Sistema Digestório

113
Aparelho Digestório
Organismos unicelulares podem
obter nutrientes diretamente do
ambiente externo. Animais
multicelulares, com a maioria das suas
células apartadas do contato com o
ambiente externo, desenvolveram
estruturas especializadas em obter e
processar seus alimentos. Dependem de
dois processos: alimentação e digestão.
Animais são heterótrofos,
necessitam absorver os nutrientes ou
ingerir fontes alimentares. A maioria dos
animais utiliza a boca para ingerir
alimentos.
O sistema digestivo utiliza
métodos mecânicos e químicos para
processar os alimentos em moléculas
nutrientes que possam ser absorvidas
pelo sangue. Ocorre o que chamamos
de digestão extracelular, com o
processo se fazendo no lúmen do (tubo)
sistema digestivo, no qual as moléculas
nutrientes são transferidas para o
sangue ou fluídos corporais.
Estágios do processo digestório
Movimento: o alimentos é propelido
através do sistema digestivo.
Secreção: liberação dos sucos
digestivos em resposta à estímulos
específicos
Digestão: quebra dos alimentos que se
transformam em componentes
moleculares suficientemente pequenos
para atravessar a membrana plasmática.
Absorção: passagem das moléculas
para interior do corpo e passagem
através do corpo.
Eliminação: remoção dos alimentos não
digeridos e dos resíduos.
Neste processo que, livremente,
chamaremos de “digestão”, ocorrem três
etapas: a digestão propriamente dita, que
é a “quebra” mecânica e química dos
alimentos em partículas ou moléculas
suficientemente pequenas para passar para
a corrente sanguínea; absorção para o
fluxo sanguíneo e assimilação, que é a
passagem das moléculas alimentares para
o interior das células corporais.
Componentes do sistema digestório
O sistema digestório humano é
constituído por um tubo muscular,
enrodilhado, com seis a nove metros de
comprimentos, que se estende da boca ao
ânus. Vários compartimentos
especializados se situam ao longo do seu
comprimento: boca, faringe,
esôfago,estômago, intestino delgado,
intestino grosso e ânus. Também estão
conectados ao sistema principal órgãos
digestórios acessórios, por uma série de
ductos: glândulas salivares, partes do
pâncreas, fígado e vesícula biliar.
Boca e Faringe
O processamento mecânico
começa na boca, através do mastigamento
(pelos dentes) e mistura (pela língua). O
processamento químico se inicia pela
produção da amilase salivar, liberada pelas
glândulas salivares. Essa mistura de
alimento e saliva e, então, empurrado para
a faringe e esôfago. Este, é um tubo
muscular cujas contrações levam o
alimento para o estômago.
Na boca, dentes, mandíbula e
língua iniciam a quebra mecânica do
composto alimentar, que é transformado
em partículas menores. A maioria dos
vertebrados, com exceção dos pássaros
(que perderam seus dentes, substituídos
por um bico endurecido), possui dentes,
cuja função é rasgar, moer e mastigar o
alimento. A língua manipula o alimento
durante a mastigação e deglutição; os
mamíferos possuem papilas gustativas em
suas línguas, o que lhes permites uma
série de classificações e seleções
alimentares.
As glândulas salivares secretam a
amilase salivar, uma enzima que inicia o
processo de transformação da pasta
alimentar em glicose. Além disso, o muco
produzido por essas glândulas umedece os
alimentos e lubrifica o esôfago. Os íons
bicarbonato presentes na saliva
neutralizam os ácidos presentes nos
alimentos.
A deglutição move o alimento da
boca para a faringe, desta para o esôfago
e, então, para o estômago, em três etapas:
Etapa 1: uma massa de alimento
umedecido e mastigado, um “bolo
alimentar”, é movido para o fundo da boca
pelo movimento da língua. Na faringe, esse
bolo aciona o gatilho do movimento de
deglutição involuntário (que evita que o
alimento entre na traquéia), que empurra e
direciona o bolo para o esôfago.
Etapa 2: a musculatura esofagiana propele
o bolo alimentar através de ondas de
contração muscular lisa involuntária
(peristaltismo).
Etapa 3: o bolo alimentar passa através do
esfíncter gastro-esofágico e chega ao
estômago.
Dentes
Os dentes são formações de
aspecto ósseo, que têm a tarefa de
apreender, cortar e moer o alimento. São
em número de 32 no adulto, 16 para cada
maxilar. Na criança são somente 20 (10 por
maxilar). Os dentes desempenham um
papel relevante no bem estar. Têm
importantes funções, tais como a
mastigação, a estética e a fonética.
São implantados em pequenas
cavidades ditas alvéolos, cavadas na
espessura dos ossos maxilares. Ao nascer
não há normalmente dentes visíveis na
114
boca, mas já se encontram muitos dentes
nas diversas fases de desenvolvimento no
interior da estrutura óssea das arcadas
dentárias. Nos primeiros anos aparece a
dentição decidual ou de leite e mais tarde
a dentição permanente.
Uma idéia ainda bastante comum
é a de que a dentição decidual não é para
levar a sério uma vez que será perdida
numa idade ainda muito nova para dar
lugar aos dentes permanentes, mas correse o risco de prejudicar substancialmente a
dentição vindoura.
Os primeiros dentes da dentição
permanente a emergir na boca são os
primeiros molares. Eles fazem a sua
aparição imediatamente atrás dos
segundos molares deciduais, na idade dos
6 anos. Escapa por vezes a ser notado
porque não é precedido pela queda de
nenhum dente decidual uma vez que nasce
num espaço onde não havia dente algum.
O aparecimento dos dentes é
gradativo, sendo os dentes do siso
(terceiros molares) os últimos a aparecer.
As pessoas que têm os terceiros molares
devidamente desenvolvidos e alinhados são
de fato uma minoria. Pensa-se até que é
um dente com tendência a desaparecer
com a evolução do homem. Normalmente
quando um dente do siso dá problemas
o(a) dentista não hesitará em extraí-lo.
A ordem normal na qual os dentes
permanentes fazem a sua erupção é a
seguinte: primeiros molares, incisivos
centrais e laterais inferiores, incisivos
centrais superiores, incisivos laterais
superiores, caninos inferiores, primeiros
pré-molares, segundos pré-molares,
caninos superiores, segundos molares e,
finalmente, terceiros molares.
Na composição de um dente
entram quatro materiais diferentes: o
esmalte, a dentina, o cimento e a polpa.
A parte externa da coroa do dente, isto é,
a parte que emerge das gengivas, está
coberta de esmalte que é a substância
mais dura do organismo. O esmalte se for
lascado, partido, gasto pela erosão ou
atacado pela cárie, não se reconstitui e
expõe a camada subjacente de dentina que
é mais macia e solúvel ficando o dente
com mais sensibilidade. A raiz do dente, ou
seja, a parte localizada abaixo da gengiva,
é revestida por uma camada fina de
cimento que é um tecido vivo susceptível
de crescer e se reconstituir. Logo abaixo do
esmalte e do cimento fica a dentina que é
uma substância semelhante ao osso. No
interior da dentina existe uma cavidade
central que é preenchida pela polpa, tecido
mole que contém os nervos e os vasos
sanguíneos.
Estômago
Durante uma refeição, o estômago
gradualmente se enche, até uma
capacidade de um litro (vazio, comporta 50
a 100 mililitros). Ao preço de algum
desconforto, pode se distender até a
capacidade de dois litros ou mais.
Células Epiteliais: constituem a camada
celular mais interna, tendo a capacidade de
secretar até dois litros de sucos gástricos
por dia. Esse suco gástrico contém ácido
clorídrico, pepsinogênio e muco,
importantes ingredientes da digestão. Sua
secreção é controlada por estímulos
nervosos (cheiros, emoções e cafeína) e
endócrinos. O ácido clorídrico (HCl) diminui
o pH do estômago, condição que ativa a
produção de pepsina. A pepsina é a enzima
que controla e executa a transformação
(hidrolização) das proteínas em peptídeos.
O estômago também funciona
como uma “batedeira”, continuamente
revolvendo e esmagando os alimentos
ingeridos. O quimo, que é a mistura dos
sucos digestivos e dos alimentos dentro do
estômago, deixa o estômago e entra no
intestino delgado.
O ácido clorídrico não atua
diretamente na digestão dos alimentos:
mata microorganismos, baixa o pH para
níveis entre 1,5 e 2,5 e ativa o
pepsinogênio, que é a enzima que inicia a
digestão das proteínas. O pepsinogênio é
produzido por células gástricas, sendo
ativado ao se partir uma parte da molécula
produzindo a enzima pepsina. Esta enzima
faz com que as proteínas se dividam em
fragmentos de peptídeos durante a
digestão no estômago.
115
Úlceras
As úlceras pépticas ocorrem
quando os mecanismos protetores não
mais funcionam. O sangramento dessas
úlceras ocorre quando os tecidos ficam
severamente danificados, ocorrendo
ruptura dos vasos sanguíneos. As úlceras
perfuradas constituem as complicações
mais graves, com risco de vida, porque se
forma uma abertura na parede do
estômago por onde extravasa conteúdo
gástrico para a cavidade abdominal. Pelo
menos 90% de todas as úlceras pépticas
são causados pelo Helicobacter pylori.
Outros fatores, incluindo estresse e
aspirina, também podem produzir úlceras.
A digestão dos carboidratos,
iniciada pela amilase na boca, continua no
bolo alimentar enquanto esse passa ao
estômago. O bolo, então, é transformado
em “quimo” ao chegar ao terço inferior do
estômago, utilizando a acidez gástrica para
inibir a ruptura das moléculas de
carboidratos. Começa a digestão das
proteínas pela pepsina.
Álcool e aspirina são absorvidos no
estômago diretamente para a corrente
sanguínea.
As células epiteliais secretam
muco, que forma uma barreira protetora
entre as células e a acidez gástrica. A
pepsina é inativada quando entra em
contato com este muco. Os íons
bicarbonato reduzem a acidez próxima da
camada celular superficial do estômago. As
células epiteliais da camada superficial do
estômago são mantidas fortemente unidas
para reduzir ou prevenir a infiltração dos
ácidos gástricos.
O Intestino Delgado
O intestino delgado é o local onde
a processo final de digestão e a absorção
ocorre. Trata-se de um tubo enrodilhado
com mais de seis metros de comprimento,
mas a disposição das vilosidades
características da luz lhe dão uma área
superficial de mais de quinhentos metros.
Quando o processo digestivo finaliza a
digestão de proteínas e carboidratos, as
gorduras ainda não foram digeridas. As
vilosidades possuem células que produzem
enzimas próprias que executam o processo
de digestão de peptídeos e açúcares,
sendo que o processo de absorção ocorre
aí mesmo. Temos então que os alimentos
foram quebrados em partículas
suficientemente pequenas para passar
através da parede intestinal. Os açúcares e
aminoácidos chegam à corrente sanguínea
através dos capilares de cada vilo. O
glicerol e os ácidos graxos se dirigem ao
sistema linfático. A absorção é um
transporte ativo, necessitando gasto de
energia celular.
Os alimentos são misturados na
parte inferior do estômago por meio das
ondas peristálticas, que também são
responsáveis pela propulsão da mistura de
quimo e ácido contra o esfíncter pilórico. O
aumento das contrações gástricas
impulsiona os alimentos através do
esfíncter, chegando então ao intestino
delgado. O estômago se esvazia após um
período de uma a duas horas, mas dieta
rica em gordura costuma aumentar
significativamente este período.
O intestino delgado é o local onde
a maior parte da digestão e absorção dos
alimentos ocorre. Mede mais de seis
metros de comprimento, com uma largura
de dois a três centímetros. A parte
superior, o Duodeno, é a parte mais ativa
no processo digestivo. Secreções do fígado
e do pâncreas são utilizados neste
segmento. As células epiteliais do duodeno
secretam um muco aquoso. O pâncreas
secreta enzimas digestivas, bem como
bicarbonato (para neutralizar o ácido
gástrico). O fígado produz bile, que é
armazenada na vesícula biliar antes de
entrar no canal biliar e desembocar no
duodeno.
A digestão de carboidratos,
proteínas e gorduras continua no intestino
delgado. Goma e glicogênio são
transformados em maltose. As proteases
(enzimas secretadas no pâncreas)
continuam a quebrar as proteínas em
pequenos fragmentos peptídicos e em
alguns aminoácidos.
A bile emulsifica as gorduras,
facilitando sua quebra em glóbulos de
gorduras progressivamente menores, até
poderem ser processados pelas lípases. A
bile contém colesterol, fosfolipídios,
bilirrubina e uma mistura de sais. As
gorduras são completamente digeridas no
116
celulares convertem esses dissacarídeos
em monossacarídeos e estes deixam as
células epiteliais em direção aos capilares.
A “intolerância à lactose” decorre de uma
falha genética, por não produção da
enzima lactase nas células intestinais.
Os fragmentos de peptídeos e
aminoácidos atravessam as células da
membrana epitelial por transporte ativo.
No interior das células eles são
transformados em aminoácidos e estes
entram nos capilares. A enteropatia por
glúten é a incapacidade de absorver
glúten, uma proteína encontrada no trigo.
intestino delgado, ao contrário dos
carboidratos e proteínas.
A maior parte da absorção ocorre no
duodeno e no jejuno (segunda parte do
intestino delgado). A superfície interna do
intestino é constituído por pregas
circulares (chamadas de válvulas
coniventes) que mais que triplicam a área
de absorção. As vilosidades, recobertas por
células epiteliais aumentam mais de dez
vezes a área superficial de absorção,
chegando a valores como trezentos metros
quadrados.
Cada vilo tem uma superfície
adjacente à luz do intestino delgado,
distribuindo-se em microvilosidades,
constituídas por células epiteliais, ditas
“bordas em escova”. Cada vilo tem uma
rede de capilares supridas por uma
pequena arteríola. As substâncias
absorvidas passam através da borda em
escova para dentro dos capilares,
usualmente por transporte passivo.
Maltose, sucrose e lactose são os
principais carboidratos presentes no
intestino delgado; eles são absorvidos
pelas microvilosidades. A goma é separada
em dissacarídeos (maltose). Enzimas
As gorduras digeridas não são
muito solúveis. Os sais biliares envolvem
as gorduras para formar micelas que são
capazes de penetrar nas células epiteliais.
Os sais biliares retornam ao lúmen
intestinal para repetir o processo. A
digestão das gorduras é usualmente
completado no momento em que o bolo
alimentar atinge o íleo (o segmento mais
distal do intestino delgado). Os sais biliares
são, neste momento, absorvidos pelo íleo e
reciclados no fígado e vesícula biliar. As
gorduras passam das células epiteliais para
os vasos linfáticos, que se ramificam
através das vilosidades.
O Fígado e a Vesícula Biliar
O fígado envia a bile para o
intestino delgado. A bile contém sais, que
emulsificam as gorduras, tornando-as
suscetíveis à ação enzimática. Além das
funções digestivas, o fígado atua em
outros sistemas: (1) desintoxicação do
sangue; (2) síntese de proteínas
sanguíneas; (3) destruição de eritrócitos
velhos e conversão da hemoblobina em
componentes biliares; (4) produção de
bile; (5) armazenamento de glicose como
glicogênio, e (6) produção de uréia a partir
de grupos amínicos e amônia.
O glicogênio (cadeias de moléculas
de glicose) serve como um reservatório de
glicose. Níveis baixos de glicose plasmática
provocam a liberação de hormônios que
estimulam a transformação de glicogênio
em glicose. Quando não existe glicose ou
glicogênio, o fígado converte aminoácidos
em glicose. O processo de desaminização
dos aminoácidos remove os grupos
amínicos destes. Esse processo resulta na
Absorção de lipídios
no intestino delgado
formação de uréia, que é lançada na
corrente sanguínea e eliminada do
organismo através dos rins.
Doenças do Fígado
Denominamos icterícia a coloração
amarela característica da pele causada por
um excesso de produtos resultantes da
quebra da hemoglobina na corrente
sanguínea. A icterícia ocorre quando a
função hepática foi bloqueada por
obstrução dos condutos biliares ou por
danos causados pela hepatite. Tanto a
117
Regulação do Apetite
O hipotálamo, no cérebro, tem
dois centros de controle da fome. Um
deles é o centro do apetite e o outro é o
centro da saciedade.
Hormônios como a gastrina, a
secretina e a colecistocinina, são
responsáveis pela regulação dos estágios
da digestão. As proteínas, no estômago,
estimulam a secreção de gastrina, que
causa um aumento na secreção ácida do
estômago e na motilidade do trato
digestivo, movimentando os alimentos.
Quando o bolo alimentar chega no
duodeno, ocorre um aumento da produção
Hepatite A, B e C podem causar danos ao
fígado. A cirrose hepática comumente
ocorre nos alcoólatras, que colocam o
fígado em uma situação de estresse devido
a grande quantidade de álcool que necessita
ser processado.
O Pâncreas
O pâncreas produz o suco
pancreático, que neutraliza o quimo. Elimina
esse suco através do ducto pancreático ao
intestino delgado.
O Intestino Grosso
O intestino grosso é constituído por
cólon, ceco, apêndice e reto. Seu conteúdo
é geralmente constituído por resíduos de
material não digerível e líquidos.
Movimenta-se através de contrações
involuntárias, que leva o conteúdo
intestinal para frente e para trás, bem
como por contrações propelentes que
carregam esse material ao longo do
intestino grosso.
As secreções presentes no
intestino grosso são um muco alcalino que
protege os tecidos epiteliais e neutralizam
os ácidos produzidos pelo metabolismo
bacteriano. Água, sais e vitaminas são
absorvidos e o material remanescente do
conteúdo intestinal acaba por formar as
fezes (constituídas especialmente por
celulose, bactérias e bilirrubina). As
bactérias presentes no intestino grosso,
tais como a E. coli, produzem vitaminas
(incluindo a vitamina K), que são
absorvidas.
de secretina que, por sua vez, promove a
liberação de secreções alcalinas pelo
pâncreas que impede a passagem posterior
de alimentos para o intestino enquanto os
ácidos não são neutralizados. A
colecistocinina (CCK) é liberada pelo
epitélio intestinal em resposta à presença
de gorduras, provocando a liberação de
bile da vesícula biliar e de lípase (uma
enzima que digere gordura) no pâncreas.
O Metabolismo da Glicose
Os níveis de glicose no sangue
permanecem moderadamente estáveis. O
fígado absorve glicose do sangue e o
armazena como glicogênio, um tipo de
118
polissacarídeo. Os níveis sanguíneos de
glicose são mantidos, nos intervalos entre
as refeições, pela liberação de glicose a
partir do glicogênio.
Nutrição
A nutrição depende da composição
dos alimentos, do seu conteúdo energético
e da síntese lenta (ou não total) de
moléculas orgânicas. Os organismos ditos
quimiotróficos (geralmente bactérias)
obtém sua energia à partir de reações
químicas inorgânicas. Os organismo
fototróficos convertem a energia solar em
açúcar e outras moléculas orgânicas. Os
organismo heterotróficos comem para
obter energia a partir da quebra das
moléculas orgânicas que compõe os
alimentos.
De macronutrientes são chamados
os alimentos que necessitamos em larga
escala todos os dias. Estes incluem
carboidratos, lipídios e aminoácidos. A
água é essencial e o correto balanço
hídrico é indispensável para o correto
funcionamento do corpo.
Aproximadamente 60% da dieta
deve ser constituída por carboidratos, tais
como os contidos no leite, carne, vegetais
e nos grãos e seus derivados. Uma dieta
diária normal deve conter pelo menos 100
gramas de carboidratos.
As proteínas são polímeros
compostos de aminoácidos. Encontramos
proteínas nas carnes vermelhas, leite,
aves, peixes, grãos de cereais e feijões.
Elas são necessárias para o crescimento e
reparação celular. Vinte aminoácidos são
encontrados nas proteínas, dos quais os
seres humanos conseguem sintetizar onze.
Os nove restantes são aminoácidos
essenciais que devem ser providos pela
dieta ingerida. Normalmente, as proteínas
não são utilizadas para produzir energia,
entretanto, durante inanição as proteínas
musculares poderão ser processadas para
obtenção de energia. O excesso de
proteínas poderá ser usado para obtenção
de energia ou serão convertidas em
gorduras.
Há uma relação quantitativa entre
nutrientes e saúde. Desequilíbrios podem
causar doenças. Muitos estudos
comprovaram que a nutrição é um fator
primordial nas doenças cardiovasculares,
hipertensão e câncer.
Os lipídios e gorduras são
responsáveis pela maior parte da produção
energética, assim muitos animais e plantas
armazenam energia como gordura. Lipídios
e gorduras são encontrados em óleos,
carnes, manteiga e plantas (tais como o
abacate e o amendoim). Alguns ácidos
graxos, tais como o ácido linoleico, são
essenciais e devem ser incluídos na dieta
normal. Quando presentes no intestino, as
gorduras promovem a obtenção de
vitaminas A, D, E e K.
As vitaminas são moléculas
orgânicas e são utilizadas para promover
as reações metabólicas. Elas usualmente
não podem ser fabricadas pelo organismo,
sendo necessárias em quantidades
infinitesimais. As vitaminas podem agir
como co-fatores enzimáticos (chamadas
então de coenzimas). Algumas vitaminas
são solúveis em óleo, outras em água.
Quantidades muito pequenas de
elementos minerais são, também,
necessárias durante o processo normal de
metabolismo, atuando como componentes
de células e tecidos, bem como na
condução do estímulo nervoso e na
contração muscular. Apenas podem ser
obtidos na dieta. Ferro (para a
hemoglobina), Iodo (para a tiroxina),
Cálcio (para os ossos) e Sódio (para a
transmissão do estímulo nervoso) são
exemplos de minerais que utilizamos em
nosso organismo.
Fontes de textos e figuras:
Online Biology Book
© The Online Biology Book is hosted by Estrella Mountain
Community College, in sunny Avondale, Arizona. Text ©1992,
1994, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, M.J. Farabee, all rights
reserved. Use for educational purposes is encouraged.