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SECREÇÃO E ABSORÇÃO INTESTINAIS
O intestino exerce várias funções importantes, como a digestão de macromoléculas e absorção de nutrientes, a secreção e absorção de água e eletrólitos, além da absorção das vitaminas que são fornecidas pela dieta. Portanto, participa do balanço hidroeletrolítico do organismo e da assimilação de macro e micronutrientes. A digestão ocorre por ação das enzimas pancreáticas secretadas no lúmen e pelas enzimas da mucosa intestinal, auxiliadas pela ação emulsificadora dos sais biliares e do pH adequado de cada região. A secreção e absorção ocorrerão de acordo com as características estruturais do intestino delgado e do intestino grosso, conforme vamos revisar a seguir.
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS
O intestino é constituído de uma porção mais longa e com menor diâmetro, chamado de intestino delgado e uma porção mais curta e mais calibrosa, por isso chamada de intestino grosso. O intestino delgado é constituído por duodeno, jejuno e íleo, onde ocorre a maior parte da digestão dos alimentos e a absorção dos nutrientes, água e eletrólitos. O intestino grosso, também chamado de cólon, se estende por 1 a 1,5 metros desde a junção ileocecal até o ânus e é constituído por ceco, cólon ascendente, cólon transverso, cólon descendente, cólon sigmoide, reto e canal anal. O intestino grosso recebe o material não absorvido no intestino delgado e forma as fezes, eliminando-as na defecação.
O intestino delgado inicia no piloro, esfíncter que o separa do estômago, e se continua por mais ou menos 6 a 7 metros até o esfíncter íleocecal, o qual delimita o início do intestino grosso. A primeira porção do intestino delgado é o duodeno, que se dispõe ao redor da cabeça do pâncreas em forma de C e possui aproximadamente 25 cm (Figura 1). A parte descendente do duodeno é onde desembocam os ductos que carregam a bile e o suco pancreático, no esfíncter hepatopancreático, também chamado de esfíncter de Oddi. A bile e o suco pancreático são indispensáveis para que possa ocorrer a digestão no lúmen intestinal.
O duodeno se torna retroperitoneal a partir da sua porção descendente e o intestino delgado volta a ser envolvido por peritônio (mesentério) no jejuno e íleo. Jejuno e íleo possuem comprimento total de 6 a 7 metros e formam as alças intestinais, as quais possuem grande mobilidade. O íleo terminal desemboca no ceco, na válvula íleocecal (Figura 1).
Figura 1. Tubo digestório. Observe o intestino delgado com suas alças intestinais estendendo-se do final do estômago até o íleo terminal, onde inicia a primeira porção do intestino grosso, o ceco. O duodeno está salientado em cor laranja na figura (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/Duodenum#/media/File:Tractus_intestinalis_duodenum.svg).
No duodeno encontramos as glândulas de Brünner, as quais desembocam perto do esfíncter pilórico, região onde ocorrem com mais frequência as úlceras duodenais. Estas glândulas, localizadas na submucosa, são responsáveis pela secreção de muco e bicarbonato, importantes para a proteção da mucosa duodenal do quimo ácido que chega do estômago.
O íleo é identificado pela presença abundante de agregados linfoides na mucosa, chamados de placas de Peyer. Estas placas são parte do GALT, tecido linfoide associado ao intestino, sistema de defesa da mucosa que se distribui ao longo do tubo digestório. O epitélio que recobre as placas contém células M, capazes de endocitar antígenos e transportá-los ao polo basal, onde se encontram linfócitos, células dendríticas, macrófagos e outras células livres que organizam a defesa imunológica local.
A estrutura da parede do intestino delgado é semelhante à de outras regiões do tubo digestório. Em contato com o conteúdo luminal está a mucosa, constituída pelo epitélio, lâmina própria e muscular da mucosa. A seguir, a submucosa, o plexo entérico submucoso e a camada muscular. Esta camada é subdividida em circular e longitudinal, sendo que o plexo mioentérico se situa entre estas camadas musculares (Figura 2). O plexo submucoso detecta estímulos que ocorrem na mucosa e regula principalmente a secreção e absorção epiteliais, enquanto o plexo mioentérico coordena os movimentos do tubo, a partir de seu controle sobre as camadas musculares. Por fim, a camada mais externa do intestino delgado é composto da serosa, que se continua com o peritônio visceral, exceto nas regiões do intestino que são retroperitoneais.
Figura 2. Estrutura da parede do intestino delgado. Observe as vilosidades, as criptas e a presença dos plexos entéricos e dos vasos sanguíneos e linfáticos na submucosa e mucosa. Na imagem em zoom, pode-se observar duas células epiteliais (enterócitos) unidas por junções oclusivas, as microvilosidades na membrana luminal (borda em escova) e os vasos em contato com a membrana basal (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
No intestino delgado, a superfície de contato da mucosa com o conteúdo luminal pode aumentar até 600 vezes, devido à presença de dobras circulares, vilosidades e microvilosidades. As dobras ou pregas circulares são projeções da mucosa e submucosa para o lúmen, de 5 a 10 mm de comprimento, podendo aumentar cerca de 3 vezes a superfície da mucosa. Essas dobras não se desfazem com a distensão do intestino e diminuem, em tamanho e número, em direção ao final do jejuno, do mesmo modo que as vilosidades. As vilosidades, ou vilos, envolvem apenas a mucosa que se evagina, projetando-se para a luz do intestino delgado formando pequenos “dedos”, com aproximadamente 1 mm (Figura 2 e 3). As vilosidades são revestidas por células epiteliais que também formam projeções em direção ao lúmen, porém suas dimensões são mil vezes menores, por isso são chamadas de microvilosidades (cerca de 1 micrômetro). Devido ao seu aspecto, essa superfície coberta por microvilosidades é chamada de borda em escova (Figuras 2, 3 e 4).
O epitélio das vilosidades possui células secretoras de muco, as células caliciformes; células enteroendócrinas, que secretam hormônios, e enterócitos, os quais são responsáveis pelo final da digestão e pela maior parte da absorção de nutrientes (Figura 3).
Figura 3. Epitélio do intestino delgado. Observe o epitélio que reveste as vilosidades, com os enterócitos e as células caliciformes (em azul) entre eles. As microvilosidades, presentes na superfície luminal dos enterócitos, formam a borda em escova. Na lâmina própria e submucosa aparecem os vasos sanguíneos e linfáticos (Fonte: https://smart.servier.com/smart_image/intestinal-villi/).
Os enterócitos são células epiteliais cilíndricas polarizadas, ou seja, possuem dois polos, apical/luminal e basolateral. A membrana luminal (borda em escova) está em contato com o lúmen, enquanto a basolateral está voltada para os vasos sanguíneos e linfáticos da lâmina própria da mucosa e da submucosa (Figura 3). A absorção ocorre nos enterócitos, os quais possuem diferenças nos transportadores que se localizam na membrana luminal, chamada de borda em escova, e os que se situam na membrana basolateral. É importante salientar a presença de junções oclusivas entre os enterócitos, essenciais para a formação da barreira de difusão epitelial entre o lúmen intestinal e o meio interno (Figuras 2 e 4).
Figura 4. Células do epitélio do intestino delgado (enterócitos). Observe as junções oclusivas, separando a membrana luminal da basolateral e as microvilosidades projetadas em direção ao lúmen (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
Na base das vilosidades há depressões do epitélio (invaginações) em direção à lâmina própria, formando glândulas tubulares chamadas de criptas de Liberkühn, ou glândulas intestinais (Figura 5). As células epiteliais das criptas contêm células secretoras de água, íons, enzimas e hormônios. No fundo das criptas localizam-se as células de Paneth, secretoras de enzimas antibacterianas e as células indiferenciadas (células tronco), as quais são precursoras dos enterócitos e das células caliciformes. À medida que migram da cripta para a vilosidade, as células tronco se diferenciam e substituem os enterócitos a cada 5 dias.
A ação da radioterapia e da quimioterapia sobre a mucosa intestinal pode alterar sua função de barreira e gerar uma significativa inflamação, chamada de mucosite intestinal. Também retarda a reposição do epitélio descamado pois diminui as mitoses nas criptas, causando danos ao epitélio intestinal que possui normalmente alta taxa de reposição celular.
Você Sabia?
Figura 5. Vilosidades e criptas no intestino delgado (enterócito). Observe as vilosidades projetadas para o lúmen, enquanto as criptas se projetam para a lâmina própria. Em maior aumento, pode-se ver o epitélio que recobre as vilosidades, os enterócitos, com as microvilosidades formando a borda em escova (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Villi_%26_microvilli_of_small_intestine.svg).
O eixo central de cada vilosidade é ocupado por vasos sanguíneos e linfáticos, que se distribuem longitudinalmente no tecido conjuntivo da lâmina própria (Figuras 2, 3 e 6). Uma rede de capilares fenestrados se forma junto ao epitélio, carregando as substâncias absorvidas em direção à base da vilosidade, de onde o sangue é drenado para vênulas da mucosa e submucosa. Daí, o sangue é levado para veias mesentéricas e chega ao fígado pela veia porta (Figura 19). A maior parte dos nutrientes será absorvida para os vasos sanguíneos, mas os quilomícrons, que carregam os lipídeos absorvidos, serão direcionados para um vaso linfático central, chamado também de quilífero axial. Estes capilares linfáticos possuem grandes poros no endotélio, permitindo a entrada dos quilomícrons (Figuras 9 e 25). A partir daí, os lipídeos vão compor a linfa, a qual segue pelo sistema linfático até o ducto torácico que desemboca na circulação sanguínea.
Para pensar e pesquisar: Por que os vasos linfáticos são também chamados de lácteos? O que é quilo no contexto do sistema digestório?
Figura 6. Sistema vascular das vilosidades. Observa-se um sistema de vasos sanguíneos e linfáticos no centro da vilosidade e na submucosa. 1: Enterócito (borda em escova); 2. Vilosidade; 3. Vaso linfático; 4. Plexos entéricos; 5. Cripta; 6. Camada muscular circular; 7. Camada muscular longitudinal (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Small_intestine_surface.svg)
No intestino grosso, a mucosa não apresenta vilosidades e possui microvilosidades menos abundantes que as do intestino delgado. A invaginação do epitélio em direção à lâmina própria forma as criptas, as quais possuem glândulas secretoras, células enteroendócrinas e grande quantidade de células caliciformes. No intestino grosso ocorre principalmente absorção de água e eletrólitos, embora as junções oclusivas sejam menos permeáveis do que as do intestino delgado.
A mucosa gastrointestinal está associada com inúmeros microorganismos que, em conjunto, chamamos de microbiota. Esses organismos presentes no lúmen entérico impedem a proliferação de patógenos potencialmente nocivos e interagem com o sistema imune epitelial modulando sua resposta. Certos patógenos invadem a mucosa através das células M e macrófagos, levando à produção de mediadores inflamatórios e recrutamento de neutrófilos e monócitos. As respostas inflamatórias junto com a alteração da permeabilidade das junções oclusivas podem levar à lesão dos enterócitos.
SECREÇÃO E ABSORÇÃO DE ÁGUA E ÍONS
A quantidade de líquido presente no lúmen é importante para a osmolaridade do quimo, para o movimento do quimo ao longo do intestino e para sua mistura com o conteúdo luminal, permitindo o contato das macromoléculas presentes no quimo com a borda em escova, onde se encontram várias enzimas e onde ocorrem os processos de absorção. Embora o sistema digestório não tenha como função principal a manutenção do equilíbrio hidroeletrolítico, normalmente ocorre grande fluxo de líquido pela mucosa intestinal, o que pode gerar distúrbios significativos quando a absorção e/ou secreção de água e íons estiverem alterados. Por isso, normalmente deve sair do lúmen pela absorção a mesma quantidade de líquido que entra no tubo digestório, sendo que o excedente de líquido não absorvido será eliminado nas fezes.
Uma grande quantidade de água é secretada para o lúmen do tubo digestório diariamente, principalmente a partir das secreções das glândulas salivares, pâncreas exócrino, bile e epitélio da mucosa ao longo de todo o tubo digestório. Observa-se na Figura 7 o volume secretado e absorvido em cada região. Deve-se acrescentar o que é ingerido com os alimentos ou líquidos, o que em média é de cerca de 2 litros/dia. No total, aproximadamente 9 litros de água entram no lúmen do intestino delgado a cada dia. Destes, apenas 1.500 mL chegam ao intestino grosso, uma vez que o intestino delgado, em especial o jejuno, absorve 80% desse volume (cerca de 7,5 L/dia). O cólon tem menor capacidade absortiva que o intestino delgado, absorvendo cerca de 1.400 mL e deixando apenas 100 mL de água nas fezes (Figura 7). Além disso, há uma reserva funcional de absorção nos intestinos, permitindo que seja absorvido pelo menos três vezes mais quando necessário para evitar uma perda significativa de líquido nas fezes.
Figura 7. Balanço de água através do tubo digestório. Observe a entrada de água no tubo digestório por meio da ingestão de líquidos e das secreções para o lúmen. A absorção de água no intestino delgado e no intestino grosso permitem que as fezes sejam eliminadas com muito pouco volume de água (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
No estômago não ocorre absorção significativa de água, uma vez que este possui menor superfície absortiva (não possui vilosidades e microvilosidades) e as junções oclusivas do epitélio são pouco permeáveis. Substâncias lipossolúveis, como o álcool, podem ser absorvidas na mucosa gástrica, embora em pequena quantidade.
A flora bacteriana presente no lúmen do intestino grosso fermenta os carboidratos que não foram digeridos, como as fibras da dieta e produzem ácidos graxos de cadeia curta, os quais podem ser absorvidos pela mucosa colônica. As bactérias do cólon também produzem CO2, metano e hidrogênio, e esses gases podem causar distensão abdominal quando em excesso. A mucosa do cólon também absorve pequena quantidade de vitaminas produzidas pelas bactérias, como vitamina K e vitaminas do complexo B.
A absorção ocorre principalmente nos enterócitos, que revestem as vilosidades no intestino delgado e a secreção predomina nas células epiteliais das criptas, de modo que ambas podem ocorrer simultaneamente na mesma região do intestino delgado. De modo geral, pode-se dizer que a absorção de água, e da maior parte dos solutos, depende do transporte de sódio enquanto a secreção é impulsionada principalmente pela secreção de cloreto.
Quando ocorrerem alterações da mucosa intestinal, pode haver uma menor absorção e/ou maior secreção, de modo que a quantidade de líquido no lúmen acaba superando a capacidade absortiva da mucosa e as fezes se tornam mais líquidas e/ou mais frequentes, o que caracteriza a diarreia. Os agentes infecciosos e suas toxinas podem causar diarreia alterando muitos fatores, como o transporte através de canais iônicos no epitélio intestinal, a integridade das microvilosidades e das junções intercelulares e a motilidade do trato intestinal, entre outros.
Para pensar e pesquisar: Sabemos que a diarreia pode ocorrer sempre que os processos de absorção e/ou secreção de água pela mucosa estejam alterados. Você acha que as toxinas bacterianas podem alterar também a motilidade, modificando o trânsito intestinal? Isso poderia contribuir para a fisiopatologia da diarreia? Por que?
As diarreias provenientes de alterações no intestino delgado costumam ser volumosas e aquosas, uma vez que a maior parte da absorção e secreção ocorrem nessa região. Já as diarreias causadas por alterações no cólon, tendem a ter pouco volume, podendo apresentar muco ou sangue.
A diarreia inflamatória envolve alteração da permeabilidade da barreira mucosa por agentes inflamatórios e/ou infecciosos, o que permite o acesso desses agentes à lâmina própria e também aumenta a secreção de íons e água. Já a diarreia osmótica é causada por solutos não absorvidos que permanecem no lúmen, exercendo força osmótica que mantém a água no lúmen. Por exemplo, na deficiência da enzima lactase a lactose não é digerida permanecendo no lúmen e retendo água. Na diarreia secretória, as toxinas bacterianas estimulam a secreção de água e íons para o lúmen, como veremos mais adiante.
O fluxo de água e solutos, que ocorre nos processos de secreção e absorção intestinal, pode ocorrer através das células epiteliais (via transcelular) ou pelo espaço intercelular (via paracelular). Por isso, a permeabilidade das junções oclusivas entre as células epiteliais, e das membranas luminal e basolateral, vai ser importante para determinar a rota de passagem da água e solutos (Figuras 4 e 8).
Figura 8. Epitélio intestinal e vias de absorção e secreção. De acordo com a permeabilidade das junções oclusivas, o transporte de água e solutos ocorrerá pela via paracelular ou pela transcelular. Observe as junções oclusivas (amarelo) entre a membrana apical e a lateral de cada enterócito no espaço intercelular. (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Selective_permeability_routes_in_epithelium.svg).
A absorção de água é determinada pela absorção dos solutos, ocorrendo por difusão paracelular ou transcelular isosmóticas. Do mesmo modo, pode ocorrer secreção de água para o lúmen, caso o quimo seja mais concentrado em solutos, os quais geram um gradiente osmótico puxando a água. Assim, a presença de solutos gera a força motriz que move a água entre o lúmen e o líquido extracelular, mantendo a isosmolaridade. No intestino delgado as membranas celulares e as junções intercelulares são bastante permeáveis, de modo que o líquido absorvido é isotônico em relação ao plasma. No cólon, as junções e a membrana luminal são menos permeáveis à água e íons, por isso a absorção se dá principalmente pela via transcelular.
Os principais solutos que geram o gradiente osmótico para a absorção de água são orgânicos, como a glicose e aminoácidos, ou inorgânicos, como os íons sódio e cloreto (Figura 9). O mecanismo de absorção varia conforme a região do intestino. No jejuno, ocorre a maior parte da absorção intestinal do íon sódio e, consequentemente, de água. A atividade da bomba Na+K+ATPase na membrana basolateral reduz a concentração intracelular do íon sódio, o que garante o gradiente eletroquímico que vai impulsionar sua entrada na membrana luminal do enterócito. Esse gradiente é importante também para promover o transporte de outros solutos. Além disso, a entrada do íon sódio no espaço intercelular pela bomba Na+K+ATPase exerce uma força osmótica importante para a absorção de água pela via paracelular (Figuras 8 e 9), predominante no intestino delgado.
Figura 9. Vias de absorção intestinal. Observe o espaço intercelular onde o íon sódio é secretado gerando a força osmótica para a absorção de água. Na base dos enterócitos nota-se a presença de um capilar sanguíneo, recebendo água e solutos e um capilar linfático, para onde vão os quilomícrons. Aa: aminoácido; Gli: glicose; Qm: quilomícron; AG: ácidos graxos; MG: monoacilglicerol; Go: aparelho de Golgi; ER: retículo endoplasmático; jo: junção oclusiva. (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
De forma semelhante ao que ocorre no túbulo proximal do néfron, o íon sódio entra na membrana luminal do enterócito em transporte acoplado com glicose (SGLT1), galactose e aminoácidos, por meio de um transporte ativo secundário (Figura 10). Assim, no período em que há abundância de nutrientes no lúmen, a absorção de sódio acoplada a eles também promove absorção de água, especialmente no jejuno.
Você Sabia?
A diarreia infantil é uma das principais causas de morte em crianças com menos de 5 anos de idade, devido à desidratação que causa. Nas últimas décadas, a mortalidade infantil teve queda acentuada devido ao uso de hidratação oral. As soluções de reidratação oral, assim como o conhecido soro caseiro, possuem na sua composição açúcar, sal e água, componentes baratos e de fácil obtenção. A eficiência da reidratação se deve ao transporte acoplado glicose/sódio (SGLT1) presente na membrana luminal, o que potencializa a absorção de água.
A absorção de cloreto também é dependente da absorção de sódio, uma vez que esta gera um gradiente elétrico transepitelial favorável à passagem de cloreto por via paracelular (lúmen negativo). Também contribui para a absorção de NaCl a presença de um cotransporte Na+Cl- na membrana luminal, no jejuno e no íleo, o qual também se utiliza do gradiente de sódio, gerado pela bomba Na+K+ATPase presente na membrana basolateral.
Figura 10. Transporte acoplado de sódio e solutos. A bomba Na+K+ATPase na membrana basolateral cria o gradiente para o transporte ativo secundário de sódio e glicose na membrana luminal. Na membrana basolateral observa-se também a difusão facilitada da glicose. (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Secondary_Active_Transport.png).
Além disso, o trocador Na+/H+ na membrana luminal tem papel importante na absorção de sódio e bicarbonato no jejuno e íleo (Figura 11). Há várias isoformas deste transportador (NHE), que se expressa em diferentes células, tanto na membrana luminal como na basolateral. No jejuno, há grande quantidade de bicarbonato no lúmen, pela sua secreção realizada no duodeno e o íon hidrogênio secretado em troca pelo sódio é prontamente neutralizado. O íon hidrogênio tem origem na dissociação do ácido carbônico intracelular, gerando também o íon bicarbonato que é absorvido na mesma proporção da secreção de hidrogênio.
No íleo, as junções são menos permeáveis e há menos absorção de Na+ e água do que no jejuno. No final do jejuno, grande parte dos solutos orgânicos e do bicarbonato do quimo foram absorvidos. Embora existam os mesmos mecanismos de transporte presentes no jejuno, no íleo há um antiporte HCO3-/Cl- na membrana luminal, de modo que o cloreto é absorvido em troca por bicarbonato que é secretado. Este transporte é acoplado ao trocador Na+/H+. Assim, o íleo secreta bicarbonato e absorve cloreto, levando a uma absorção resultante de cloreto de sódio, em lugar da absorção de bicarbonato de sódio que ocorre no jejuno. No íleo terminal, a absorção de sódio também está acoplada à absorção de ácidos e sais biliares conjugados.
A absorção de água e sódio pode ser inibida por algumas toxinas bacterianas ou infecções virais que ativam as vias intracelulares AMPc, GMPc, Ca++, pois estas vias inibem o antiporte Na+/H+. A absorção de água e sódio também pode ser alterada via inibição do SGLT1.
Figura 11. Antiporte Na/H. Na membrana luminal do enterócito está presente o antiporte Na+/H+, levando o íon hidrogênio para o lúmen em troca pelo íon sódio, que entra na célula (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nhe3deu.png).
No cólon ocorre absorção de sódio e secreção de potássio, de modo semelhante ao que ocorre nas células principais do túbulo distal do néfron. A presença da bomba Na+K+ATPase na membrana basolateral e os canais de sódio (ENaC) e potássio na membrana apical também são estimulados pela aldosterona, como ocorre no rim.
Além da absorção de água e eletrólitos, ocorre também sua secreção para o lúmen, principalmente pelas células secretoras das criptas. O ponto chave da secreção é a presença de canais de cloreto na membrana apical (CFTR e CaCC). Na membrana basolateral, há a bomba sódio potássio e um transportador Na+K+2Cl- (semelhante ao transportador que há na alça de Henle ascendente espessa). O cloreto é transportado ativamente para a célula por este transportador e é secretado passivamente para o lúmen pelos canais de cloreto. Assim o lúmen se torna negativo, exercendo um gradiente elétrico favorável à secreção de sódio para o lúmen pela via paracelular (Figura 12). Os canais de cloreto da membrana luminal são ativados por AMPc e GMPc (CFTR) ou por cálcio, levando ao aumento da sua secreção para o lúmen, favorecendo a saída de íons sódio e água por gradiente osmótico paracelular.
Nas diarreias secretórias, ocorre uma maior ativação desses canais de cloreto, tanto por bactérias como toxinas e vírus. Por exemplo, a toxina liberada pela bactéria vibrio cholerae, a qual causa a doença cólera, produz uma intensa diarreia secretora estimulando a secreção apical de cloreto. Ao aumentar os níveis de AMPc intracelular haverá estímulo da atividade do canal luminal de cloreto CFTR.
Figura 12. Secreção intestinal de cloreto. Observe os canais de cloreto na membrana luminal, a bomba Na+K+ATPase e o transportador NaK2Cl na membrana basolateral. Com a secreção de cloreto, o lúmen se torna negativo, gerando gradiente elétrico para a secreção de Na+ e água pela via paracelular. CFTR: regulador da condutância transmembrana da fibrose cística CaCC: canais de cloreto ativados por cálcio (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:5-Figure2-1.png).
ABSORÇÃO DE CÁLCIO E FERRO
Além do fluxo de água, sódio e cloreto pelo epitélio intestinal, outros íons também são absorvidos e/ou secretados, como ferro, cálcio, potássio e bicarbonato. Os íons monovalentes são mais facilmente absorvidos. Por exemplo, o íon cálcio é absorvido 50 vezes menos do que o íon sódio.
O controle das concentrações plasmáticas do íon cálcio é muito importante pois este íon participa de inúmeras funções, como a excitabilidade das membranas, coagulação sanguínea, secreções da célula por exocitose, contração muscular, transmissão sináptica, cofator enzimático, dá resistência ao osso, participa da sinalização intracelular, etc. Pequenas variações de suas concentrações, especialmente do cálcio livre, podem alterar essas funções, por isso há um controle preciso do seu metabolismo envolvendo a ação coordenada do hormônio da paratireoide (paratormônio), da vitamina D e da calcitonina.
Os órgãos-alvo da regulação das concentrações extracelulares de cálcio e fosfato são os ossos, onde ocorre formação e reabsorção ósseas; os túbulos renais, onde ocorre a reabsorção tubular, e o intestino delgado, onde ocorre a absorção intestinal. Após a absorção intestinal, o cálcio se distribui no plasma e se mantém em equilíbrio com os ossos e demais tecidos.
A maior parte do cálcio está armazenada nos ossos e uma pequena parte encontra-se no plasma (cerca de 10 mg/dL) e em reservatórios do meio intracelular (mitocôndrias, retículo endoplasmático, por ex). O cálcio livre no citoplasma é extremamente baixo e a alteração transitória de seus níveis funciona como rápida sinalização celular. O cálcio circulante no plasma pode estar ligado a proteínas (40%), combinado com ânions (10 a 15%) ou na forma livre (50%), como cálcio ionizado (Ca++). O cálcio livre é a forma relevante para o controle fisiológico e é a forma absorvida no trato gastrointestinal.
O cálcio é proveniente da dieta, especialmente do leite e seus derivados. Outros componentes da dieta, como alguns cereais e legumes, possuem elevada quantidade de cálcio porém sua biodisponibilidade nem sempre é favorável. Os alimentos ricos em fosfato, ácido oxálico e ácido fítico podem dificultar a absorção por formarem sais insolúveis com o cálcio. Por outro lado, o pH ácido solubiliza esses sais, facilitando a absorção do cálcio.
Do cálcio ingerido, são absorvidos entre 30 e 60%, sendo o restante excretado nas fezes. Além disso, parte do cálcio presente nas fezes é proveniente das secreções exócrinas gastrointestinais e células descamadas da mucosa.
A absorção intestinal ocorre principalmente no duodeno e jejuno e ocorre de forma passiva e ativa. A difusão passiva se dá pela via paracelular (Figura 13), através das junções oclusivas, e varia de acordo com a ingestão de cálcio. O aumento da ingestão aumenta a absorção passiva, devido à maior concentração luminal de cálcio.
Figura 13. Absorção intestinal do íon cálcio. Observe a passagem passiva do cálcio pelas junções oclusivas (via paracelular) e através da célula (transcelular). A entrada de cálcio na membrana luminal ocorre por canais de cálcio e na membrana basolateral (MBL) o transporte de cálcio é ativo primário (CaATPase) e secundário (trocador Na+/Ca++). Em vermelho, está representada a proteína intracelular ligadora de cálcio calbindina (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
A absorção ativa é saturável e depende da ação da vitamina D, a qual aumenta a síntese de proteínas necessárias para o transporte transcelular, como o canal de cálcio na membrana luminal, a proteína ligadora intracelular de cálcio (calbindina) e os transportadores da membrana basolateral, a bomba Ca++ATPase e o trocador Na+/Ca++ (Figura 13). A presença da calbindina é importante pois impede que as concentrações intracelulares de cálcio aumentem, garantindo o gradiente favorável para sua entrada passiva na célula pelos canais presentes na membrana luminal. Processo semelhante ocorre nos túbulos distais do néfron, na reabsorção tubular de cálcio.
Os níveis plasmáticos de cálcio livre são os controladores principais da sua absorção intestinal ativa, uma vez que regulam os níveis de paratormônio (PTH) e de vitamina D. A vitamina D é proveniente da dieta e também sintetizada na pele, a partir da incidência dos raios solares sobre um precursor presente na pele. Para se tornar ativa a vitamina D passa por duas hidroxilações, primeiro no fígado (25-OH-vitamina D) e depois no rim (1,25-OH-vitamina D). A hidroxilação no rim produz a forma ativa da vitamina D e é o principal ponto de controle da sua ação. Esta ativação no rim ocorre por estímulo do PTH e também pelos baixos níveis plasmáticos de cálcio e/ou de fosfato. Portanto, quando os níveis de cálcio diminuem no plasma, a vitamina D é ativada e a absorção ativa no intestino aumenta.
Em condições fisiológicas em que há maior necessidade de cálcio, como durante o crescimento, na gestação e na lactação, a absorção intestinal aumenta. Por outro lado, na menopausa e no envelhecimento a absorção intestinal de cálcio é mais baixa.
Outro importante componente da dieta é o ferro, obtido a partir da ingestão de produtos animais (carne, vísceras, peixe e ovos) e vegetais (espinafre, arroz, feijão e soja) e também por meio da reutilização do ferro liberado de hemácias senescentes. As hemácias fragilizadas são capturadas por macrófagos no baço, fígado e medula óssea e o ferro liberado da porção heme da hemoglobina é reutilizado para síntese de novas hemácias e para outras funções. A deficiência de ferro causa anemia, devido à necessidade de ferro para a síntese de hemoglobina (anemia ferropriva).
O ferro é essencial para várias funções celulares como o transporte de oxigênio, a síntese de DNA e o metabolismo energético, pois é necessário para a síntese de hemoglobina (69%), de mioglobina (10%), citocromos e outras enzimas além de atuar como cofator enzimático em várias reações. Por outro lado, se estiver em excesso, pode ser nocivo às células por produzir dano oxidativo e outros efeitos tóxicos nos tecidos.
O controle do balanço de ferro é realizado principalmente na absorção intestinal, uma vez que não há um sistema específico para sua excreção. A absorção deve ser proporcional às perdas diárias, que ocorrem especialmente pela descamação de células dos epitélios intestinal, urinário e da pele. A absorção intestinal de ferro aumenta em mulheres que menstruam, em crianças em crescimento, gestantes ou quando há hipóxia, perda de sangue ou hemólise.
A deficiência de ferro é muito comum devido à limitação da sua absorção no intestino (cerca de 10% do total ingerido). Uma dificuldade para a absorção de ferro inorgânico é a formação de compostos insolúveis no lúmen intestinal quando se une a ânions, como fosfato e bicarbonato, e também por formar complexos com fitatos e outros componentes da dieta. A presença de ácido ascórbico e do baixo pH no lúmen torna esses complexos mais solúveis.
O ferro é absorvido na membrana luminal do enterócito como ferro heme ou como ferro inorgânico (Fe+2), também chamado de ferro não-heme, principalmente no duodeno e jejuno proximal. O ferro também pode ser captado na membrana luminal ligado à transferrina, por endocitose mediada por receptor, do mesmo modo que ocorre em outras células (Figura 14).
O ferro heme é liberado das hemoproteínas (principalmente hemoglobina e mioglobina) por enzimas presentes no lúmen gástrico e intestinal e é transportado na membrana luminal do enterócito por difusão facilitada. Dentro da célula epitelial intestinal o ferro é separado do grupo heme por ação da enzima heme-oxigenase, gerando ferro ferroso (Fe2+), monóxido de carbono (CO) e biliverdina (Figura 14).
Figura 14. Absorção intestinal de ferro. Observa-se na membrana luminal do enterócito a absorção de ferro na forma heme, o qual sofre ação da hemeoxigenase dando origem ao Fe2+, CO e biliverdina. Na membrana luminal há uma redutase que atua sobre o Fe3+ originando o Fe2+ que será absorvido por transporte acoplado ao hidrogênio. O ferro também pode atravessar a membrana luminal associado à transferrina. No meio intracelular o Fe2+ é armazenado ligado à ferritina. Na membrana basolateral, o Fe2+ sai do enterócito pela ferroportina e é oxidado a Fe3+ pela hefaestina, para que possa se ligar à transferrina e ser transportado no plasma (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
A maior parte do ferro inorgânico da dieta está na forma Fe3+ (férrico), mas a forma absorvível é a Fe2+ (ferroso). Por isso, na membrana luminal há uma redutase do ferro responsável por reduzir o ferro a Fe2+ antes do seu transporte pela membrana. O transportador DMT1 (transportador de metais divalentes) é o principal transportador de ferro não-heme, responsável pela captação de ferro na membrana da maior parte das células. O DMT1 usa a energia do gradiente de H+ para transportar H+ e Fe+ para o citoplasma (Figura 14).
Uma vez dentro da célula, o ferro se liga a proteínas citosólicas como a apoferritina ou se dirige para a membrana basolateral, para ser transportado até a circulação sanguínea. O ferro intracelular em excesso se liga à apoferritina, formando a ferritina, a principal forma de armazenamento de ferro nos tecidos. Essa ligação é praticamente irreversível, e esta reserva de ferro é eliminada nas fezes com a descamação dessas células. A ferritina funciona como um reservatório intracelular de ferro, principalmente no epitélio intestinal e no fígado. Quanto maior a quantidade de ferro circulante, maior sua ligação com a apoferritina e maior será a perda de ferro nas fezes, diminuindo sua absorção para o plasma. Outra forma de estocagem de ferro é a hemossiderina, formada por agregados de ferritina e outros componentes celulares. Quando a sobrecarga de ferro é prolongada a hemossiderina pode se acumular nos tecidos.
Na membrana basolateral do enterócito, a proteína transmembrana ferroportina transporta o ferro ferroso (Fe2+) para o meio extracelular, onde ele é oxidado a Fe3+ pela hefaestina. Uma forma importante de controle da absorção de ferro é a ação da hepcidina. A hepcidina é uma proteína produzida no fígado que inibe a absorção de ferro ao ligar-se na ferroportina. A hepcidina é ativada pelo aumento dos depósitos de ferro no fígado e por citocinas inflamatórias, além de outros reguladores.
Na circulação sanguínea o ferro é transportado ligado à proteína apotransferrina, uma glicoproteína produzida no fígado, que possui dois sítios de ligação com alta afinidade para o Fe3+. Em condições normais, a transferrina (apotransferrina+ferro) encontra-se com cerca de 35% de saturação com ferro.
Você Sabia?
Apesar da ferritina ser encontrada, na maioria das vezes, no citoplasma celular, uma parte dessa proteína pode ser liberada para o plasma, se correlacionando com o total de ferro do corpo. Por isso, exames que envolvem dosagem de ferritina sérica são importantes para caracterização dos níveis de ferro corporais, e diagnóstico de casos de anemia ferropriva (ZAGO, 2013).
Há várias formas de alterar a absorção intestinal do ferro. Após uma hemorragia, por exemplo, a capacidade de absorção de ferro intestinal aumenta, promovendo a migração das células das criptas para os vilos. Outra forma de regulação local é por meio da proteína IRP (proteína reguladora do ferro) presente no citoplasma e parte do eixo IRP/IRE. Quando os níveis plasmáticos de ferro ligado à apotransferrina aumentam, o Fe3+ captado pelo enterócito liga-se à IRP e diminui a síntese de proteínas importantes para a absorção do ferro, como a apoferritina e os transportadores presentes nas membranas luminal e basolateral. Outro fator regulador importante é a hipoxia, através do HIF-2 (fator induzido pela hipoxia).
Para pensar e pesquisar: Você acha que a cirurgia bariátrica ou a gastrectomia poderiam alterar a absorção de ferro? Que outros nutrientes também poderiam ter sua absorção prejudicada? Explique por que.
ABSORÇÃO DE CARBOIDRATOS
As macromoléculas, como os polissacarídeos e as proteínas, precisam passar por processos digestivos para que possam ser absorvidos. Os carboidratos e as proteínas são macromoléculas hidrossolúveis, portanto não poderão ser absorvidos no epitélio intestinal sem usar um transporte específico para atravessar as membranas epiteliais hidrofóbicas. Os carboidratos são absorvidos essencialmente como monossacarídeos enquanto as proteínas podem ser absorvidas como di e tripeptídeos além dos aminoácidos.
Os carboidratos mais abundantes nas dietas são os amidos (polissacarídeos) e os dissacarídeos: sacarose (açúcar da cana) e lactose (açúcar do leite: galactose + glicose). Também são ingeridos em menor quantidade outros polissacarídeos, como o glicogênio (origem animal) e a celulose, presente em fibras vegetais. Todos os carboidratos precisam ser digeridos até monossacarídeos para que possam ser absorvidos na mucosa intestinal. Por isso, as fibras não são absorvidas, pois os humanos não podem digerir a celulose.
A digestão dos polissacarídeos inicia na boca pela ação da amilase salivar e se continua com a amilase pancreática no lúmen intestinal. As amilases clivam ligações alfa 1-4 dos polissacarídeos, originando oligossacarídeos que serão digeridos por enzimas da borda em escova. Os produtos dessa digestão são constituídos principalmente de glicose (80%), além dos outros monossacarídeos que serão absorvidos: galactose e frutose (Figura 15).
Figura 15. Digestão e absorção de carboidratos. Amylose: amilose; Sucrose: sacarose; Glucose: glicose; Fructose: frutose; Brush border: borda em escova; Enterocyte: enterócito; Portal vein: veia porta (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Intestinal_carbohydrate_digestion_and_absorption.jpg).
A absorção dos carboidratos ocorre no duodeno e jejuno proximal e envolve o transporte dos monossacarídeos pela borda em escova dos enterócitos (membrana luminal) e a passagem pela membrana basolateral, em direção aos capilares (Figura 16). Dos capilares intestinais, os monossacarídeos absorvidos seguem pela circulação porta até o fígado, onde serão metabolizados conforme as condições metabólicas do momento.
A entrada de glicose (e galactose) pela borda em escova ocorre por transporte acoplado ao íon sódio, caracterizando um transporte ativo secundário. A glicose acompanha o gradiente favorável do sódio, o qual é mantido pela bomba Na+K+ATPase (transporte ativo primário) presente na membrana basolateral (Figura 16). O cotransportador de sódio e glicose na membrana luminal (SGLT-1) possui um sítio de ligação extracelular onde se ligam 2Na+ e outro sítio onde se liga 1 glicose ou 1 galactose. É necessário que o íon sódio ligue-se no transportador para que a afinidade pela glicose e galactose aumentem. Por outro lado, a presença de glicose e galactose no lúmen aumenta a absorção de sódio.
É importante salientar que o cotransporte luminal SGLT1 depende do gradiente do íon sódio através da membrana luminal. Portanto, qualquer fator que interferir nesse gradiente, como a concentração de sódio no lúmen e/ou no meio intracelular, pode interferir na absorção de glicose, como a presença de sódio no lúmen e a atividade da bomba Na+K+ATPase. Este transporte ativo secundário é o mesmo presente no túbulo proximal do néfron, embora os túbulos renais usem também o SGLT2.
Já a absorção de frutose não depende do cotransporte com sódio, entrando no enterócito por difusão facilitada (GLUT 5). Além disso, parte da frutose forma glicose dentro do enterócito.
Figura 16. Absorção de carboidratos. Observe os diferentes transportadores presentes na membrana luminal (SGLT e GLUT5) e na membrana basolateral (Na+K+ATPase e GLUT2), atuando por transporte passivo ou ativo. O transporte passivo ocorre por difusão facilitada pelos GLUTs e o transporte ativo pela Na+K+ATPase (primário) e o pelo SGLT (secundário) (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
Na membrana basolateral, todos os monossacarídeos passam por difusão facilitada (GLUT 2) para o interstício e se dirigem para os capilares das vilosidades intestinais, enquanto o sódio é bombeado para o interstício pela Na+K+ATPase (Figura 16).
Normalmente, entre 5 e 10% dos carboidratos não são absorvidos mas não causam sintomas. Os oligossacarídeos não digeridos e/ou não absorvidos permanecerão no lúmen intestinal onde serão metabolizados por bactérias no intestino grosso, as quais produzem ácidos graxos de cadeia curta que serão absorvidos. A presença de oligossacarídeos no lúmen intestinal também gera a produção bacteriana de gases, o que pode causar sintomas como flatulência, distensão e dor abdominal. Como exercem efeito osmótico, atraindo a água para o lúmen, em casos mais extremos a má digestão ou má absorção de carboidratos podem causar diarreia osmótica.
Você Sabia?
Normalmente não há falta de enzimas pancreáticas, mas pode haver deficiência das enzimas da borda em escova, como as dissacaridases. A lactose é o principal dissacarídeo do leite e precisa ser digerida pela enzima lactase, presente na borda em escova. A intolerância à lactose ocorre por deficiência de lactase, o que impede a digestão adequada da lactose, a qual fica no lúmen aumentando a osmolaridade do quimo. Essa força osmótica puxa água para o lúmen, podendo produzir diarreia osmótica. Além disso, o metabolismo da lactose pelas bactérias colônicas produz gases que levam à distensão abdominal, desconforto e flatulência.
ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS
A absorção de proteínas é importante para que as células tenham fornecimento de aminoácidos para sintetizar todas as proteínas que mantêm o bom funcionamento do organismo. Deve-se destacar que quase metade dos vinte aminoácidos necessários para a síntese proteica são aminoácidos essenciais, os quais não podem ser sintetizados no organismo e dependem completamente da dieta e da sua absorção adequada no intestino.
No lúmen do trato gastrointestinal estão presentes as proteínas da dieta e também proteínas endógenas, derivadas da descamação de células epiteliais da mucosa intestinal e das secreções gastrointestinais, como enzimas e muco. As proteínas são digeridas inicialmente no estômago, pela enzima pepsina, auxiliada pelo baixo pH gástrico. No lúmen intestinal, a digestão proteica continua pela ação das enzimas proteolíticas do pâncreas, produzindo oligopeptídeos que serão digeridos por oligopeptidases da borda em escova. Além disso, no citoplasma dos enterócitos também ocorre digestão de oligopeptídeos por enzimas proteolíticas citosólicas (Figura 17).
À medida que as proteínas são digeridas ao longo do estômago e porção proximal do intestino delgado, ocorre a absorção de aminoácidos, de di e tripeptídeos e de pequenos peptídeos (Figura 17). A principal forma de absorção intestinal das proteínas é na forma de di e tripeptídeos, ou seja, cadeias de dois ou três aminoácidos. A absorção de di e tripeptídeos é mais rápida do que a de aminoácidos e depende do transporte acoplado ao íon hidrogênio (transportador peptídico 1- pepT1) na membrana luminal do enterócito. Este cotransporte depende do gradiente do íon hidrogênio, mantido pelo antiporte deste com o sódio (Figuras 17 e 18). O trocador Na+/H+ (NHE3) presente na membrana luminal retira hidrogênio da célula em troca por sódio, de modo a manter baixas as concentrações intracelulares de H+, o que é necessário para o transporte acoplado deste com os oligopeptídeos. A bomba Na+K+ATPase presente na membrana basolateral é importante para manter o gradiente do íon sódio favorável a sua entrada na borda em escova (Figuras 17 e 18).
Figura 17. Digestão e absorção de proteínas. Observe que na borda em escova há enzimas proteolíticas e transportadores. No citoplasma, as enzimas citosólicas continuam a digestão de oligopeptídeos. Na membrana basolateral, os transportes acoplados com os íons sódio e hidrogênio completam a absorção de aminoácidos e oligopeptídeos, respectivamente. Também estão representados transportadores responsáveis pela difusão facilitada de aminoácidos na borda em escova e na membrana basolateral (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
Uma vez no citoplasma, a maior parte dos di e tripeptídeos são digeridos por enzimas citosólicas, originando aminoácidos livres, os quais serão absorvidos na membrana basolateral dos enterócitos. A captação luminal dos oligopeptídeos e sua digestão no enterócito são importantes para complementar a digestão e absorção proteicas.
O transporte de aminoácidos na membrana luminal da borda em escova e na membrana basolateral depende do tipo de aminoácido e de suas propriedades químicas. Há múltiplos sistemas de transporte para aminoácidos, apesar de haver certa sobreposição na especificidade de cada transportador. Alguns transportes são acoplados ao transporte de sódio, caracterizando transporte ativo secundário e outros são passivos, caracterizando difusão facilitada (Figuras 17 e 18). A maior parte dos transportes na borda em escova ocorre por transporte acoplado ao sódio enquanto na membrana basolateral predomina a difusão facilitada. A absorção de aminoácidos livres ocorre mais no íleo enquanto o de oligopeptídeos predomina no jejuno.
Você Sabia?
A área de absorção intestinal pode ser muito diminuída, com a redução das microvilosidades e altura das vilosidades, gerando a “mucosa careca”. Isso pode ocorrer em infecções virais e em doenças inflamatórias como a doença celíaca. Esta doença ocorre em pessoas com predisposição genética e é causada pela intolerância permanente ao glúten (fração gliadina), uma proteína encontrada em grãos como o trigo e o centeio. Ocorre uma resposta inflamatória na mucosa que provoca essa atrofia das vilosidades.
Figura 18. Absorção de proteínas. Observe na membrana luminal o transporte acoplado de di e tripeptídeos com o íon hidrogênio (pepT1), o qual depende do gradiente do H+ gerado pelo trocador Na+/H+ (NH3). Os aminoácidos livres são captados na borda em escova do enterócito por transporte acoplado ao sódio (transporte ativo secundário). Na membrana basolateral, observa-se a bomba NaKATPase e transportadores responsáveis pela difusão facilitada (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Absorption_of_proteins_in_small_intestine.png)
Pequenos peptídeos podem ser absorvidos por transcitose: entram por endocitose na borda em escova e saem por exocitose na membrana basolateral. A absorção de proteínas intactas ocorre principalmente nos recém-nascidos, facilitando o acesso de proteínas do leite materno, como anticorpos, à circulação do lactente. A absorção de pequenas proteínas intactas diminui com a idade, mas pode ser responsável por algumas alergias alimentares, especialmente em crianças. Antígenos proteicos podem ser absorvidos por células M da mucosa intestinal e desencadear respostas imunes e secreção de IgA.
Menos de 5% das proteínas presentes no lúmen chegam ao intestino grosso e são digeridas por bactérias colônicas.
A absorção de carboidratos e proteínas se dá através das microvilosidades dos enterócitos e chega aos capilares intestinais. Esses capilares vão convergir com outros vasos formando a veia mesentérica superior, a qual desemboca na veia porta, a principal rota de chegada ao fígado (Figura 19). A veia porta hepática é formada pela anastomose da veia mesentérica superior com a veia esplênica, as quais recebem direta ou indiretamente o sangue proveniente de vários órgãos abdominais, como intestinos, estômago e baço. Dessa forma, os nutrientes absorvidos chegam ao fígado, com exceção da maior parte dos lipídeos. Junto com os nutrientes, o fígado também recebe substâncias tóxicas absorvidas, as quais poderão ser neutralizadas e eliminadas pelos hepatócitos. Além disso, a circulação êntero-hepática é responsável por levar pela veia porta mais de 90% dos sais biliares presentes no lúmen intestinal, os quais são reabsorvidos pela mucosa intestinal.
Figura 19. Circulação êntero-hepática. A veia porta do fígado (cor preta) carrega para o fígado o sangue proveniente de vários órgãos abdominais, a partir da drenagem realizada pelas veias mesentéricas superior (cor azul) e inferior (cor roxa), veia esplênica (cor laranja) e veia gástrica direita (cor rosa) (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2138_Hepatic_Portal_Vein_System.jpg)
Os ácidos nucleicos também são macromoléculas digeridas por enzimas pancreáticas e enzimas da borda em escova. As enzimas pancreáticas desoxirribonuclease e ribonuclease digerem o DNA e o RNA, respectivamente. Os nucleotídeos produzidos são então digeridos por enzimas da borda em escova dos enterócitos e as bases nitrogenadas (púrica e pirimídica), os fosfatos e as pentoses são absorvidos por transporte ativo e se dirigem para a corrente sanguínea.
ABSORÇÃO DE LIPÍDEOS
A maior parte dos lipídeos da nossa dieta é composta de triglicerídeos, ésteres de colesterol e fosfolipídeos. Também estão presentes no lúmen os lipídeos secretados pelos hepatócitos na bile e as vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K) ingeridas. As gorduras são insolúveis no quimo, que é aquoso, por isso elas tendem a se agrupar formando grandes agregados lipídicos. Para que sejam digeridos, as enzimas lipolíticas precisam alcançar os lipídeos. Porém, as enzimas são proteínas (hidrofílicas) e só atuam na superfície da gota lipídica, na interface lipídio/água. Desse modo, para otimizar a digestão, as grandes gotas de lipídeos precisam formar uma emulsão, ou seja, as gotas grandes são separadas em muitas gotas menores. Isso é importante para aumentar a superfície onde as enzimas vão atuar. Os movimentos da parede gástrica e intestinal ajudam na emulsificação, assim como moléculas anfipáticas, como fosfolipídeos e sais biliares, que se dispõem na superfície das gotículas impedindo que elas se reagrupem, estabilizando a emulsão.
A digestão dos lipídeos inicia no estômago, com as enzimas lipase lingual e lipase gástrica, o que corresponde a cerca de 20% da digestão dos lipídeos. Após a emulsificação dos lipídeos realizada pelos sais biliares no lúmen intestinal, as enzimas lipolíticas pancreáticas podem atuar digerindo os lipídeos no quimo. As principais enzimas lipolíticas secretadas pelo pâncreas são a lipase (hidrolase do glicerol), a colesterol esterase (hidrolase do éster do colesterol) e a fosfolipase A2. A colipase atua junto com a lipase para que ela tenha acesso aos triglicerídeos na gota emulsificada pelos sais biliares (Figura 20).
Figura 20. Formação de micelas. Observe a ação da lipase e colipase na superfície da gordura emulsificada pelos sais biliares e a formação das micelas. As micelas são formadas pelos produtos da digestão dos lipídeos envolvidos por sais biliares (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
Os produtos da digestão dos lipídeos, como ácidos graxos livres, colesterol desesterificado, lisofosfolipídeos e monoglicerídeos são englobados pelos sais biliares presentes no lúmen formando as micelas (Figura 20). As micelas podem ser mistas, incluindo fosfolipídeos, o que dá maior capacidade à micela de carregar lipídeos (Figura 21). Por suas características anfipáticas, a porção hidrofóbica dos sais biliares e dos fosfolipídeos se localizam no interior da micela e a parte hidrofílica na superfície. Assim, as micelas dão maior solubilidade aos lipídeos no quimo aquoso e permitem que os lipídeos digeridos sejam carregados até a borda em escova para serem absorvidos. As micelas também são importantes para carregar vitaminas lipossolúveis.
Os lipídeos são envolvidos pelos sais biliares, devido a suas características anfipáticas, mas isso pode dar origem a estruturas diferentes. Enquanto as gotas lipídicas emulsificadas podem ter cerca de 1mm e são constituídas de lipídeos ainda não-digeridos, as micelas são muito menores, com aproximadamente 5 nm e carregam principalmente os produtos da digestão dos lipídeos (Figura 20). Para formação das micelas é importante que a concentração de sais biliares no lúmen seja relativamente alta, a chamada concentração micelar crítica.
Figura 21. Micela Mista. Os sais biliares e os fosfolipídeos se dispõem com a parte hidrofóbica da molécula voltada para o centro e a parte hidrofílica na superfície da micela (Fonte: domínio público).
As micelas são importantes para o transporte de lipídeos no quimo aquoso e também para facilitar a absorção dos lipídeos, mantendo o gradiente de concentração dos lipídeos livres na borda em escova da vilosidade intestinal. A micela é pequena e mais hidrossolúvel que os lipídeos, atravessando mais facilmente a camada de água próxima das vilosidades. Quando a micela chega na borda em escova e a concentração de lipídeos livres no lúmen foi reduzida, devido a sua absorção luminal, a micela se desfaz, liberando mais lipídeos livres. Assim, mantêm-se um equilíbrio entre o conteúdo lipídico da micela e a solução aquosa saturada com lipídeos que chega na borda em escova.
Após a micela se desfazer, os sais biliares permanecem no lúmen e são reutilizados na digestão e no transporte de outros lipídeos digeridos até a borda em escova. Isso ocorre até que os sais biliares sejam absorvidos e voltem ao fígado pela circulação êntero-hepática para serem processados e ressecretados na bile.
A maior parte dos lipídeos é absorvida no duodeno e jejuno proximal. Os lipídeos que chegam na borda em escova carregados pela micela atravessam a membrana luminal dos enterócitos, dependendo de sua solubilidade, por difusão simples ou com ajuda de transportadores caracterizando a difusão facilitada ou transporte ativo secundário (Figura 22). Já se conhecem vários transportadores presentes na borda em escova, tanto para facilitar o transporte de colesterol como de ácidos graxos de cadeia longa.
Figura 22. Absorção de lipídeos: membrana luminal. Observe que a micela se desfaz quando chega na borda em escova, liberando os lipídeos para entrarem no enterócito por difusão simples e também com ajuda de transportadores. Ao atravessar a membrana luminal, os lipídeos dirigem-se ao retículo endoplasmático liso para a ressíntese (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
Você Sabia?
Na membrana da borda em escova existem transportadores que limitam a absorção de lipídeos, pois os carregam ativamente de volta para o lúmen, especialmente os esteroides de origem vegetal, como os derivados da soja.
Também existem transportadores intracelulares que se ligam aos lipídeos absorvidos na borda em escova (especialmente os ácidos graxos) e os conduzem ao retículo endoplasmático liso, onde serão processados quimicamente. Dessa forma, mantêm-se um gradiente favorável para que os lipídeos digeridos se difundam do lúmen para o meio intracelular.
Ao entrarem nos enterócitos, os lipídeos digeridos, como monoacilglicerol e ácidos graxos livres, dirigem-se ao retículo endoplasmático liso onde são ressintetizados, ou seja, voltam a formar as moléculas de triglicerídeos, fosfolipídeos e colesterol esterificado (Figura 22 e 23). Ou seja, os produtos da digestão lipídica, que foram carregados pelas micelas até a borda em escova, entram no enterócito e são reesterificados com os ácidos graxos de cadeia longa.
Esses lipídeos ressintetizados formam os pré-quilomícrons, um agregado de lipídeos com a parte apolar dos fosfolipídeos voltados para a superfície. Ainda no retículo endoplasmático liso, eles são envolvidos por apoproteínas, também chamadas apolipoproteínas, e direcionados para o complexo de Golgi, onde se completa seu processamento e a formação de vesículas contendo os quilomícrons (Figuras 23 e 24). As apoproteínas são sintetizadas nos ribossomos e sofrem glicosilação no aparelho de Golgi. A falta dessas proteínas pode dificultar a absorção de lipideos.
Figura 23. Absorção de lipídeos: quilomícrons. Os lipídeos digeridos que chegaram na borda em escova com micelas se difundem pela membrana luminal e são ressintetizados no retículo endoplasmático liso. Daí, vão ao complexo de Golgi onde se completa a formação do quilomícron com a adição de apoproteínas. O quilomícrons sai da célula por exocitose e é carregado pelos vasos linfáticos da vilosidade (Fonte: Aprendendo Fisiologia).
Assim, os quilomícrons vão conter triglicerídeos (95%) e outros lipídeos, como colesterol, fosfolipídeos e vitaminas lipossolúveis. Os fosfolipídeos (80%) e as apoproteínas (20%) se distribuem na superfície do quilomícron (Figura 24). Desse modo, os quilomícrons são grandes estruturas de gordura, com cerca de 1um de diâmetro, envolvidas por proteínas e fosfolipídeos, de modo que só podem sair da célula por exocitose (Figura 23).
Figura 24. Absorção de lipídeos: estrutura do quilomícron. Observe que o interior do quilomícron contém os lipídeos e as proteínas se distribuem entre os fosfolipídeos na superfície do quilomícron (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:2512_Chylomicrons_Contain_Triglycerides_Cholesterol_Molecules_and_Other_Lipids_gl.jpg).
Saindo pela membrana basolateral do enterócito, os quilomícrons entram nos capilares linfáticos da vilosidade, pois não podem entrar nos capilares sanguíneos devido ao seu tamanho (Figura 23 e 25). O endotélio dos capilares linfáticos não possui junções oclusivas e a lâmina basal é descontínua, o que permite a entrada de proteínas e macromoléculas que formarão a linfa. Dos capilares linfáticos, os lactíferos, os quilomícrons seguem até os linfáticos mesentéricos, que drenam para o ducto torácico chegando na circulação sanguínea (Figura 25).
Figura 25: Absorção de lipídeos: vasos linfáticos intestinais. Após entrada dos lipídeos digeridos na membrana luminal, formam-se os quilomícrons no retículo endoplasmático liso e aparelho de Golgi do enterócito. Na membrana basolateral, o quilomícron sai por exocitose e entra nos vasos linfáticos da vilosidade, seguindo daí para os linfáticos mesentéricos. LEC: célula endotelial linfática; lacteal: capilar linfático na vilosidade; Cisterna chyli: cisterna do quilo; Intestinal villus: vilosidade intestinal. (Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lymphatic_system_and_lipid_absorption.jpg).
Os ácidos graxos de cadeia curta e média, contendo menos de 12 carbonos, assim como o glicerol, são mais hidrossolúveis e podem ser absorvidos diretamente para os capilares sanguíneos, seguindo pela circulação porta até o fígado.
SAIS BILIARES E VITAMINAS
Os ácidos e sais biliares possuem diferentes solubilidades dependendo do número de hidroxilas na sua molécula e de sua conjugação com aminoácidos, o que os torna mais solúveis em água. Assim, os mais hidrofóbicos poderão ser reabsorvidos pela mucosa intestinal por difusão simples, enquanto os conjugados, que são mais hidrofílicos, entram na borda em escova por transporte ativo secundário acoplado à entrada do íon sódio. Do mesmo modo, os sais biliares secundários, que perderam hidroxilas por ação das bactérias intestinais, serão menos hidrofílicos, podendo ser absorvidos por difusão simples. O transporte ativo se dá no íleo terminal, enquanto a difusão simples pode ocorrer em todo o intestino delgado e no cólon após desconjugação. Ao entrarem na circulação porta, os sais biliares são carregados até os hepatócitos, onde são captados e processados para serem ressecretados na bile.
Assim, os sais biliares são reutilizados, fazendo o circuito intestino-fígado-intestino várias vezes por dia, de modo que apenas cerca de 5% dos sais biliares são excretados nas fezes. A chegada dos sais biliares ao fígado pela circulação êntero-hepática inibe a síntese de novos ácidos biliares e exerce importante efeito estimulador da secreção de sais biliares nos ductos hepáticos e do fluxo de bile.
As vitaminas são micronutrientes orgânicos essenciais fornecidos pela dieta e precisam ser absorvidas adequadamente porque participam de inúmeras funções. As vitaminas lipossolúveis são as vitaminas A, D, E e K. Por serem hidrofóbicas, se comportam como os lipídeos e serão absorvidas como eles. Ou seja, são incorporadas nas micelas como os produtos da digestão lipídica, entram na borda em escova por difusão e são transportadas nos quilomícrons para a circulação linfática. Sua absorção será prejudicada sempre que a absorção de lipídeos for alterada, por exemplo pela falta de sais biliares ou de enzimas pancreáticas.
As vitaminas hidrossolúveis também são absorvidas no intestino delgado e incluem as vitaminas C e do complexo B. A maior parte é absorvida no intestino proximal exceto a vitamina B12 e a vitamina C, as quais são absorvidas no íleo. A vitamina B12 é absorvida no íleo terminal por endocitose mediada por receptor junto com o fator intrínseco (Figura 26), secretado pela mucosa gástrica (veja a descrição no capítulo da secreção gástrica). A vitamina C é absorvida no íleo acoplado ao íon sódio, por transporte ativo secundário. Quase todas as demais vitaminas hidrossolúveis são absorvidas no duodeno e jejuno, principalmente por difusão facilitada.
Figura 26. Absorção da vitamina B12. Observe a proteína R sendo liberada na secreção salivar e gástrica, carregando a vitamina B12 até o duodeno, onde é digerida por enzimas pancreáticas. A partir daí, o fator intrínseco carrega a vitamina até a mucosa do íleo onde o complexo vitamina B12-fator intrínseco é absorvido (Fonte: Aprendendo Fisiologia).