Objetivos
Ao final desta seção, você será capaz de:
- Identificar os locais primários e secreções envolvidos na digestão química de carboidratos, proteínas, lipídios, e ácidos nucléicos
- Compare e contraste de absorção do hidrofílicos e hidrofóbicos nutrientes
Como você aprendeu, o processo de digestão mecânica é relativamente simples., Envolve o colapso físico dos alimentos, mas não altera a sua composição química. A digestão química, por outro lado, é um processo complexo que reduz os alimentos em seus blocos de construção químicos, que são então absorvidos para nutrir as células do corpo. Nesta seção, você vai olhar mais de perto para os processos de digestão e absorção química.
Figura 1. A digestão começa na boca e continua enquanto a comida viaja através do intestino delgado. A maior parte da absorção ocorre no intestino delgado.,
digestão química
grandes moléculas alimentares (por exemplo, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos e amidos) devem ser decompostas em subunidades suficientemente pequenas para serem absorvidas pelo revestimento do canal alimentar. Isto é realizado por enzimas através de hidrólise. As muitas enzimas envolvidas na digestão química estão resumidas no quadro 1.
| Tabela 1.,ic enzymes | Pancreatic amylase | Pancreatic acinar cells | Polysaccharides (starches) | α-Dextrins, disaccharides (maltose), trisaccharides (maltotriose) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pancreatic enzymes | Pancreatic lipase | Pancreatic acinar cells | Triglycerides that have been emulsified by bile salts | Fatty acids and monoacylglycerides | ||||
| Pancreatic enzymes | Trypsin* | Pancreatic acinar cells | Proteins | Peptides | ||||
| *These enzymes have been activated by other substances., | ||||||||
de Hidratos de carbono de Digestão
A dieta média Americana é de cerca de 50 por cento de carboidratos, que podem ser classificados de acordo com o número de monômeros eles contêm açúcares simples (monossacarídeos e dissacarídeos) e/ou açúcares complexos (polissacarídeos). A glicose, a galactose e a frutose são os três monossacáridos que são comumente consumidos e prontamente absorvidos., O seu aparelho digestivo também é capaz de decompor a sacarose dissacárida (açúcar de mesa normal: glucose + frutose), lactose (açúcar de leite: glucose + galactose) e maltose (Açúcar de grãos: glucose + glucose), e os polissacáridos glicogénio e amido (cadeias de monossacáridos). Seus corpos não produzem enzimas que podem quebrar a maioria dos polissacarídeos fibrosos, como a celulose. Enquanto polissacáridos indigestíveis não fornecem qualquer valor nutricional, eles fornecem fibra dietética, o que ajuda a alimentar através do canal alimentar.,a digestão química dos amidos começa na boca e foi revista acima.no intestino delgado, a amilase pancreática faz o “trabalho pesado” para a digestão do amido e dos hidratos de carbono (Figura 2). Após as amilases decomporem o amido em fragmentos mais pequenos, a enzima de borda do pincel α-dextrinase começa a trabalhar em α-dextrina, quebrando uma unidade de glucose de cada vez. Três enzimas limítrofes hidrolisam sacarose, lactose e maltose em monossacáridos., A Sucrase divide a sacarose numa molécula de frutose e numa molécula de glucose; a maltase decompõe a maltose e a maltotriose em duas e três moléculas de glucose, respectivamente; e a lactase decompõe a lactose numa molécula de glucose e numa molécula de galactose. Lactase insuficiente pode levar à intolerância à lactose.
Figura 2. Os carboidratos são divididos em seus monômeros em uma série de etapas.as proteínas são polímeros compostos por aminoácidos ligados por ligações peptídicas para formar cadeias longas., A digestão reduz – os aos seus aminoácidos constituintes. Normalmente consome cerca de 15 a 20% da sua ingestão total de calorias como proteína.
a digestão das proteínas inicia-se no estômago, onde a HCl e a pepsina dividem as proteínas em polipeptídeos mais pequenos, que depois viajam para o intestino delgado. A digestão química no intestino delgado é continuada por enzimas pancreáticas, incluindo quimotripsina e tripsina, cada uma das quais actua sobre ligações específicas em sequências de aminoácidos., Ao mesmo tempo, as células da borda do pincel segregam enzimas como aminopeptidase e dipeptidase, que quebram ainda mais cadeias peptídicas. Isto resulta em moléculas pequenas o suficiente para entrar na corrente sanguínea.
Figura 3. A digestão da proteína começa no estômago e é concluída no intestino delgado.
Figura 4. As proteínas são sucessivamente decompostas nos seus componentes aminoácidos.,a dieta saudável limita a ingestão de lípidos a 35% da ingestão total de calorias. Os lípidos dietéticos mais comuns são triglicéridos, que são compostos por uma molécula de glicerol ligada a três cadeias de ácidos gordos. Pequenas quantidades de colesterol alimentar e fosfolípidos também são consumidos.as três lipases responsáveis pela digestão lipídica são lipase lingual, lipase gástrica e lipase pancreática. No entanto, como o pâncreas é a única fonte consequente de lipase, praticamente toda a digestão lipídica ocorre no intestino delgado., A lipase pancreática decompõe cada triglicérido em dois ácidos gordos livres e um monoglicérido. Os ácidos gordos incluem tanto os ácidos gordos de cadeia curta (menos de 10 a 12 carbonos) como os ácidos gordos de cadeia longa.os ácidos nucleicos ADN e ARN encontram-se na maioria dos alimentos que come. Dois tipos de nuclease pancreática são responsáveis por sua digestão: desoxirribonuclease, que digere DNA, e ribonuclease, que digere RNA., Os nucleótidos produzidos por esta digestão são ainda decompostos por duas enzimas limítrofes intestinais (nucleosidase e fosfatase) em pentoses, fosfatos e bases azotadas, que podem ser absorvidas através da parede do canal alimentar. As grandes moléculas alimentares que devem ser decompostas em subunidades estão resumidas na Tabela 2.
| Tabela 2., | Carboidratos | Monossacarídeos: glicose, galactose e frutose | |
|---|---|---|---|
| Proteínas | Única de aminoácidos, dipeptides, e tripeptides | ||
| Triglicérides | Monoacylglycerides, glicerol, e ácidos graxos livres | ||
| ácidos Nucléicos | Pentoses açúcares, fosfatos e bases azotadas | ||
> Absorção
A mecânica e processos digestivos têm um objetivo: para converter alimentos em moléculas suficientemente pequenas para serem absorvidas pelas células epiteliais das vilosidades intestinais., A capacidade de absorção do canal alimentar é quase infinita. Cada dia, o canal alimentar processa até 10 litros de alimentos, líquidos e secreções GI, mas menos de um litro entra no intestino grosso. Quase todos os alimentos ingeridos, 80 por cento dos eletrólitos, e 90 por cento da água são absorvidos no intestino delgado. Embora todo o intestino delgado esteja envolvido na absorção de água e lípidos, a maior parte da absorção de hidratos de carbono e proteínas ocorre no jejuno. Notavelmente, sais biliares e vitamina B12 são absorvidos no íleo terminal., Quando chyme passa do íleo para o intestino grosso, é essencialmente resíduo alimentar indigestível (principalmente fibras vegetais como celulose), alguma água e milhões de bactérias.
Figura 5. A absorção é um processo complexo, no qual os nutrientes de alimentos digeridos são colhidos.
a absorção pode ocorrer através de cinco mecanismos: (1) transporte activo, (2) difusão passiva, (3) difusão facilitada, (4) co-transporte (ou transporte activo secundário) e (5) endocitose., Como você deve se lembrar do Capítulo 3, transporte ativo refere-se ao movimento de uma substância através de uma membrana celular que vai de uma área de menor concentração para uma área de maior concentração (acima do gradiente de concentração). Neste tipo de transporte, as proteínas dentro da membrana celular atuam como “bombas”, usando energia celular (ATP) para mover a substância., Difusão passiva refere-se ao movimento de substâncias a partir de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração, enquanto que a difusão facilitada refere-se ao movimento de substâncias a partir de uma área de alta para uma área de menor concentração através de um transportador de proteína na membrana celular. O co-transporte utiliza o movimento de uma molécula através da membrana, de uma concentração mais elevada para uma concentração mais baixa, para potenciar o movimento de outra, de baixo para cima. Por último, a endocitose é um processo de transporte no qual a membrana celular absorve material. Requer energia, geralmente sob a forma de ATP.,dado que a membrana plasmática da célula é constituída por fosfolípidos hidrofóbicos, os nutrientes hidrossolúveis devem utilizar moléculas de transporte incorporadas na membrana para entrar nas células. Além disso, as substâncias não podem passar entre as células epiteliais da mucosa intestinal, porque estas células estão unidas por junções apertadas. Assim, as substâncias só podem entrar nos capilares do sangue passando através das superfícies apicais das células epiteliais e para o fluido intersticial. Nutrientes solúveis em água entram no sangue capilar das vilosidades e viajam para o fígado através da veia porta hepática.,em contraste com os nutrientes solúveis em água, os nutrientes solúveis em lípidos podem difundir-se através da membrana plasmática. Uma vez dentro da célula, eles são embalados para transporte através da base da célula e, em seguida, entrar os lacteals do villi a ser transportado por vasos linfáticos para a circulação sistémica através do ducto torácico. A absorção da maioria dos nutrientes através da mucosa das vilosidades intestinais requer um transporte activo alimentado por ATP. As vias de absorção para cada categoria de alimentos estão resumidas no quadro 3.,
| Tabela 3.,ids | Simple diffusion | Capillary blood in villi | Liver via hepatic portal vein | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Lipids | Glycerol | Simple diffusion | Capillary blood in villi | Liver via hepatic portal vein | |||
| Lipids | Nucleic acid digestion products | Active transport via membrane carriers | Capillary blood in villi | Liver via hepatic portal vein | |||
Carbohydrate Absorption
All carbohydrates are absorbed in the form of monosaccharides., O intestino delgado é altamente eficiente nisso, absorvendo monossacarídeos a uma taxa estimada de 120 gramas por hora. Todos os carboidratos alimentares normalmente digeridos são absorvidos; fibras indigestíveis são eliminadas nas fezes. Os monossacáridos glucose e galactose são transportados para as células epiteliais por portadores de proteínas comuns através de transporte activo secundário (isto é, co-transporte com iões de sódio). Os monossacáridos deixam estas células por difusão facilitada e entram nos capilares através de fissuras intercelulares., A frutose monossacárida (que se encontra nos frutos) é absorvida e transportada apenas por difusão facilitada. Os monossacarídeos combinam-se com as proteínas de transporte imediatamente após a decomposição dos dissacarídeos.os mecanismos de transporte activo, principalmente no duodeno e jejuno, absorvem a maioria das proteínas como produtos de degradação, aminoácidos. Quase todas as proteínas (95 a 98%) são digeridas e absorvidas no intestino delgado. O tipo de transportador que transporta um aminoácido varia. A maioria dos transportadores está ligada ao transporte activo de sódio., Cadeias curtas de dois aminoácidos (dipeptídeos) ou três aminoácidos (tripeptídeos) também são transportadas ativamente. No entanto, depois de entrarem nas células epiteliais absorventes, são decompostos nos seus aminoácidos antes de deixarem a célula e entrarem no sangue capilar por difusão.
absorção lipídica
cerca de 95% dos lípidos são absorvidos no intestino delgado. Os sais biliares não só aceleram a digestão lipídica, como também são essenciais para a absorção dos produtos finais da digestão lipídica., Os ácidos gordos de cadeia curta são relativamente solúveis em água e podem entrar directamente nas células absorventes (enterócitos). Apesar de serem hidrofóbicos, o pequeno tamanho de ácidos graxos de cadeia curta permite que eles sejam absorvidos por enterócitos através de difusão simples, e, em seguida, tomar o mesmo caminho que monossacáridos e aminoácidos para o Capilar do sangue de um villus.os ácidos gordos grandes e hidrofóbicos de cadeia longa e os monoacilglicéridos não são tão facilmente suspensos na aquiva intestinal., No entanto, os sais biliares e a lecitina de resolver este problema, colocando-os em um micelle, que é uma pequena esfera com o polar (hidrofílica) termina de frente para o ambiente aquoso e caudas hidrofóbicas virou-se para o interior, criando um ambiente receptivo para os ácidos gordos de cadeia longa. O núcleo também inclui colesterol e vitaminas lipossolúveis. Sem micelas, os lípidos sentavam-se na superfície do tomilho e nunca entravam em contacto com as superfícies absorventes das células epiteliais. Micelas podem facilmente se encaixar entre microvilli e chegar muito perto da superfície da célula luminal., Neste ponto, as substâncias lipídicas saem da micela e são absorvidas por difusão simples.os ácidos gordos livres e os monoacilglicéridos que entram nas células epiteliais são reincorporados em triglicéridos. Os triglicéridos são misturados com fosfolípidos e colesterol, e rodeados por uma camada proteica. Este novo complexo, chamado de quilomicron, é uma lipoproteína solúvel em água. Depois de ser processado pelo aparelho Golgi, os quilomicrons são liberados da célula. Demasiado grande para passar pelas membranas do porão dos capilares de sangue, os quilomicrons entram, em vez disso, nos grandes poros de lacteos., Os lacteos unem-se para formar os vasos linfáticos. Os quilomicrons são transportados nos vasos linfáticos e vazios através do ducto torácico para a veia subclávia do sistema circulatório. Uma vez na corrente sanguínea, a enzima lipoproteína lipase decompõe os triglicéridos dos quilomicrons em ácidos gordos livres e glicerol. Estes produtos de degradação passam então pelas paredes capilares para serem usados para a energia pelas células ou armazenados em tecido adiposo como gordura., As células hepáticas combinam os remanescentes de quilomicron com proteínas, formando lipoproteínas que transportam colesterol no sangue.
Figura 6. Ao contrário dos aminoácidos e dos açúcares simples, os lípidos são transformados à medida que são absorvidos através das células epiteliais.
absorção de ácido nucleico
Os produtos da digestão de ácido nucleico-açúcares de pentose, bases azotadas e iões fosfatos—são transportados por transportadores através do villus epitélio por meio de transporte ativo. Estes produtos entram então na corrente sanguínea.,absorção Mineral os electrólitos absorvidos pelo intestino delgado provêm tanto das secreções GI como dos alimentos ingeridos. Uma vez que os electrólitos se dissociam em íons Na água, a maioria é absorvida através do transporte ativo em todo o intestino delgado. Durante a absorção, os mecanismos de co-transporte resultam na acumulação de iões de sódio dentro das células, enquanto os mecanismos anti-portais reduzem a concentração de iões de potássio dentro das células. Para restaurar o gradiente sódio-potássio através da membrana celular, uma bomba sódio-potássio que requer ATP bombeia sódio para fora e potássio para dentro.,em geral, todos os minerais que entram no intestino são absorvidos, quer seja necessário ou não. Ferro e cálcio são exceções; são absorvidos no duodeno em quantidades que satisfazem as necessidades atuais do corpo, como se segue:
Ferro—o ferro iônico necessário para a produção de hemoglobina é absorvido em células mucosas por meio de transporte ativo. Uma vez dentro das células mucosas, o ferro iónico liga-se à proteína ferritina, criando complexos ferro-ferritina que armazenam ferro até ser necessário. Quando o corpo tem ferro suficiente, a maior parte do ferro armazenado é perdido quando as células epiteliais desgastadas saem., Quando o corpo precisa de ferro porque, por exemplo, ele é perdido durante o sangramento agudo ou crônico, há aumento de absorção de ferro do intestino e libertação acelerada de ferro na corrente sanguínea. Uma vez que as mulheres experimentam uma perda significativa de ferro durante a menstruação, têm cerca de quatro vezes mais proteínas de transporte de ferro nas suas células epiteliais intestinais do que os homens.os níveis sanguíneos de cálcio iónico determinam a absorção do cálcio na dieta., Quando os níveis sanguíneos de queda de cálcio iónico, a hormona paratiroideia (PTH) secretada pelas glândulas paratiróides estimula a libertação de iões de cálcio das matrizes ósseas e aumenta a reabsorção de cálcio pelos rins. A PTH também regula a ativação da vitamina D no rim, o que facilita a absorção intestinal do íon cálcio.absorção de vitamina o intestino delgado absorve as vitaminas que ocorrem naturalmente nos alimentos e suplementos alimentares. As vitaminas lipossolúveis em gorduras (A, D, E E K) são absorvidas juntamente com os lípidos dietéticos nas micelas por difusão simples., É por isso que é aconselhado a comer alguns alimentos gordos quando toma suplementos vitamínicos lipossolúveis. A maioria das vitaminas hidrossolúveis (incluindo a maioria das vitaminas B e vitamina C) também são absorvidas por difusão simples. Uma exceção é a vitamina B12, que é uma molécula muito grande. O factor intrínseco secretado no estômago liga-se à vitamina B12, impedindo a sua digestão e criando um complexo que se liga aos receptores das mucosas no íleo terminal, onde é absorvido por endocitose.
absorção de água
cada dia, cerca de nove litros de fluido entram no intestino delgado. Cerca das duas.,3 litros são ingeridos em alimentos e bebidas, e o resto é de secreções GI. Cerca de 90 por cento desta água é absorvida no intestino delgado. A absorção de água é impulsionada pelo gradiente de concentração da água: a concentração de água é maior em tomilho do que em células epiteliais. Assim, a água desce o seu gradiente de concentração do tomilho para as células. Como observado anteriormente, grande parte da água restante é então absorvida no cólon.o intestino delgado é o local da digestão mais química e quase toda a absorção., A digestão química quebra grandes moléculas de alimentos para baixo em seus blocos químicos de construção, que podem então ser absorvidos através da parede intestinal e para a circulação geral. As enzimas limítrofes intestinais e as enzimas pancreáticas são responsáveis pela maior parte da digestão química. A decomposição da gordura também requer bílis.a maioria dos nutrientes são absorvidos por mecanismos de transporte na superfície apical dos enterócitos. As exceções incluem lípidos, vitaminas lipossolúveis e a maioria das vitaminas hidrossolúveis., Com a ajuda de sais biliares e lecitina, as gorduras dietéticas são emulsionadas para formar micelas, que podem transportar as partículas de gordura para a superfície dos enterócitos. Ali, as micelas libertam as suas gorduras para se difundirem através da membrana celular. As gorduras são então reagrupadas em triglicéridos e misturadas com outros lípidos e proteínas em quilomicrons que podem passar para lacteos. Outros monômeros absorvidos viajam de capilares de sangue no villus para a veia porta hepática e, em seguida, para o fígado.,
auto-verificação
responda à(s) questão (s) abaixo para ver se compreende bem os tópicos abordados na secção anterior.as questões de pensamento crítico explicam o papel dos sais biliares e da lecitina na emulsificação dos lípidos (gorduras).como é absorvida a vitamina B12?,