser classificados em grupos, dependendo de suas características de rotação óptica (ou seja, se giram a luz polarizada para a esquerda, ou levo, ou para a direita, ou dextro) e em termos de reatividade, ou acidez (pH). Os aminoácidos levorotatórios são absorvidos extremamente rapidamente – muito mais rapidamente do que os aminoácidos dextrorotatórios. Na verdade, os aminoácidos levorotatórios são absorvidos quase tão rapidamente quanto são liberados de proteínas ou peptídeos. Os aminoácidos neutros têm certos requisitos estruturais para o transporte ativo, e se estes arranjos estruturais específicos forem perturbados, o transporte ativo não ocorrerá. Os aminoácidos básicos, que têm um pH acima de 7, são transportados a cerca de 5 a 10% da taxa de aminoácidos levorotatórios neutros.
Gorduras
Quase toda a gordura dietética é armazenada como triglicérides. A solubilidade na água é necessária para que a gordura seja transferida do lúmen do intestino para as células absorventes. Muitos fatores, como o comprimento das cadeias de ácidos graxos dos triglicerídeos, têm um papel importante na determinação desta solubilidade. Os triglicerídeos têm três longas cadeias de ácidos graxos (LCFA) ligadas a uma estrutura de glicerol, e são insolúveis na água. Os demais são triglicerídeos de cadeia média (MCT), que podem ser absorvidos intactos pela mucosa do intestino delgado. As lipases, que incluem fosfolipase, esterase, colipase e lipase, funcionam para reduzir os MCTs a monoglicérides livres e ácidos graxos de cadeia média (MCFA), que são mais solúveis em água do que os LCFAs e se movem rapidamente através das células e passam para a circulação portal e depois para o fígado. As lipases requerem a presença de ácidos biliares na luz intestinal para a formação de soluções micelares de gordura antes de uma digestão ideal.
Os ácidos graxos de cadeia longa ligados aos triglicerídeos são atacados pela enzima lipase pancreática. Duas das três cadeias de ácidos graxos são divididas, deixando uma presa ao glicerol (formando um monoglicérido). Na presença de níveis excessivos de sais biliares, entretanto, esta atividade da lipase pancreática é inibida. Uma lipase pode estar presente no suco gástrico, mas não é capaz de digerir MCFAs e LCFAs, e a proporção de ácidos graxos de cadeia pequena nos alimentos é pequena. Assim, ocorre pouca digestão no estômago. Outra enzima pancreática, a colipase, liga-se aos sais biliares, deixando a lipase disponível para atacar os triglicerídeos. Os monoglicéridos resultantes destes processos de divisão se combinam em um complexo chamado micela. A micela permite que os componentes gordurosos sejam solúveis em água. Como os sais biliares têm uma região hidrofóbica, ou repelente de água, e uma região hidrófila, ou atrativa de água, a micela é formada com sais biliares dispostos ao redor do exterior com extremidades hidrofóbicas voltadas para dentro e ácidos graxos hidrofóbicos, monoglicerídeos, fosfolípidos e colesterol, assim como as vitaminas lipossolúveis A, D, E, e K, no centro.
Há uma camada de fluido sobrepondo-se às células da superfície da mucosa do intestino delgado conhecida como a camada “não agitada”. É através desta camada que as micelas devem passar para alcançar as membranas celulares. A taxa de difusão através da camada não agitada é determinada pela espessura da camada e pelo gradiente nas concentrações dos vários elementos do sistema de transporte desde o lúmen do intestino até a membrana celular. Sob a camada não agitada está uma camada de glicoproteína conhecida como “camada felpuda”, que compreende principalmente o muco. Sob a penugem está a borda do pincel na superfície da membrana celular. Possui uma camada dupla de lipídios que é facilmente penetrada pelos ácidos graxos e monoglicérides solúveis nos lipídios. Uma vez que a micela tenha passado pela pelagem felpuda e pela borda da escova, ela entra nas células dos tecidos que revestem o intestino. A micela se desintegra, os sais biliares se difundem de volta ao lúmen, e uma proteína transportadora pega os ácidos graxos e os monoglicérides e os transporta para o retículo endoplasmático, uma estrutura tubular rica em enzimas, no interior da célula. Neste local, o triglicerídeo é sintetizado novamente sob a influência de um catalisador enzimático chamado acyltransferase.
Os triglicerídeos passam para a membrana de outra estrutura tubular, conhecida como o aparelho Golgi, onde são embalados em vesículas (quilomícronos). Essas vesículas são esferas com revestimento externo de fosfolipídios e uma pequena quantidade de apoproteína, enquanto que o interior é inteiramente triglicerídeo, exceto por uma pequena quantidade de colesterol. Os quilomicrons migram para a membrana celular, passam através dela e são atraídos para os ramos finos do sistema linfático, os lacteais. Dali os quilomícronos passam para o ducto torácico. Todo o processo de absorção, desde a formação das micelas até o movimento para fora das células e para dentro dos lácticos, leva entre 10 e 15 minutos.
Os triglicerídeos de cadeia média são decompostos em ácidos graxos de cadeia média por lipase pancreática. Os ácidos graxos de cadeia média são solúveis em água e entram facilmente nas micelas. Finalmente, depois de se moverem através da membrana do enterócito, eles passam para os tributários capilares da veia porta e depois para o fígado.
O fígado metaboliza a gordura convertendo os ácidos graxos armazenados em sua forma liberadora de energia, a acetilcoenzima A (acetil CoA), quando as reservas de glicose hepática e glicogênio estão esgotadas ou indisponíveis para fins metabólicos (como na cetoacidose diabética). O fígado também desempenha um papel na formação de gorduras de armazenamento (triglicerídeos) sempre que os carboidratos, proteínas ou gorduras excedem as exigências dos tecidos para glicose ou as necessidades do fígado para glicogênio. Além disso, o fígado sintetiza componentes da membrana celular (fosfolípidos) e proteínas (lipoproteínas) que carregam lipídios (gorduras e colesterol) no sangue.
Vitaminas lipossolúveis
As vitaminas lipossolúveis passam com os quilomícrons para o sistema linfático. A vitamina A, primeiramente apresentada como o beta-caroteno precursor, é clivada para formar o retinol, que é então recombinado com ácidos graxos antes de entrar no quilomicrônio. As vitaminas D e D3 se difundem passivamente para o quilomicron. A ausência de sais biliares do intestino, que ocorre em icterícia devido à obstrução do trato biliar, prejudica gravemente a absorção de vitamina K e a coagulação do sangue, com risco de hemorragia. A vitamina E, uma mistura de óleos conhecida como tocoferóis, está presente nos ovos e é sintetizada por plantas como a soja, o milho e o trigo. Ela passa através do enterócito com os outros lipídios da micela e é finalmente armazenada no fígado.
Cálcio
O cálcio é necessário para a construção do osso; faz parte da substância que cimenta as paredes das células adjacentes; e é vital na resposta aos estímulos das células musculares e nervosas, o que determina sua excitabilidade. As principais fontes de cálcio são o leite e os produtos lácteos; a carne, na qual está ligada a proteínas; e os vegetais, na qual está ligada a fitatos (ácido fítico) e oxalatos (o sal do ácido oxálico).
A absorção do cálcio é influenciada pelas condições dentro da luz do intestino delgado. A secreção ácida do estômago converte o cálcio em um sal, que é absorvido principalmente no duodeno. O cálcio não absorvido é precipitado no íleo e é excretado nas fezes. A lactose, o açúcar do leite, ajuda na absorção do cálcio, enquanto o excesso de ácido graxo e as altas concentrações de magnésio e oxalatos interferem com ele.
O cálcio é absorvido através da borda da membrana da célula enterocitária por um mecanismo que requer energia. A vitamina D é essencial para este processo e, quando ela é deficiente, o transporte ativo do cálcio pára. O hormônio paratireoidiano (paratormônio) e o hormônio de crescimento da glândula pituitária também influenciam a absorção do cálcio. Uma dieta média contém 1.200 mg de cálcio, um terço do qual é absorvido. Na passagem do sangue através do rim, 99% do cálcio circulante é reabsorvido. Assim, tanto na insuficiência renal quanto em estados de má absorção, ocorrem perdas excessivas de cálcio. Na deficiência de cálcio, o cálcio é reabsorvido a partir do osso, o que enfraquece e amacia a estrutura esquelética.
Magnésio
Uma dieta média contém cerca de 300 mg de magnésio, dos quais dois terços são absorvidos. A metade do magnésio absorvido é excretada pelos rins, que podem regular a quantidade dentro de uma faixa de 1 a 150 milimoles por dia. Este controle está sujeito às influências do hormônio paratireoidiano paratormônio e do hormônio tiroidiano calcitotonina. O magnésio é importante para a transmissão neuromuscular. É também um importante cofator nos processos enzimáticos que formam a matriz do osso e na síntese do ácido nucleico. A deficiência de magnésio pode resultar do uso excessivo de diuréticos e da insuficiência renal crônica, alcoolismo crônico, diabetes mellitus descontrolado e má absorção intestinal.
O magnésio tem uma relação inversa com o cálcio. Assim, se o alimento é deficiente em magnésio, mais cálcio do alimento é absorvido. Se o nível sanguíneo de magnésio é baixo, o cálcio é mobilizado a partir do osso. O tratamento da hipocalcemia devido à má absorção inclui a administração de suplementos de magnésio.
Hematínicos
Os hematínicos são substâncias essenciais para a formação adequada dos componentes do sangue. Exemplos de hematínicos incluem ácido fólico, vitamina B12 e ferro. Além disso, a vitamina D, que ajuda a manter a saúde dos ossos – os reservatórios de novas células do sangue – também pode ter um papel na proteção da hemoglobina e no estímulo da formação de novas células do sangue.
Ácido fólico
O ácido fólico (ácido pteroilclutâmico) é necessário para a síntese de ácidos nucléicos e para a replicação celular. A deficiência de ácido fólico resulta em uma diminuição da maturação dos glóbulos vermelhos (eritrócitos). Os folatos são sintetizados por bactérias e plantas e são hidrolisados em ácido fólico no intestino. O leite e as frutas são as principais fontes de ácido fólico, fornecendo em média 500 microgramas diariamente. O ácido fólico é armazenado no fígado.
A hidrólise dos folatos, um passo necessário para a absorção, ocorre nas bordas das escovas dos enterócitos jejunais e é completada nos lisossomos (estruturas dentro da célula que contêm várias enzimas hidrolíticas e fazem parte do sistema digestivo intracelular). Quando a hidrólise dos folatos é perturbada, desenvolve-se a anemia. Este processo é interferido por certas drogas, especialmente a fenitoína, usada no manejo da epilepsia, e pelo uso a longo prazo de sulfonamidas na supressão de doenças. Um grupo metilo é adicionado ao ácido pteroilclutâmico na circulação enterohepática no fígado e é excretado na bílis. Aproximadamente 100 microgramas são utilizados a cada dia. O método de absorção é incerto.
Vitamina B12
A vitamina B12, também chamada cobalamina porque contém cobalto, é essencial para a formação de células sanguíneas. É uma coenzima que auxilia as enzimas responsáveis pela movimentação do folato para o interior da célula. A vitamina B12 é um produto do metabolismo bacteriano. Embora as bactérias no cólon também produzam vitamina B12, ela não pode ser absorvida naquele local. A vitamina B12 ocorre de forma ligada em alimentos e é liberada pela atividade proteolítica no estômago e intestino delgado. Ela se liga então com fator intrínseco (IF), uma glicoproteína produzida pelas mesmas células parietais que formam o ácido clorídrico. O fator intrínseco é essencial para o transporte, e o complexo proteico B12, conhecido como transcobalamina II, é necessário para transferir a vitamina do intestino para o resto do corpo. Uma vez que o IF é ligado, evita-se uma digestão proteolítica adicional da vitamina ligada. A absorção está confinada à distal 100 cm do íleo, especialmente os últimos 20 cm, onde o complexo se liga aos receptores na borda do pincel dos enterócitos. O processo é lento; leva três horas desde sua apresentação em alimentos até seu aparecimento no sangue periférico através da circulação enterohepática e veias hepáticas. A necessidade diária de vitamina B12 é de um micrograma. A vitamina B12 é armazenada principalmente no fígado.
Ferro
O ferro é necessário para a síntese da hemoglobina, o composto que transporta oxigênio dos glóbulos vermelhos do sangue. Ele também tem um papel importante como co-fator no metabolismo intracelular. As principais fontes dietéticas são carne, ovos, nozes e sementes. A dieta média diária contém aproximadamente 20 mg de ferro; os seres humanos não são capazes de excretar o ferro que foi absorvido além da necessidade diária de 1 mg.
O ácido no estômago impede a formação de complexos insolúveis, assim como a vitamina C. Alguns aminoácidos da proteína dietética estabilizam o ferro em complexos de baixo peso molecular. Fosfatos e fitatos de origem vegetal, alguns aditivos alimentares e a inibição da secreção ácida impedem a absorção do ferro. O ferro é quase totalmente absorvido no duodeno por um processo que envolve atividade metabólica que requer energia. A maior parte do ferro permanece presa nos enterócitos superficiais e é perdida quando as células morrem e são derramadas no intestino. A quantidade de ferro perdida parece estar de alguma forma relacionada ao estado das reservas de ferro do corpo, embora isto possa ser superado se doses muito grandes de ferro forem tomadas oralmente. O álcool no estômago e o duodeno aumentam a taxa de absorção. O transporte do ferro do enterócito é feito ligando-se a um portador, uma proteína plasmática chamada transferrina. Do intestino ela passa para a circulação portal e para o fígado. Quando a perda de ferro é aumentada, como na menstruação excessiva e nos distúrbios hemorrágicos, a taxa de absorção é aumentada de menos de 1 mg por dia para 1,5 mg ou mais.
Vitamina D
A vitamina D é essencialmente um hormônio e está disponível em duas fontes. Primeiro, sob a influência da fotossíntese possibilitada pelos raios ultravioleta do Sol, um composto de esterol do fígado (desidrocolesterol) é convertido em vitamina D3. Isto fornece vitamina D3 suficiente para as necessidades humanas. Na ausência de exposição à luz solar, os suplementos dietéticos se tornam necessários. Ovos, fígado, pão fortificado e leite são as principais fontes de vitamina D. A deficiência de vitamina D ocorre quando há falta de luz solar e vitamina D inadequada na dieta. Ela também pode resultar de doenças ou após a ressecção do intestino delgado, o que pode causar má absorção. Nessas circunstâncias pode ocorrer amolecimento dos ossos (osteomalacia) e raquitismo.
No jejuno, a vitamina D é incorporada junto com sais biliares e ácidos graxos nas micelas e, posteriormente, como provitamina D1, a vitamina D é absorvida no íleo e depois passa para a circulação através da veia porta. Uma proteína específica transportada pelo sangue, uma alfa-1-globulina, a transporta para o fígado, onde o processo de mudança química para o hormônio ativo começa pela hidroxilação para o colecalciferol. Os derivados são transportados do fígado para vários tecidos, incluindo a pele, osso e glândulas paratiróides. No intestino, a vitamina D influencia a permeabilidade das bordas das escovas dos enterócitos ao cálcio.
Os níveis de vitamina D podem influenciar a produção de hemoglobina no organismo. Por exemplo, pessoas com baixos níveis de vitamina D podem desenvolver anemia, e os níveis de hemoglobina nesses indivíduos podem ser aumentados por suplementos de vitamina D. Embora o mecanismo pelo qual a vitamina D influencia a produção de hemoglobina não seja claro, pesquisas sugerem que ela pode proteger a molécula portadora de oxigênio através de uma ação antiinflamatória protetora. Também foi demonstrado que a vitamina D aumenta a produção de glóbulos vermelhos na presença de eritropoietina, um hormônio produzido principalmente nos rins que influencia a taxa de produção de glóbulos vermelhos.
Gás intestinal
O movimento do gás através dos intestinos produz os sons conhecidos como borborygmi. No estado de repouso, geralmente há cerca de 200 ml de gás no trato gastrointestinal. Sua composição varia: entre 20 e 90% é nitrogênio, até 10% é oxigênio, até 50% é hidrogênio, até 10% é metano, e entre 10% e 30% é dióxido de carbono. A maior parte do ar que as pessoas ingerem, enquanto falam e comem em particular, ou é regurgitado (como no arrotar) ou absorvido no estômago. A ansiedade ou a ingestão rápida induz a ingestão freqüente de ar com consequente arroto ou aumento da flacidez retal. Embora parte do dióxido de carbono no intestino delgado seja devido à interação de íons de hidrogênio do ácido gástrico com o bicarbonato, parte é gerada no jejuno pela degradação dos triglicérides dietéticos aos ácidos graxos. Altos níveis de dióxido de carbono em flatus retal refletem a atividade bacteriana no cólon. O metano não pode ser produzido por nenhuma célula e é inteiramente o resultado da ação das bactérias sobre resíduos dietéticos fermentáveis no cólon, embora pareça haver um fator familiar envolvido nisto, pois nem todos podem gerar metano. Na produção bacteriana do cólon o hidrogênio é acentuadamente elevado quando a dieta contém um excesso de sacarídeos vegetais. Isto é particularmente perceptível após o consumo de feijão, por exemplo. O gás é mais frequentemente responsável pela flutuação das fezes do que o excesso de gordura residual em estados de má absorção.
O gradiente entre as pressões parciais (ou a pressão exercida por cada gás em uma mistura de gases) de gases particulares no lúmen intestinal e as pressões parciais dos gases no sangue circulante determina a direção do movimento dos gases. Assim, como o oxigênio tende a estar em baixa pressão no cólon, ele se difunde do sangue para o intestino. A difusão de nitrogênio do sangue para o intestino ocorre porque um gradiente é estabelecido pelo dióxido de carbono, metano e hidrogênio que resulta das atividades metabólicas das bactérias comensais; a pressão parcial contribuída pelo nitrogênio no cólon é reduzida, estimulando o nitrogênio a entrar no intestino a partir do sangue. Em áreas onde falta lactase, a enzima que quebra a lactose (açúcar do leite), no grupo das dissacaridases do intestino delgado, a lactose passa para o cólon não digerida. Em uma pessoa com deficiência de lactase, a lactose não hidrolisada entra no cólon, onde a quantidade de lactose normalmente presente em um copo de leite é capaz de liberar, após fermentação bacteriana, o equivalente a dois a quatro copos (500-1.000 ml) de gás (hidrogênio). Cerca de 15% do gás se difunde de volta ao sangue, passando o restante como flatus.
O hidrogênio gerado no cólon é parcialmente absorvido, passa no sangue circulante para os pulmões e se difunde para as vias respiratórias, onde sua presença pode ser facilmente determinada. O tempo necessário para que o hidrogênio apareça na respiração após a ingestão de uma carga padrão de glicose ou lactose é usado para determinar se a área superior do trato gastrointestinal é colonizada por bactérias. O hidrogênio que aparece dentro de 30 minutos após a ingestão da carga de açúcar sugere uma colonização pesada do intestino delgado.
Hormônios do trato gastrointestinal
Produção e secreção de peptídeos
O controle da atividade das células especializadas no sistema digestivo que se preocupam com as funções motoras e secretoras depende dos sinais recebidos em suas membranas celulares. Estes sinais originam-se tanto nas células endócrinas quanto nas células nervosas e são levados à célula alvo por moléculas “mensageiras” de amino ou peptídeo. Quando secretadas, estas substâncias ou se difundem nos espaços teciduais ao redor das células e afetam as células-alvo nas proximidades ou são absorvidas no sangue circulante e entregues às células-alvo a alguma distância. Em ambas as circunstâncias, os mensageiros são hormônios, mas aqueles que exercem seu efeito localmente são chamados de parácrinos; aqueles que exercem seu efeito a uma distância são chamados de endócrinos.
Os peptídeos são compostos por um número de aminoácidos amarrados juntos em uma cadeia. Os aminoácidos ocorrem em uma seqüência ordenada que é peculiar a cada peptídeo. A atividade biológica do peptídeo (ou seja, a capacidade de estimular as células-alvo) pode residir em apenas uma fração da cadeia – por exemplo, em uma seqüência de quatro ou cinco aminoácidos. Em outros casos, a cadeia inteira deve estar intacta para atingir este objetivo. Por exemplo, as células delta (D), que produzem um hormônio conhecido como somatostatina, estão dispersas por todo o trato gastrointestinal. A somatostatina tem efeitos inibidores sobre a produção de ácido no estômago, a atividade motora do intestino e a liberação de enzimas digestivas do pâncreas. Estes efeitos são alcançados pela difusão local da somatostatina a partir das células D nas proximidades do tecido alvo. Por outro lado, a gastrina, um hormônio produzido pelas células granulares da gastrina (G) na mucosa do antro gástrico (a parte inferior do estômago), é secretada no sangue.
O hormônio gastrina também exemplifica a capacidade biológica de uma fração da molécula. Estas frações têm uma estrutura molecular que se encaixa no local receptor na membrana da célula alvo e, portanto, podem iniciar os eventos intracelulares na produção do ácido. As células G do antro do estômago produzem principalmente um peptídeo mensageiro com 17 aminoácidos em seqüência, enquanto as do duodeno e jejuno do intestino delgado produzem principalmente um peptídeo mensageiro com 34 aminoácidos. A molécula mais curta é mais potente. A cadeia pode ser clivada a apenas quatro aminoácidos (o tetrapéptido), no entanto, e (desde que a seqüência permaneça a mesma que na molécula mãe e o fragmento seja aquele no amino terminal da molécula inteira) a cadeia clivada de aminoácidos retém a atividade biológica, embora seja menos potente que as moléculas maiores de gastrina.
Determinados peptídeos mensageiros foram encontrados não em células endócrinas, mas em elementos neurais dentro do trato gastrointestinal, para serem liberados durante a descarga elétrica dentro dos nervos. Por exemplo, o peptídeo intestinal vasoativo (VIP) liberado dos terminais nervosos no cérebro também é abundante nas estruturas nervosas do intestino, incluindo os plexos submucosais e mioentéricos do nervo. Ocasionalmente, VIP coexiste com a acetilcolina, a molécula mensageira do sistema nervoso parassimpático autônomo. A descarga de VIP traz relaxamento receptivo dos esfíncteres esofágicos e pilóricos, modula os longos movimentos peristálticos no intestino, e influencia a secreção de eletrólitos da mucosa do intestino delgado.
Dezoito células endócrinas diferentes podem ser identificadas dentro do trato gastrointestinal, mas é provável que várias delas e seus peptídeos particulares sejam vestígios evolutivos que funcionaram em outros estágios do desenvolvimento humano, enquanto outras podem representar diferentes estágios de maturação da mesma célula endócrina.
Os peptídeos que se ligam com receptores de células-alvo e estimulam a célula a reagir são conhecidos como agonistas. Outros que se ajustam ao receptor mas não iniciam eventos intracelulares são conhecidos como antagonistas. A capacidade dos antagonistas de ocupar receptores e assim negar o acesso a um agonista é a base do tratamento da doença da úlcera péptica com bloqueadores dos receptores de histamina (H2). Ao ocupar os receptores nas células parietais, os antagonistas negam a histamina a oportunidade de iniciar a produção de ácido clorídrico, um dos principais agentes causadores de úlceras pépticas.
Eventos similares estimulam ou suprimem a produção dos peptídeos mensageiros em sua célula endócrina ou neural de origem. Por exemplo, a descarga de grânulos de gastrina das células G ocorre quando uma refeição é consumida. Enquanto a concentração de íons de hidrogênio (a acidez) permanece baixa devido ao efeito tampão do alimento, a liberação de gastrina continua. medida que a digestão prossegue e o estômago começa a esvaziar, no entanto, a acidez aumenta devido à diminuição do efeito neutralizante do alimento. Quando o conteúdo do estômago em contato com a mucosa do antro atinge um certo nível de acidez (pH de 2,5 ou menos), a liberação de gastrina pára. A falha deste mecanismo leva à secreção inadequada de ácido quando o estômago está vazio e pode causar úlceras pépticas no duodeno. Algumas células endócrinas têm microbilios em sua superfície que se projetam na luz da glândula ou no canal principal do estômago ou do intestino. Estas células provavelmente têm a capacidade de “amostrar” continuamente o conteúdo lumenal em suas proximidades.
Quando a produção e secreção de um hormônio peptídeo é excessiva, ele induz um aumento no número de células-alvo e pode aumentar o tamanho das células individuais. Isto é conhecido como trofismo e é semelhante ao aumento do tamanho do músculo esquelético em resposta ao exercício apropriado (hipertrofia do trabalho). Tal trofismo é observado em certos estados patológicos que envolvem os hormônios gastrointestinais. Assim, quando a gastrina é secretada no sangue por um tumor de células G (gastrinoma) do pâncreas, é um processo contínuo porque não há nenhum mecanismo nesse local para inibir a secreção; isto provoca um aumento maciço do número de células parietais no estômago e uma superprodução de ácido. Isto, por sua vez, sobrepuja as defesas da mucosa do trato gastrointestinal superior contra a autodigestão e resulta em ulceração péptica intratável e complicada.
Hormônios individuais
Insulina
A insulina é secretada pelas células beta (B) do pâncreas em resposta a um aumento na concentração de glicose no plasma e a uma queda no nível de glucagon. Ela estimula a absorção de carboidratos (glicose) em depósitos no tecido muscular e adiposo (gorduroso). A insulina é utilizada no tratamento da diabetes mellitus.
Glucagon
O glucagon é produzido pelas células alfa (A) pancreáticas em resposta a uma queda na concentração de glicose no plasma; os efeitos do glucagon são opostos aos da insulina. O glucagon estimula a decomposição do glicogênio e a produção de nova glicose (gluconeogênese) no fígado. Também diminui a produção de secreções gástricas e pancreáticas. O glucagon é usado no tratamento de condições nas quais o nível de açúcar no sangue é reduzido.
Somatostatin
Somatostatin é um peptídeo secretado pelas células delta (D) em resposta à alimentação, especialmente quando a gordura entra no duodeno. É um modulador inibitório da secreção de ácido e peptídeo e da liberação de gastrina, insulina e outros hormônios intestinais. Inibe a motilidade da vesícula biliar e dos intestinos e suprime a secreção de lipase pelo pâncreas.
Serotonina
A serotonina, ou 5-hidroxitriptamina, é uma amina formada a partir do aminoácido 5-hidroxitriptofano nas células enterocromafínicas (EC) e em outras células similares chamadas células tipo enterocromafínicas (ECL). Estas células também secretam histamina e cininas, que também têm importantes funções mensageiras nas secreções glandulares e nos vasos sanguíneos. A serotonina age de forma parácrina. Tanto as células ECL quanto as ECL são amplamente distribuídas no trato gastrointestinal.
Cholecystokinin
Cholecystokinin, um peptídeo secretado pelas células I em resposta ao esvaziamento do conteúdo estomacal no duodeno, causa contração da vesícula biliar com esvaziamento de seu conteúdo, relaxamento do esfíncter fechando o final do duto biliar, e estimulação da produção de enzimas pelo pâncreas. A colecistoquinina aumenta o peristaltismo intestinal e é usada no exame radiológico da vesícula biliar e em testes de função pancreática.
Peptídeo inibitório gástrico
Secreto pelas células K, o peptídeo inibitório gástrico aumenta a produção de insulina em resposta a uma alta concentração de açúcar no sangue, e inibe a absorção de água e eletrólitos no intestino delgado. O número de células é aumentado em pessoas com úlcera duodenal, inflamação crônica do pâncreas e diabetes resultante da obesidade.
Glucágono intestinal
Segregado pelas células L em resposta à presença de carboidratos e triglicerídeos no intestino delgado, o glucagon intestinal (enteroglucagon) modula a motilidade intestinal e tem uma forte influência trófica nas estruturas da mucosa.
Motilina
Um alto nível de motilina no sangue estimula a contração do fundo e do antro e acelera o esvaziamento gástrico. Contrai a vesícula biliar e aumenta a pressão de aperto do esfíncter esofágico inferior. A motilina é secretada entre as refeições.
Neurotensina
Secreta pelas células N do íleo em resposta à gordura no intestino delgado, a neurotensina modula a motilidade, relaxa o esfíncter esofágico inferior e bloqueia a estimulação da secreção ácida e da pepsina pelo nervo vago.
Polipéptido pancreático
Células endócrinas especiais, células “PP”, secretam o polipéptido pancreático em resposta às refeições protéicas. Sua função está intimamente relacionada à atividade vagal e colinérgica. O nível de polipéptido pancreático é freqüentemente aumentado no diabetes.
Secretin
Segregado pelas células S do duodeno em resposta às refeições e à presença de ácido no duodeno, o segredo estimula a produção de bicarbonato pelo pâncreas.
Peptídeo intestinal vasoativo
Secreto localmente por células endócrinas ou terminações nervosas, o peptídeo intestinal vasoativo está localizado quase que exclusivamente em nervos distribuídos por todo o trato gastrointestinal. Ele inibe a liberação de gastrina e a secreção de ácido, é um estimulante suave da secreção de bicarbonato do pâncreas e é um poderoso estimulante da secreção de água e eletrólitos pelos intestinos delgado e grosso. Ele relaxa os esfíncteres e retarda o tempo de trânsito intestinal. Há outro grupo de mensageiros peptídeos que se encontra em quantidade dentro do cérebro e nos nervos do trato gastrointestinal. Estes incluem substância P, endorfinas, enkefalinas e bombardeias.
Substância P
Presente em quantidades significativas nos nervos vagos e no plexo mioentérico, a substância P estimula a produção de saliva, a contração de células musculares lisas e as respostas inflamatórias nos tecidos, mas não se sabe se é algo que não seja um vestígio evolutivo.
Endorfinas e enkefalinas
Endorfinas e enkefalinas, cada uma compreendendo cinco aminoácidos na molécula, estão presentes nos nervos vagos e no plexo mioentérico. Elas têm as propriedades de substâncias opiáceas (derivadas do ópio) como a morfina; elas se ligam aos mesmos receptores e são neutralizadas pelo antagonista opiáceo naloxona. Não há evidências de que endorfinas e enkefalinas sejam hormônios circulantes, mas as enkefalinas podem ter um papel fisiológico parácrino na modulação da atividade muscular lisa no trato gastrointestinal, e as endorfinas podem servir na modulação da liberação de outros peptídeos de células endócrinas no sistema digestivo.
Bombesina
Um peptídeo que se encontra nos nervos intrínsecos do trato gastrointestinal, a bomba estimula a liberação de gastrina e enzimas pancreáticas e provoca a contração da vesícula biliar. Estas funções podem ser secundárias, entretanto, à liberação de colecystokinin, um hormônio secretado pela mucosa do intestino que tem efeitos similares. É incerto se a bombesina tem um papel fisiológico ou se é um vestígio evolutivo.
Prostaglandinas
As prostaglandinas são substâncias hormonais envolvidas na contração e relaxamento do músculo liso do trato gastrointestinal. As prostaglandinas também são capazes de proteger a mucosa do trato alimentar de lesões por vários insultos (água fervente, álcool, aspirina, ácidos biliares, estresse) aumentando a secreção de muco e bicarbonato da mucosa, o que por sua vez estimula a migração das células para a superfície para reparo e substituição do revestimento da mucosa.
O trato gastrointestinal como órgão de imunidade
O corpo é continuamente exposto a danos por vírus, bactérias e parasitas; toxinas e produtos químicos ingeridos, incluindo drogas e aditivos alimentares; e proteínas estranhas de origem vegetal. Estes insultos são recebidos pela pele, o sistema respiratório e o sistema digestivo, que constituem a interface entre o interior estéril do corpo e o meio ambiente.
A defesa do corpo é investida em grande parte no sistema linfático e em seus linfócitos. Uma parte substancial do trato gastrointestinal é ocupada pelo tecido linfóide, que pode ser dividido em três setores. O primeiro é representado pelas amígdalas faríngeas, o apêndice e os grandes agregados de nódulos conhecidos como manchas de Peyer, localizados em intervalos ao longo do intestino delgado. O segundo setor inclui os linfócitos e plasmócitos que povoam a membrana basal (lâmina própria) do intestino delgado, a área de tecido conjuntivo solto acima do tecido de suporte do revestimento da mucosa que se estende até as vilosidades. O terceiro setor compreende os linfócitos que ficam entre as células epiteliais da mucosa. A interação entre estas células do sistema linfático e o agente ameaçador é a base de defesa no trato gastrointestinal.
Os linfócitos são de dois tipos, B e T, de acordo com sua origem na medula óssea (B) ou na glândula timo (T), localizada no tórax. Ao deixar seu tecido de origem, ambos os tipos acabam nas estruturas linfóides periféricas. Estas incluem as glândulas linfáticas periféricas, o baço, os linfonodos no mesentério do intestino, as manchas de Peyer e os espaços entre as células epiteliais da mucosa.
Os linfócitos são imaturos até entrarem em contato com antígenos. Se material estranho é reconhecido como tal pelas células T (linfócitos T), os linfócitos passam por um processo de maturação no qual proliferam e se dividem em subclasses. A primeira subclasse compreende as células T “helper”, que são mediadores da função imunológica. A segunda classe consiste nas células T “supressoras”, que modulam e controlam as respostas imunes. A terceira classe compreende as células T “assassinas”, que são citotóxicas (ou seja, são capazes de destruir outras células). A maioria dos linfócitos que se encontram entre as células epiteliais da mucosa são células T assassinas.
Quando as células B (linfócitos B) reconhecem antígeno, elas também amadurecem, mudando para a forma conhecida como plasmócitos. Estas células elaboram um material protéico altamente especializado, a imunoglobulina (Ig), que constitui anticorpos. Existem cinco variedades de imunoglobulina: IgA, IgM, IgG, IgD, e IgE. As células B e os plasmócitos são encontrados principalmente nas células nos espaços da membrana do porão. Outro grupo de células especializadas é conhecido como células M. Estas são esticadas sobre e em torno das células epiteliais comuns da mucosa. As células M acondicionam material antigênico em vesículas e o movem através da célula e para os espaços ao redor.
Os linfócitos das manchas de Peyer passam pelos vasos linfáticos para os nódulos do mesentério e depois para o ducto torácico. Este é o canal coletor no abdômen, que passa através do tórax para drenar para o sistema venoso na junção da jugular interna esquerda e veias subclávias esquerdas. As várias ramificações dos linfáticos abdominais drenam todos para o ducto torácico. De lá, os linfócitos são levados de volta para o intestino, além de serem dispersos para outros órgãos. São estes linfócitos migrados que vêm para povoar a membrana do porão e ocupar os espaços entre as células epiteliais.
A maioria das células nos nódulos mesentéricos e na membrana do porão são plasmócitos que produzem imunoglobulina da classe IgA, enquanto IgM e, em menor grau, IgE são produzidos por outras células, e IgG é formado por células no baço e linfonodos periféricos. A IgA de plasmócitos é secretada na luz do intestino, onde é conhecida como “IgA secretora” e tem uma estrutura molecular diferente da da IgA que circula no sangue. Quando secretado, ele é acompanhado por uma glicoproteína que é produzida pelas células epiteliais da mucosa. Esta substância, quando ligada à molécula de IgA, a protege da digestão por enzimas separadoras de proteínas. Este complexo IgA pode aderir a vírus e bactérias, interferindo no seu crescimento e diminuindo seu poder de invasão do tecido. Ele também é capaz de tornar inofensivas as substâncias tóxicas.
Formado por células B, o IgE reveste a superfície dos mastócitos, que são especialmente adaptados para lidar com o desafio alérgico representado por parasitas e vermes.
O recém-nascido é protegido por imunoglobulina já amadurecida com a qual o colostro, a secreção inicial do seio lactante, é ricamente dotado. Com o passar do tempo, o trato gastrointestinal do bebê é cada vez mais exposto a vários insultos, e os linfócitos e outras células do sistema imunológico tornam-se adaptados para lidar com eles. Desta forma, o corpo também desenvolve uma tolerância a substâncias potencialmente ofensivas. Se a invasão do tecido ocorre apesar destas várias defesas, então uma reação imunológica sistêmica generalizada é desencadeada. Algumas das características desta reação, como a febre e um aumento maciço dos glóbulos brancos, são a evidência de doença.
Embriologia e evolução do Sistema Digestivo Vertebrado
Desenvolvimento embrionário
No anfioxo, um membro invertebrado do Chordata (o filo ao qual pertencem todos os vertebrados), as primeiras divisões do óvulo fertilizado dão origem a um embrião que é oco e quase esférico. Uma invaginação (infusão) de células no pólo vegetal (gema) do embrião converte o embrião inicialmente de camada única em uma de duas camadas, um processo chamado gastrulação. A nova camada interna de células, chamada endoderme (às vezes entoderme), envolve uma cavidade, o arquentroon, que tem uma abertura para o exterior no ponto em que ocorreu a invaginação; esta abertura é chamada de blastopore. O arcentroon eventualmente torna-se a cavidade do trato digestivo, e o blastopore torna-se o ânus; a boca surge como uma nova abertura.
Os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário na maioria dos vertebrados não são tão simples como no anfioxo, em grande parte porque os óvulos contêm muita gema ou, nos mamíferos, passam por mudanças especializadas preparatórias para a implantação no útero. Assim, a gastrulação raramente é uma simples involução no pólo vegetal, e o blastopore, se aparecer um “poro”, geralmente se torna superpovoado de células. No entanto, em todos os embriões vertebrados, uma cavidade revestida de endodermia surge por algum processo que pode ser considerado como análogo à gastrulação em anfioxo, e esta cavidade se desenvolve no trato digestivo. Normalmente, o endoderme que reveste o saco vitelino forma um tubo chamado de forquilha que empurra para a frente até a cabeça. O endoderme, então, forma um segundo tubo, o hindgut, que empurra para a parte posterior do corpo embrionário. Eventualmente, o tecido de superfície (ectoderme) do embrião forma uma pequena invaginação anterior, o estômago, que encontra a extremidade do antebraço, e uma invaginação posterior semelhante, o proctodeum, que encontra a extremidade do hindgut. A ruptura dos tecidos que separam o estômago do primeiro e o proctodeum do intestino grosso formam um trato com duas aberturas para o exterior.
É evidente, pela descrição acima, que seções curtas nas extremidades anterior e posterior do trato digestivo são de origem ectodérmica. Estas correspondem aproximadamente à cavidade oral e ao canal anal, respectivamente. O restante do trato digestivo, desde a faringe até o intestino grosso, é de origem endodérmica. Entretanto, apenas o revestimento do trato digestivo é endodérmico; as paredes contêm camadas de músculo e tecido conjuntivo, que são de origem média (mesodérmica). O forro endodérmico dá origem a numerosos órgãos, incluindo a glândula tireóide, timo, fígado, pâncreas e bexiga urinária.
Desenvolvimento evolutivo
No anfioxo o trato digestivo consiste de apenas três componentes: a cavidade oral, a faringe e uma tripa tubular pós-faríngea sem subdivisões. A mesma condição se aplica aos vertebrados vivos mais primitivos, os ciclóstomos (lampreias e peixe-branco). Nos vertebrados superiores, porém, o intestino pós-faríngeo é quase sempre subdividido em uma série de regiões que são tanto anatômica quanto funcionalmente distintas. A mais comum é a sequência esôfago-esôfago-estômago-pequeno intestino-grande intestino-reto (ou cloaca).
A cavidade oral e a faringe variam consideravelmente entre as classes de vertebrados. A variação se correlaciona com as mudanças evolutivas no sistema respiratório que acompanharam a ascensão das formas terrestres dos ancestrais aquáticos. Na maioria dos peixes ósseos dos tempos modernos, as nuaras (correspondentes às narinas de um mamífero) funcionam apenas como entradas para os órgãos olfativos, não havendo conexão entre elas e a boca, como ocorre nos mamíferos. A estrutura chamada palato, que nos mamíferos separa as cavidades nasais e bucais, não existe nos peixes. A água respiratória é levada diretamente para a boca e depois forçada de volta para a faringe, onde flui através de brânquias localizadas em uma série de fendas que levam da faringe para o exterior.
Os vertebrados terrestres, que extraem oxigênio do ar em vez de da água, desenvolveram uma segunda função principal para as nuaras que herdaram de seus ancestrais piscineiros. Embora mantendo uma função olfativa, estas aberturas se tornaram a principal entrada de ar para a respiração. Nos anfíbios – os primeiros vertebrados terrestres – o ar entra nas nares externas e depois passa através das nares internas, que são evolutivamente aberturas mais novas, para a frente da cavidade oral, da qual se move para a faringe e depois para a traquéia. Não havendo palato, não existe cavidade nasal separada nestes animais; tanto a cavidade oral quanto a faringe são passagens comuns para o sistema digestivo e respiratório.
Na maioria dos répteis e pássaros, um par de dobras longitudinais no teto da cavidade oral forma uma passagem que conduz o ar das neves internas para a faringe. A separação completa das cavidades nasais e orais por um palato, no entanto, é encontrada apenas em crocodilos e em mamíferos. Nos mamíferos o palato ósseo e duro é complementado posteriormente por um palato grosso, membranoso e macio.
Na evolução dos vertebrados terrestres, a faringe perdeu as brânquias de troca de gases e tornou-se uma passagem curta ligando a boca ao esôfago e à traquéia. O esôfago alongou-se para se unir ao estômago, que agora se encontra dentro do abdômen.
A maioria dos vertebrados acima do nível dos ciclostomos tem estômago, embora de várias formas e tamanhos (as exceções são as quimeras, os peixes pulmão e alguns peixes ósseos). O comprimento do intestino varia muito entre os vertebrados, e uma série de características evoluíram que aumentam a área sobre a qual a absorção de produtos digestivos pode ocorrer. Só o aumento do comprimento permite um contato mais longo entre o produto da digestão e a mucosa. Outras características de vantagem incluem o revestimento do intestino, que é jogado em numerosas dobras e cristas; as pequenas saliências, chamadas de vilosidades, que cobrem toda a superfície da mucosa; e as células epiteliais individuais que cobrem as dobras e vilosidades e têm uma borda de incontáveis projeções cilíndricas, intimamente embaladas, chamadas de microvilli.
Outros vertebrados mostram outras adaptações para aumentar a área de superfície absorvente do intestino delgado. Por exemplo, sacos cegos especiais, chamados ceca, ramificam da extremidade anterior do intestino delgado em certos peixes e da extremidade posterior em muitas aves. Outra adaptação é a válvula espiral de muitos peixes primitivos, incluindo os tubarões.
A câmara final do tubo digestivo é uma cloaca comum nos peixes elasmobrânquios e nos peixes pulmonares, mas na maioria dos peixes de barbatanas de arraia há um reto; ou seja, os tubos urinários e reprodutivos, que não unem o tubo digestivo, têm sua própria abertura separada para o exterior. Neste sentido, portanto, os peixes modernos de barbatanas de raios são mais especializados que os anfíbios, répteis e aves, que retêm uma cloaca, presumivelmente herdada de um ancestral primitivo dos peixes. A cloaca também é retida nos mamíferos poedeiros (monotremes) e, de uma forma muito reduzida, nos mamíferos pouchados (marsupiais). Mesmo nos mamíferos placentários, uma cloaca de curta duração aparece no embrião, mas os dutos urogenitais eventualmente desenvolvem suas próprias aberturas; como consequência, os adultos mamíferos têm um reto em vez de uma cloaca.
Referências
Britannica.com | Human digestive system