De forma geral, as funções do trato gastrointestinal (TGI) consiste na ingestão de nutrientes e no seu processamento, até uma forma capaz de ser utilizada pelo corpo, e na eliminação dos produtos de degradação. Os principais processos fisiológicos que ocorrem no TGI são a digestão, a secreção, a motilidade e a absorção. Portanto, neste artigo iremos abordar com algum detalhe sobre as seguintes funções do trato gastrointestinal:
- Digestão
- Secreção
- Motilidade
- Absorção
- Defesa
- Regulação do equilíbrio hidroelétrico
- Excreção
Antes de avançarmos, recordemos de que a parede do TGI é constituída de quatro camadas principais. Do lúmen para a superfície externa, incluem a mucosa, a submucosa, a camada muscular externa e a serosa.
A mais importante – a mucosa – varia de uma região a outra do TGI; no entanto, ela é constituída de três componentes: células epiteliais especializadas, que revestem o lúmen (luz); a lâmina própria subjacente, uma camada de tecido conjuntivo que contém pequenos vasos sanguíneos e linfáticos, células imunes e fibras nervosas; e a muscular da mucosa, uma fi na camada de células musculares com uma camada circular interna e uma camada longitudinal externa.
Função digestiva do trato gastrointestinal
A digestão é o processo que converte os nutrientes dos alimentos em produtos capazes de serem absorvidos pelas células da mucosa. A digestão inclui processos
físicos, como a mastigação e contração do TGI, que trituram e misturam o alimento com as secreções digestivas e o propelem ao longo do canal alimentar. Além disso, a digestão inclui processos químicos que degradam os componentes alimentares (proteínas, gorduras, polissacarídios) a produtos passíveis de absorção (aminoácidos, ácidos graxos, monossacarídios).
As enzimas digestivas provêm das glândulas exócrinas (glândulas salivares, pâncreas, vesícula biliar e fígado) e de células e glândulas existentes na mucosa, ou ocorrem na superfície apical de certas células epiteliais.
Secreção
Durante o processo de digestão, são secretados grandes volumes de líquido no lúmen do TGI. As secreções, como uma das funções do trato gastrointestinal, originam-se de glândulas exócrinas (glândulas salivares, pâncreas, vesícula biliar) e das células epiteliais que revestem o lúmen intestinal (ou de glândulas que se conectam com o lúmen).
Entretanto, o volume diário de líquido que passa pelo TGI é de aproximadamente 2ℓ provenientes da ingestão oral e 7ℓ de secreções (1,5ℓ de saliva, 2,5ℓ de suco gástrico, 0,5ℓ de bile, 1,5ℓ de suco pancreático e 1ℓ de secreções intestinais). No entanto, desse total de 9ℓ, aproximadamente 100mℓ são eliminados diariamente nas fezes; o equilíbrio é reciclado.
A motilidade é uma das funções do trato gastrointestinal mais importante
As secreções e o conteúdo luminal são propelidos da boca até o ânus e misturados por um processo denominado motilidade, devido às contrações coordenadas do músculo liso. Portanto, as células musculares lisas possuem um potencial de membrana em repouso (pequeno excesso de carga negativa) no seu interior, em conseqüência da atividade de bombas presentes na membrana plasmática.
Quando uma célula é despolarizada, essa diferença de potencial é transitoriamente anulada, gerando um sinal que (a) deflagra eventos no interior da célula, levando ao deslizamento dos filamentos de actina e de miosina, e (b) é propagado para células adjacentes, determinando a resposta coordenada da contração muscular. Portanto, a despolarização de uma célula pode ocorrer espontaneamente ou em resposta a um estímulo neural ou hormonal, dependendo das características específicas das diferentes células.
Por outro lado, o músculo liso do TGI exibe diferenças nas suas propriedades contráteis em diferentes regiões do trato. Ocorrem despolarizações ondulantes em “ondas lentas” em algumas áreas, enquanto são observadas despolarizações rápidas “picos de onda” em outras áreas. Cada tipo ocorre em uma freqüência intrínseca característica e também pode ser deflagrado por estímulos específicos, como estiramento, influxo neuronial ou hormônios.
Surtos curtos de picos de onda produzem atividade motora fásica, enquanto surtos mais longos causam contração muscular tônica. A contração tônica ocorre nos esfíncteres (“comportas” que só permitem o prosseguimento do movimento pelo trato GI durante o relaxamento). A atividade elétrica fásica ocorre nas regiões intercaladas do trato GI (entre os esfíncteres).
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Absorção dos nutrientes
Os produtos da digestão (aminoácidos, pequenos peptídios, monossacarídios, ácidos graxos) são retidos no organismo pelo processo de absorção. As moléculas absorvidas podem passar através (via transcelular) ou entre (via paracelular) as células epiteliais que revestem o intestino para penetrar no sangue circulante ou no sistema linfático.
Em geral, esse transporte pode ser efetuado por um mecanismo passivo, que não depende de energia, ou por um processo ativo, que necessita de energia e que ocorre contra um gradiente eletroquímico. O transporte passivo pode ocorrer por difusão simples (movimento molecular aleatório) de moléculas sem carga elétrica, que atravessam facilmente a camada lipídica da membrana plasmática. Dessa maneira, os ácidos graxos de cadeia curta são absorvidos no intestino delgado.
As moléculas com carga elétrica que não podem atravessar a membrana plasmática difundem-se através de canais especializados (proteínas transmembrana) situados dentro da membrana apical e basolateral das células epiteliais. Por exemplo, a água é absorvida por difusão através de canais de água ou aquaporinas no intestino delgado.
Algumas moléculas que são absorvidas por difusão ligam-se a proteínas transportadoras na membrana plasmática, que facilitam sua transferência para o interior da célula (difusão facilitada).
O transporte ativo necessita de energia metabólica. No transporte ativo primário, a própria molécula de transporte hidrolisa o trifosfato de adenosina (ATP).Enquanto no transporte ativo secundário, o próprio transportador não hidrolisa o ATP; o transporte depende de um gradiente eletroquímico que foi estabelecido pelo transporte ativo primário.
Além das principais funções do trato gastrointestinal relacionados com a digestão e a absorção, o trato digestivo também desempenha outras funções, que são essenciais para a manutenção da saúde e da homeostasia.
Defesa como uma das funções do trato gastrointestinal imprescindível
A mucosa do TGI representa a maior superfície do corpo exposta ao ambiente, e o intestino, a exemplo da pele, precisa proteger o corpo do ambiente externo. As defesas envolvem a proteção contra toxinas, bactérias e vírus ingeridos, bem como contra as bactérias e toxinas que normalmente existem no intestino grosso.
O processo de defesa envolve dois mecanismos:
- Defesa imunológica — o sistema imune da mucosa ou tecido linfóide associado ao intestino (GALT) é constituído pelas placas de Peyer (agregados de células linfóides no intestino delgado) e por populações difusas de células imunes da mucosa. O GALT protege contra bactérias, vírus e toxinas e assegura o desenvolvimento de tolerância a substâncias dietéticas potencialmente imunogênicas e a bactérias.
- Defesa não-imunológica — esses mecanismos incluem a secreção de líquido gástrico e intestinal, eletrólitos e muco e as junções firmes entre as células epiteliais. As secreções neutralizam e removem as bactérias e macromoléculas potencialmente lesivas, enquanto as junções firmes impedem a sua entrada nos tecidos. Certos peptídios secretados no lúmen intestinal contribuem para a defesa e a cura. As defensinas são peptídios antimicrobianos secretados pelas células epiteliais no intestino. Esses peptídios perfuram as paredes celulares das bactérias e impedem a colonização do intestino delgado.
Regulação do equilíbrio eletroquímico
O intestino delgado recebe diariamente 8 a 9 ℓ de líquido com eletrólitos e secreta mais 1 ℓ e eletrólitos por dia. A maior parte do líquido é absorvida. Por conseguinte, é necessário que a secreção e a absorção sejam reguladas para manter o equilíbrio. O aumento da secreção ou a diminuição da absorção provocam
diarréia, que pode ser fatal devido à perda hidreletrolítica.
Excreção
Os produtos alimentares não-digeridos, as bactérias e certos metais pesados (p. ex., cobre e ferro excretados na bile) são excretados nas fezes. Veja também a o processo da formação da urina.
