Digestão e Absorção

Visão Geral da Digestão e Absorção

• A digestão e a absorção são processos complexos que começam na boca, mas ocorrem principalmente no estômago e no intestino delgado.
• Hidratos de carbono:
  • Têm de ser decompostos em monossacarídeos para serem absorvidos
  • Principais enzimas digestivas:
    • Amilase
    • Enzimas da bordadura em escova
  • Absorvido por:
    • Lado apical: transportador ligado a sódio-glicose (SGLT) 1, transportador de glicose (GLUT) 5
    • Lado basolateral: GLUT2
• Proteínas:
  • Decompostas em peptídeos e aminoácidos individuais (AAs)
  • Principais enzimas digestivas:
    • Pepsina
    • Tripsina
    • Quimotripsina
    • Carboxipeptidase
    • Elastase
  • Absorvidas por cotransportadores especializados
• Lípidos:
  • Decompostos nos seus constituintes (por exemplo, triacilglicerídeos (TAGs) → glicerol + ácidos gordos livres)
  • Principais enzimas digestivas:
    • Lipases
    • Colesterol esterase
    • Fosfolipase A2
  • Os lípidos são reagrupados nos enterócitos antes de serem liberados no espaço intersticial.
  • Absorvidos para a circulação linfática
• A absorção de vitaminas e sais minerais varia e depende do nutriente.

Digestão e Absorção de Hidratos de Carbono

Digestão

• Digeridos principalmente por amilases e enzimas da bordadura em escova
• As enzimas hidrolisam grandes moléculas de amido em monossacarídeos.

Amilases:

• Clivagem de ligações α-1,4-glicosídicas entre as moléculas de açúcar
• Criação de cadeias de polissacarídeos cada vez menores até que a maioria das ligações α-1,4-glicosídicas esteja clivada, deixando:
  • Monossacarídeos: moléculas individuais de açúcar
  • Dissacarídeos: amidos com 2 moléculas de açúcar
  • Oligossacarídeos: amidos com 3 a 10 moléculas de açúcar
  • Amidos indigestíveis: açúcares unidos por outros tipos de ligações
• Ativas com pH mais elevado:
  • Ativas na boca e intestino delgado
  • Inativadas no estômago
• Tipos e localização da amilase:
  • Amilase salivar: secretada na boca, pelas glândulas salivares
  • Amilase pancreática: secretada no duodeno, pelo pâncreas exócrino

Enzimas da bordadura em escova:

As enzimas da bordadura em escova são proteínas ligadas à membrana na superfície luminal dos enterócitos no intestino delgado. Existem 4 principais enzimas da bordadura em escova envolvidas na digestão de hidratos de carbono.

• Isomaltase: cliva as ligações α-1,6-glicosídicas
• Maltase:
  • Hidrolisa maltose → glicose + glicose
  • Hidrolisa maltotriose → glicose + glicose + glicose
• Lactase: hidrolisa lactose → glicose + galactose
• Sucrase:
  • Hidrolisa sacarose → glicose + frutose
  • Hidrolisa outros pequenos oligossacarídeos

Absorção

Os hidratos de carbono são absorvidos como monossacarídeos pelos enterócitos no intestino delgado e transportados via sangue para a circulação portal. Os hidratos de carbono que não conseguem ser decompostos em monossacarídeos não são absorvidos (por exemplo, fibras).

Os monossacarídeos são:

• Transferidos para os enterócitos por um conjunto de proteínas de transporte na membrana apical:
  • SGLT1:
    • Presente no intestino delgado
    • Transporta 2 Na ⁺ , 1 glicose ou galactose e água
    • Usa o gradiente químico de Na ⁺ gerado pela bomba Na ⁺ /K ⁺ ATPase na membrana basolateral (mantém a concentração intracelular de Na ⁺ baixa)
    • Leva ao transporte ativo secundário
  • GLUT5: transporta frutose para dentro da célula a favor do seu gradiente de concentração via difusão facilitada
• Transferidos para o espaço intersticial por uma proteína de transporte diferente, localizada na membrana basolateral:
  • GLUT2:
    • Pode mover todos os 3 monossacarídeos primários: glicose, galactose e frutose
    • Funciona por difusão facilitada
• Absorvido nos capilares a partir do espaço intersticial
• Os capilares drenam para as veias → veia porta → fígado para o metabolismo

Digestão e Absorção de Proteínas

Digestão

• A digestão de proteínas ocorre principalmente no estômago e no duodeno.
• Lembre-se: as ligações peptídicas unem o terminal amino do aminoácido (AA) ao terminal carboxi do próximo AA.
• A digestão de proteínas ocorre através da hidrólise enzimática das ligações peptídicas, quebrando as proteínas em:
  • Peptídeos pequenos compostos por cadeias curtas de AA
  • AAs individuais
• As enzimas envolvidas:
  • São secretadas pelo estômago e pâncreas (ver tabela)
  • Estão acopladas à bordadura em escova dos enterócitos:
    • As aminopeptidases quebram os pequenos peptídeos da sua extremidade amino (ou seja, o N-terminal).
    • Dipeptidases quebram as ligações peptídicas entre 2 AAs → 2 AAs simples

Absorção

• A absorção ocorre no intestino delgado.
• Apenas os AAs, dipeptídeos e tripeptídeos podem ser absorvidos através da membrana apical para os enterócitos.
• Apenas os AAs individuais podem ser absorvidos através da membrana basolateral para o espaço intersticial.
• AA individuais:
  • Absorvidos nos enterócitos através da membrana apical através de cotransportadores Na ⁺/AA especializados:
    • Usa o gradiente de Na ⁺ criado pela bomba Na ⁺ /K ⁺ ATPase na membrana basolateral
    • [Na ⁺] é elevada no lúmen, mas baixa nos enterócitos → O Na ⁺ move-se de acordo com o seu gradiente de concentração para dentro da célula, transportando um AA com ele
  • Absorvido através da membrana basolateral por transportadores especializados (diferentes tipos de transportadores para diferentes tipos de AAs)
• Dipeptídeos e tripeptídeos:
  • Absorvidos pelos enterócitos através da membrana apical por cotransportadores H ⁺ /PepT especializados
  • Usam o gradiente de H ⁺ criado pelo permutador de H ⁺ /Na ⁺ na membrana apical (que bombeia 1 H ⁺ para o lúmen e traz 1 Na ⁺ para os enterócitos)
  • Os peptídeos são decompostos em AAs individuais por peptidases no interior dos enterócitos.
  • Absorvidos através da membrana basolateral da mesma maneira que os AAs
• Uma vez no espaço intersticial, os AAs são absorvidos para a circulação venosa → transportados através da circulação portal para o fígado

Digestão e Absorção de Gorduras

Digestão

Existem 3 tipos principais de gorduras, que são digeridas e absorvidas: triglicerídeos (triacilglicerois ou TAGs), fosfolípidos e ésteres de colesterol. Todos os 3 tipos contêm ligações éster (R ₁ ‒(C=O)‒O ‒R ₂ ) que são quebradas durante a digestão.

TAGs:

• Estrutura:
  • Cadeia de glicerol: cadeia de 3 carbonos com cada carbono ligado a um grupo álcool
  • Ácidos gordos: cadeia de hidrocarboneto com um grupo carboxila em 1 extremidade
  • Cada carbono no esqueleto do glicerol está ligado à extremidade carboxi de uma cadeia de ácido gordo por uma ligação éster.
• As ligações éster são hidrolisadas por lipases:
  • Lipase lingual (das glândulas salivares)
  • Lipase gástrica (das células principais)
  • Lipase pancreática (do pâncreas exócrino, a mais importante)

Fosfolípidos:

• Estrutura semelhante aos TAGs, mas o esqueleto do glicerol contém um grupo fosfato
• O grupo fosfato confere uma maior polaridade.
• As ligações éster são hidrolisadas pela fosfolipase A ₂ .

Ésteres de colesterol:

• Colesterol ligado a um ácido gordo por uma ligação éster
• As ligações éster são hidrolisadas pela hidrolase do éster de colesterol .

Substâncias necessárias para a atividade da lipase/digestão de lípidos:

• Bílis:
  • Emulsificante produzido pelo fígado e armazenado e secretado pela vesícula biliar
  • Contém lecitina (um fosfolípido) e sais biliares
  • Forma gotículas de gordura menores, fornecendo às lipases hidrossolúveis mais área de superfície para digerir os lípidos
• Colipase: ajuda as lipases a ligarem-se (e digerirem) as gotículas de gordura emulsificadas

Micelas:

À medida que os lípidos são quebrados, eles (junto com os componentes da bile) se organizam em estruturas chamadas micelas:

• Pequenas gotas esféricas:
  • A porção interior é lipofílica.
  • A parte externa é hidrofílica.
  • Rodeado por fosfolípidos da bílis
• Contém todos os componentes lipossolúveis a serem absorvidos:
  • Ácidos gordos livres
  • Monoacilglicerídeos
  • Colesterol
  • Fosfolípidos
  • Vitaminas lipossolúveis: A, D, E e K
• As micelas transportam os componentes lipídicos para as paredes dos enterócitos para absorção.

Absorção

Embora a maior parte da absorção ocorra no intestino delgado, alguma absorção pode começar no estômago.

Ácidos gordos de cadeia longa (LCFAs, pela sigla inglês):

• As micelas mistas acoplam os LCFAs e trazem-nos para a bordadura do enterócito.
• A mudança de pH perto da bordadura em escova abre as micelas.
• Os componentes lipídicos (por exemplo, ácidos gordos e monoglicerídeos) atravessam a membrana para entrar no citoplasma dos enterócitos.
• Os componentes lipídicos são:
  • Lipossolúveis → podem atravessar a membrana fosfolipídica sem moléculas de transporte especializadas
  • Ressintetizados via esterificação no ER
  • Reacoplados como quilomicrons no aparelho de Golgi
• Quilomicrons saem dos enterócitos no seu lado basolateral → entram na circulação linfática

Ácidos gordos de cadeia curta (SCFAs , pela sigla inglês) e ácidos gordos de cadeia média (MCFAs, pela sigla inglês ):

• No intestino delgado:
  • Os SCFAs e MCFAs viajam pelos enterócitos sem assistência.
  • Os SCFAs e MCFAs são absorvidos na circulação venosa → veia porta hepática → fígado
• No intestino grosso, os SCFAs usam o transportador de monocarboxilato de sódio (SMCT) 1:
  • Cotransportador Na ⁺ /SCFA
  • Usa o gradiente de Na ⁺ gerado pela bomba basolateral Na ⁺ /K ⁺
  • A bomba também auxilia na absorção de água no intestino grosso.

Digestão e Absorção de Micronutrientes

Absorção de cálcio (Ca²⁺ )

• O Ca²⁺ é absorvido através da membrana apical via transportadores de Ca²⁺ (principalmente TRPV6).
• Calbindina: uma proteína intracelular de ligação ao Ca²⁺ que se liga imediatamente a todo o Ca²⁺ absorvido e o transporta para a membrana basolateral
  • Objetivo:
    • O Ca²⁺ livre poderia atuar como uma molécula sinalizadora intracelular.
    • Altos níveis de Ca²⁺ livre podem ser tóxicos.
  • O nível de calbindina na célula determina quanto Ca²⁺ pode ser absorvido.
• O Ca²⁺ é absorvido através da membrana basolateral por:
  • Ca2⁺ ATPase
  • Permutador Ca²⁺ /Na⁺
• Nota: Uma pequena quantidade de Ca²⁺ também pode ser absorvida paracelularmente.
• Regulação:
  • A produção do transportador de Ca²⁺ apical é induzida por:
    • Vitamina D
    • Estrogénios
  • A síntese de calbindina é induzida pela vitamina D.

Absorção de ferro

• Absorvido principalmente no duodeno
• O Fe ³⁺ (a forma primária de ferro encontrada nos alimentos) deve ser reduzido a Fe ²⁺ para absorção via citocromo B duodenal (DcytB) localizado na bordadura em escova dos enterócitos.
• Absorção através da membrana apical:
  • DMT (transportador de metal divalente) 1: um cotransportador Fe ²⁺ /H ⁺ especializado que absorve a maior parte do ferro não-heme
  • Dentro das moléculas de heme (por exemplo, da carne)
• Dentro da célula:
  • Mobilferrina: uma proteína de ligação ao ferro que se liga ao Fe ²⁺ e o transporta através do enterócito para a membrana basolateral
  • Heme oxigenase: liberta Fe ²⁺ do heme → Fe ²⁺ é ligado e transportado pela mobilferrina
• Libertação através da membrana basolateral:
  • Ferroportina 1 : uma proteína de transporte ligada à membrana que liberta Fe ²⁺ no espaço intersticial
  • Hefestina:
    • Uma ferroxidase ligada à membrana dependente de cobre
    • Oxida Fe ²⁺ em Fe ³⁺ , necessário para que o ferro se mova para os capilares e se ligue à transferrina (proteína de transporte de ferro do plasma)
• Regulação:
  • Hepcidina:
    • Inativa a ferroportina 1 (o principal resultado regulatório negativo da absorção intestinal de ferro)
    • Relevância clínica: Mutação/deficiência de hepcidina resulta em hemocromatose hereditária.
  • Fator induzível por hipóxia (HIF)-2α induz a síntese de DMT1 e DcytB → ↑ absorção
  • Hipóxia e anemia → ↑ absorção de ferro via:
    • ↓ Hepcidina → ↑ atividade da ferroportina 1
    • ↑ HIF-2α
  • O ácido ascórbico (vitamina C) aumenta a absorção.
  • Fosfatos (presentes em chás, farelo) inibem a absorção.

Digestão e absorção de outros micronutrientes

Vitaminas lipossolúveis:

• A, D, E e K
• Absorvidas com lípidos → acoplados em micelas
• Absorvidas através da membrana apical → reacoplados em quilomicrons
• Quilomicrons → libertados no líquido intersticial → absorvidos na circulação linfática

Vitaminas hidrossolúveis:

• Inclui todas as vitaminas B e vitamina C
• Absorvidas principalmente no intestino delgado:
  • Por transporte ativo:
    • Vitamina C
    • Tiamina (B1)
    • Ácido pantotênico (B5)
    • Folato (B9)
    • Cobalamina (B12)
  • Via transporte passivo e/ou difusão facilitada:
    • Riboflavina (B2)
    • Niacina (B3)
    • Piridoxina (B6)
• Absorção de B12:
  • A vitamina B12 está ligada às proteínas dos alimentos.
  • No estômago:
    • O ácido e a pepsina libertam vitamina B12 das proteínas alimentares.
    • A vitamina B12 liga-se à haptocorrina.
    • As células parietais libertam fator intrínseco (FI).
  • No duodeno:
    • As proteases pancreáticas removem a haptocorrina da B12.
    • B12 liga-se ao FI.
  • O complexo B12-FI é absorvido por endocitose mediada por recetor no íleo terminal.
  • A vitamina B12 é secretada no sangue por transporte ativo, onde se liga à transcobalamina.
• Relevância clínica:
  • ↓ Vitamina C → escorbuto
  • ↓ Vitamina B1 → beribéri; Síndrome de Wernicke-Korsakoff
  • ↓ Vitamina B3 → pelagra
  • ↓ Folato e/ou vitamina B12 → anemia megaloblástica
  • ↓ Folato no início da gravidez → defeitos do tubo neural em bebês
  • Bypass gástrico → pode remover a maioria das células parietais → ↓ FI → ↓ absorção de vitamina B12
  • Remoção cirúrgica do íleo terminal → ↓ absorção de vitamina B12

Relevância Clínica da Má Absorção e Má Digestão

A má absorção envolve muitos distúrbios nos quais o intestino não consegue absorver nutrientes, incluindo água e/ou eletrólitos da dieta. A má digestão é um termo intimamente relacionado, sendo a incapacidade do intestino de quebrar grandes moléculas de alimentos nos seus constituintes menores. A má digestão pode afetar macronutrientes (gorduras, proteínas e hidratos de carbono), micronutrientes (vitaminas, minerais) ou ambos. A má absorção e má digestão apresentam-se com perda de peso, diarreia, fraqueza e fadiga.

• Etiologias da má digestão:
  • Meio e flora anormal devido a:
    • Supercrescimento bacteriano do intestino delgado
    • Síndrome de Zollinger-Ellison (hipersecreção de ácido gástrico resultando em pH baixo)
  • Motilidade anormal devido a:
    • Gastroparesia diabética
    • Esclerose sistémica
    • Disfunção da tiróide
  • Obstrução biliar e/ou colestase
  • Deficiência de sais biliares devido a:
    • Cirrose hepática
    • Cirrose biliar primária
  • Doenças pancreáticas:
    • Insuficiência pancreática exócrina
    • Fibrose quística
    • Pancreatite crónica
    • Cancro do pâncreas
  • Deficiências de dissacaridases:
    • Deficiência de lactase (resultando em intolerância à lactose)
    • Deficiência de sacarase
• Etiologias da má absorção:
  • Epitélio anormal de forma aguda:
    • Infeções intestinais agudas, como giardíase
    • Ingestão de álcool
  • Epitélio cronicamente anormal:
    • Doença celíaca
    • Doença inflamatória intestinal (DII): doença de Crohn e colite ulcerosa
    • Isquemia intestinal
    • Enterite por radiação
    • Doença de Whipple
  • Doença infiltrativa: pode afetar tanto a motilidade quanto a capacidade de absorção
    • Linfoma
    • Sarcoidose
    • Amiloidose
    • Esclerose sistémica

• Má absorção de hidratos de carbono:
  • Mais frequentemente devido à deficiência de dissacaridases (por exemplo, lactase)
  • As bactérias do cólon fermentam hidratos de carbono não absorvidos em gases e ácidos gordos.
  • Provoca flatulência, sensação de enfartamento e diarreia
• Má absorção de proteínas: A deficiência pode resultar em atrofia muscular e edema.
• Má absorção de lípidos:
  • A deficiência de lipases impede a degradação eficaz das gorduras.
  • Mais frequentemente devido à insuficiência pancreática
  • Resulta em:
    • Esteatorreia
    • Deficiências de vitaminas lipossolúveis
    • Diarreia (estimulação da secreção de água no cólon por sais biliares não absorvidos)