Medicina FAG

Anatomia Funcional e Processos Digestivos Fundamentais

Coordenação Neuroendócrina do Sistema Digestório

O trato gastrointestinal (TGI) é um sistema extenso e complexo, responsável pelo processamento de aproximadamente 3 kg de alimentos diariamente. A sua funcionalidade depende de uma coordenação precisa entre múltiplos sistemas regulatórios. O sistema nervoso central (SNC), o sistema nervoso entérico (SNE) — um sistema nervoso intrínseco ao próprio trato digestório — e o sistema endócrino atuam de forma integrada para garantir que os processos de digestão e absorção ocorram de maneira organizada e eficiente. A falha nessa coordenação pode levar a uma digestão inadequada ou errônea, resultando no desenvolvimento de diversas patologias gastrointestinais.

Estrutura Anatômica Geral do Tubo Digestivo

Fundamentalmente, o trato digestivo pode ser concebido como um tubo contínuo que atravessa o corpo, com uma abertura de entrada (cavidade oral) e uma de saída (ânus). Este tubo, no entanto, apresenta diversas tortuosidades, cavidades e especializações ao longo de seu percurso. O processo digestivo inicia-se na boca, onde ocorre a primeira etapa da digestão, a digestão mecânica, por meio da mastigação. A trituração dos alimentos aumenta a sua superfície de contato, facilitando a ação enzimática subsequente.

Funções da Cavidade Oral e do Esôfago

Na cavidade oral, além da digestão mecânica, inicia-se a digestão química dos carboidratos pela ação da amilase salivar. O bolo alimentar é então deglutido e transportado pelo esôfago. Uma característica anatômica crucial do esôfago é a composição de sua musculatura: o terço superior é composto por músculo esquelético, o que confere controle voluntário sobre a deglutição inicial e a percepção consciente nesta região. Em contraste, os dois terços inferiores são compostos por músculo liso, de controle involuntário. Esta distinção explica por que os sintomas de patologias como a doença do refluxo gastroesofágico (DRGE) só são percebidos conscientemente quando o conteúdo ácido atinge a porção superior do esôfago. Muitas vezes, no momento do diagnóstico, já podem existir complicações como esôfago de Barrett, hérnia de hiato ou displasia no esôfago inferior, pois a lesão tecidual em regiões de musculatura lisa não gera percepção dolorosa consciente.

O Estômago como Reservatório e Sítio de Digestão Proteica

Após o trânsito esofágico, o bolo alimentar chega ao estômago, uma estrutura sacular que funciona primariamente como um reservatório. Contrariamente à percepção comum de que o estômago é o principal órgão da digestão, sua função principal é armazenar o alimento e controlar sua liberação gradual para o intestino delgado. No ambiente altamente ácido do estômago, ocorre principalmente a digestão de proteínas, pela ação da pepsina. A digestão e absorção da maioria dos outros nutrientes ocorrerão subsequentemente no intestino.

Intestino Delgado e Grosso: Digestão, Absorção e Reabsorção

O intestino delgado é o segmento mais longo do TGI, medindo entre 6 a 7 metros em um adulto, e é o principal local de digestão e absorção de nutrientes. Sua vasta área de superfície, aumentada por vilosidades e microvilosidades, otimiza esses processos. Em seguida, o intestino grosso, com aproximadamente 1,5 metro de comprimento, tem como função primordial a reabsorção de água e eletrólitos, além da compactação dos resíduos não digeríveis para a formação das fezes.

Órgãos Anexos e Suas Contribuições Secretoras

Diversos órgãos anexos são fundamentais para o processo digestivo, embora não façam parte do tubo digestivo em si. As glândulas salivares secretam a amilase na cavidade oral. O fígado produz a bile, que é armazenada na vesícula biliar e é essencial para a emulsificação e digestão de gorduras. O pâncreas secreta um conjunto de enzimas digestivas potentes e bicarbonato, que neutraliza a acidez do quimo proveniente do estômago. A função pancreática é tão crítica que a digestão é severamente comprometida na sua ausência, enquanto a ausência da vesícula biliar pode ser compensada, ainda que com dificuldades.

Os Quatro Processos Fisiológicos Básicos do Trato Gastrointestinal

Definição dos Processos Digestivos

A fisiologia do trato gastrointestinal é governada por quatro processos básicos e interligados, que serão o foco de estudo. São eles:

Secreção: O movimento de substâncias, como enzimas, ácido, muco e hormônios, das células para o lúmen do TGI ou para o sangue.
Digestão: A quebra mecânica e química dos alimentos em moléculas menores que possam ser absorvidas.
Absorção: O transporte de nutrientes do lúmen intestinal para o líquido extracelular e, subsequentemente, para a corrente sanguínea ou linfática.
Motilidade: O movimento do material alimentar ao longo do trato digestivo, promovido por contrações musculares coordenadas.

Importância da Digestão Mecânica e Química

A digestão mecânica, iniciada pela mastigação, é fundamental para aumentar a superfície de contato do alimento, tornando a digestão química mais eficiente. A quebra mecânica permite que as enzimas digestivas atuem sobre uma área maior, facilitando a degradação das macromoléculas. Indivíduos edêntulos, por exemplo, enfrentam dificuldades alimentares significativas, pois a ausência da mastigação impede a formação de um bolo alimentar adequado e a exposição eficiente das partículas alimentares às enzimas. Consequentemente, a absorção de nutrientes é prejudicada, o que frequentemente os leva a consumir dietas pastosas, que simulam o estado do alimento após a mastigação.

Mecanismos de Absorção e Motilidade

A absorção representa o movimento inverso à secreção, transferindo os produtos da digestão do lúmen para o meio interno do corpo. A motilidade, por sua vez, refere-se às contrações da musculatura lisa da parede do TGI que misturam e propulsionam o conteúdo luminal. Este movimento progressivo é essencial para que o material passe por todas as etapas de digestão e absorção antes da eliminação.

Integração dos Processos Digestivos no Lúmen Intestinal

A sequência de eventos no lúmen intestinal ilustra a integração desses quatro processos. Após a chegada do bolo alimentar, ocorre a secreção de fluidos e enzimas. Inicia-se a digestão, quebrando quimicamente as macromoléculas. Os nutrientes resultantes são então submetidos à absorção, sendo transportados para as células epiteliais. Simultaneamente, a motilidade garante que o conteúdo continue a se mover distalmente, permitindo que novas porções do quimo sejam processadas, culminando na evacuação dos resíduos.

Etapas Iniciais: Ingestão e Secreção Salivar

O processo digestivo tem início com a ingestão e a mastigação, onde os diferentes tipos de dentes (incisivos, caninos, pré-molares e molares) atuam para cortar, rasgar e moer os alimentos. Concomitantemente, a secreção salivar libera amilase, uma enzima que inicia a digestão do amido, um tipo de carboidrato.

Formação do Quimo e o Papel das Enzimas e Ácidos

No estômago, a combinação da digestão química (pelo ácido clorídrico e pepsina) e mecânica (pelos movimentos peristálticos gástricos) transforma o bolo alimentar em uma pasta semilíquida e ácida denominada quimo. A partir deste ponto, o material que avança para o intestino delgado é referido como quimo.

Absorção de Nutrientes no Intestino Delgado

A absorção de nutrientes ocorre predominantemente no intestino delgado. Esta é uma informação fundamental na fisiologia digestiva. A vasta maioria dos monossacarídeos, aminoácidos, ácidos graxos, vitaminas, minerais e água é absorvida nesta porção do TGI.

Excreção e Formação das Fezes no Intestino Grosso

Os resíduos que não foram digeridos ou absorvidos, como certas fibras vegetais, avançam para o intestino grosso. Neste segmento, ocorre a absorção final de água e eletrólitos, compactando os resíduos em fezes. O volume de água eliminado nas fezes é tipicamente baixo, em torno de 100 ml, refletindo a alta eficiência do organismo na reabsorção hídrica.

Motilidade Gastrointestinal

Coordenação da Digestão Mecânica e Bioquímica

A digestão eficaz depende da sincronia entre os processos mecânicos e bioquímicos, regulados pelo sistema nervoso e endócrino. As enzimas digestivas são secretadas em locais específicos e funcionam otimamente em faixas de pH restritas. Por exemplo, as enzimas gástricas são ativas no pH ácido do estômago, enquanto as enzimas duodenais requerem um pH básico. Portanto, o quimo ácido que deixa o estômago deve ser rapidamente neutralizado no duodeno para permitir a ação enzimática intestinal, um processo que exige um controle regulatório rigoroso.

Padrões de Motilidade: Peristaltismo e Segmentação

Existem dois tipos principais de contrações motoras no TGI. O peristaltismo consiste em ondas de contração coordenadas que se propagam ao longo do tubo digestivo, propulsionando o bolo alimentar para a frente. A velocidade dessas ondas varia, sendo mais rápida no esôfago (2-5 cm/s) e mais lenta nos intestinos. A segmentação, por outro lado, consiste em contrações rítmicas e localizadas que misturam o quimo com as secreções digestivas. Este movimento de vaivém garante que todo o conteúdo luminal entre em contato com as enzimas e com a mucosa intestinal, otimizando tanto a digestão química quanto a absorção. Algo frequentemente cobrado em provas é a distinção entre os movimentos peristálticos, responsáveis pela propulsão, e os segmentares, responsáveis pela mistura.

O Complexo Motor Migratório (CMM)

Um terceiro padrão de contração, o complexo motor migratório (CMM), ocorre durante os períodos de jejum (entre as refeições). Trata-se de uma série de contrações peristálticas potentes que se iniciam no estômago e se propagam por todo o intestino até o íleo terminal. A função do CMM é realizar uma "limpeza" do trato digestivo, varrendo resíduos alimentares remanescentes e bactérias em direção ao intestino grosso, preparando o sistema para a próxima refeição. O ruído abdominal percebido horas após uma refeição é frequentemente atribuído a esta atividade.

Contrações Tônicas e Fásicas

As contrações musculares no TGI podem ser classificadas como tônicas ou fásicas. As contrações tônicas são sustentadas, durando de minutos a horas, e são características dos esfíncteres (ex: esfíncter esofágico inferior, esfíncter pilórico), que devem permanecer fechados para regular a passagem do conteúdo e prevenir o refluxo. As contrações fásicas são ciclos rápidos de contração e relaxamento, durando segundos, e correspondem aos movimentos de peristaltismo e segmentação que ocorrem no estômago e no intestino delgado.

Bases Celulares da Contração do Músculo Liso

As células musculares lisas da parede intestinal estão eletricamente acopladas por meio de junções comunicantes (gap junctions). Essa conexão permite que as células funcionem como um sincício, ou seja, uma única unidade funcional. Quando um grupo de células é estimulado a contrair, o sinal elétrico se propaga rapidamente para as células vizinhas, resultando em uma contração coordenada e em massa de um segmento do intestino.

Ondas Lentas e Potenciais de Ação

A atividade elétrica do músculo liso gastrointestinal é caracterizada por ondas lentas, que são despolarizações e repolarizações cíclicas e espontâneas da membrana celular. Essas ondas são geradas por uma rede de células especializadas chamadas células intersticiais de Cajal, que atuam como o marca-passo do intestino. As ondas lentas por si só não necessariamente desencadeiam uma contração. No entanto, se a despolarização da onda lenta atingir um limiar, ela dispara um ou mais potenciais de ação, que por sua vez iniciam a contração muscular. A força e a duração da contração são proporcionais à frequência e ao número de potenciais de ação disparados sobre as ondas lentas.

Regulação Neural e Hormonal da Função Gastrointestinal

O Sistema Nervoso Entérico (SNE): O "Segundo Cérebro"

O sistema nervoso entérico (SNE) é uma rede neuronal complexa e autônoma localizada na parede do trato gastrointestinal, contendo mais neurônios do que toda a medula espinhal. Devido à sua capacidade de operar independentemente do SNC, é frequentemente chamado de "segundo cérebro". Embora seja influenciado pelo SNC, o SNE pode mediar reflexos e controlar a função digestiva localmente. A forte conexão entre o cérebro e o intestino explica por que estados emocionais como estresse e ansiedade podem manifestar-se com sintomas gastrointestinais, como cólicas, constipação ou diarreia.

Plexos Mioentérico e Submucoso

O SNE é organizado em dois plexos principais:

O plexo mioentérico (de Auerbach), localizado entre as camadas musculares longitudinal e circular, é o principal responsável pelo controle da motilidade gastrointestinal. Ele regula a frequência e a força das contrações peristálticas e segmentares, bem como o tônus dos esfíncteres.
O plexo submucoso (de Meissner), situado na camada submucosa, controla primariamente as secreções glandulares, a absorção epitelial e o fluxo sanguíneo local.

Influência do Sistema Nervoso Autônomo

A função do SNE é modulada pelo sistema nervoso autônomo (SNA):

O sistema parassimpático, principalmente através do nervo vago, exerce um efeito estimulatório sobre o TGI, promovendo o aumento da motilidade e das secreções. Sua atividade predomina durante os períodos de repouso e alimentação, um estado conhecido como "rest and digest" (descansar e digerir).
O sistema simpático tem um efeito predominantemente inibitório. Ele reduz a motilidade e a secreção, e desvia o fluxo sanguíneo do TGI para os músculos esqueléticos, coração e cérebro. Sua atividade predomina durante o estresse físico ou emocional ("fight or flight" - lutar ou fugir). O conflito entre esses dois sistemas pode ser perigoso, como no caso de um indivíduo que realiza exercício físico intenso logo após uma refeição pesada. A ativação simpática pelo estresse do exercício pode inibir a digestão abruptamente, levando a náuseas e vômitos, o que representa um risco de afogamento se a atividade for aquática.

Reflexos Curtos, Longos e Cefálicos

A regulação neural do TGI ocorre através de diferentes arcos reflexos:

Reflexos curtos: São mediados inteiramente dentro do SNE. Estímulos locais (como a distensão da parede intestinal) desencadeiam uma resposta local sem envolvimento do SNC.
Reflexos longos: Envolvem o SNC. O estímulo sensorial do TGI é enviado ao cérebro ou medula espinhal, que processa a informação e envia uma resposta motora de volta ao TGI através de nervos autônomos.
Reflexos cefálicos: São um tipo de reflexo longo que se origina fora do TGI, no cérebro, em antecipação à comida.

Detalhes dos Reflexos Cefálicos: Antecipatórios e Emocionais

Os reflexos cefálicos podem ser classificados como antecipatórios ou emocionais. Os reflexos antecipatórios são desencadeados por estímulos como a visão, o olfato ou o pensamento sobre comida. Esses estímulos fazem com que o cérebro envie sinais para o TGI, iniciando a salivação e a secreção de ácido gástrico em preparação para a refeição. Os reflexos emocionais descrevem como estados como ansiedade, medo ou excitação podem alterar a função gastrointestinal, causando sensações como "borboletas no estômago" ou vômitos induzidos pela ansiedade.

Integração das Fases da Digestão: Cefálica, Gástrica e Intestinal

A digestão é dividida em três fases: cefálica, gástrica e intestinal. A fase cefálica é dominada por reflexos longos antecipatórios. A chegada do alimento ao estômago inicia a fase gástrica, que envolve reflexos curtos e longos desencadeados pela distensão e pela presença de peptídeos. Quando o quimo entra no duodeno, começa a fase intestinal, que também é regulada por uma complexa interação de reflexos neurais e hormônios. Peptídeos gastrointestinais liberados durante a digestão atuam como hormônios e neurotransmissores, enviando sinais de feedback ao encéfalo para regular a fome e a saciedade, e ao pâncreas para modular a secreção de insulina e glucagon.

Peptídeos e Hormônios Gastrointestinais

Características Gerais dos Hormônios Gastrointestinais

Os hormônios do TGI são peptídeos secretados por células endócrinas da mucosa gástrica e intestinal na corrente sanguínea. Eles viajam para órgãos-alvo, incluindo o próprio TGI e órgãos anexos como o pâncreas e o fígado, para regular diversas funções digestivas.

Famílias de Hormônios Gastrointestinais

Esses hormônios são agrupados em três famílias principais com base na semelhança de suas estruturas:

Família da Gastrina: Inclui a gastrina e a colecistocinina (CCK).
Família da Secretina: A maior família, inclui a secretina, o peptídeo inibidor gástrico (GIP) e o peptídeo-1 semelhante ao glucagon (GLP-1).
Outros: Hormônios que não se encaixam nas famílias anteriores, como a motilina.

A Família da Gastrina: Gastrina

A gastrina é secretada pelas células G do antro gástrico em resposta à distensão do estômago e à presença de peptídeos. Suas principais ações são estimular a secreção de ácido clorídrico e pepsinogênio pelas células gástricas, aumentar a motilidade gástrica e promover o crescimento da mucosa gástrica. A secreção de gastrina é estimulada pela distensão gástrica independentemente do conteúdo, mas a presença de proteínas é um estímulo químico potente.

A Família da Secretina: Secretina

A secretina é liberada pelas células S do duodeno quando o pH do quimo que chega do estômago é inferior a 4,5. Sua principal função é estimular o pâncreas a secretar uma solução rica em bicarbonato, que neutraliza o ácido no duodeno. A secretina também estimula a secreção biliar pelo fígado e inibe a secreção de ácido gástrico e a motilidade gástrica, retardando o esvaziamento do estômago para permitir tempo suficiente para a neutralização e digestão no intestino delgado.

A Família da Gastrina: Colecistocinina (CCK)

A colecistocinina (CCK) é secretada por células do duodeno e jejuno em resposta à presença de lipídios e proteínas. Suas ações incluem: estimular a contração da vesícula biliar para liberar bile, estimular a secreção de enzimas pancreáticas, retardar o esvaziamento gástrico e induzir a saciedade ao atuar no cérebro.

A Família da Secretina: Peptídeo Inibidor Gástrico (GIP)

O GIP (Peptídeo Insulinotrópico Dependente de Glicose) é liberado pelo duodeno e jejuno em resposta à presença de glicose e lipídios. Sua principal função é estimular a secreção de insulina pelas células beta do pâncreas em antecipação à absorção de glicose. Ele também inibe a secreção e a motilidade gástrica.

Outros Peptídeos Relevantes: Motilina e GLP-1

A motilina é liberada em jejum e é responsável por estimular o complexo motor migratório (CMM). Sua secreção é inibida pela ingestão de alimentos. O GLP-1 (Peptídeo-1 Semelhante ao Glucagon) é secretado em resposta a uma refeição mista. Assim como o GIP, ele estimula a liberação de insulina e inibe a secreção de glucagon, além de promover a saciedade. Análogos do GLP-1, como os utilizados em medicamentos como Ozempic e Mounjaro, são usados no tratamento de diabetes tipo 2 e obesidade devido a esses efeitos.

Exemplo de Homeostase por Feedback Negativo: A Secretina

A regulação da secreção de secretina é um exemplo clássico de feedback negativo. A chegada de quimo ácido ao duodeno estimula a liberação de secretina. A secretina, por sua vez, estimula a secreção de bicarbonato pelo pâncreas. O bicarbonato neutraliza o ácido no duodeno, elevando o pH. A elevação do pH remove o estímulo inicial, cessando assim a liberação de secretina. Este ciclo se repete com a chegada de mais quimo ácido, mantendo o pH duodenal em uma faixa ideal para a digestão.

Resumo da Digestão e Absorção por Segmento do Trato Gastrointestinal

Cavidade Oral

Secreção: Saliva (contendo amilase, muco, lisozima).
Digestão: Carboidratos (início).
Absorção: Nenhuma.
Motilidade: Mastigação e deglutição.

Estômago

Secreção: Ácido clorídrico (HCl), pepsinogênio, lipase gástrica, muco, bicarbonato, gastrina, histamina.
Digestão: Proteínas e gorduras (início).
Absorção: Substâncias lipossolúveis (ex: álcool, aspirina).
Motilidade: Peristaltismo para mistura e propulsão.

Intestino Delgado

Secreção: Enzimas (dissacaridases, peptidases), muco, hormônios (CCK, secretina, GIP), bicarbonato. Recebe bile e secreções pancreáticas.
Digestão: Polipeptídeos, carboidratos, gorduras, ácidos nucleicos.
Absorção: Aminoácidos, peptídeos pequenos, monossacarídeos, ácidos graxos, íons, minerais, vitaminas e água.
Motilidade: Mistura (segmentação) e propulsão (peristaltismo).

Intestino Grosso

Secreção: Muco.
Digestão: Nenhuma (apenas fermentação bacteriana).
Absorção: Íons, minerais e água.
Motilidade: Movimento de massa para propulsão segmentar e eliminação.