Fisiologia do Trato Gastrointestinal: Da Boca ao Intestino Grosso e Seus Mecanismos de Regulação

Introdução

O trato gastrointestinal (TGI) é um sistema complexo e altamente coordenado, essencial para a digestão, absorção de nutrientes e eliminação de resíduos. Compreender o funcionamento de cada uma de suas partes, desde a boca até o intestino grosso, bem como os mecanismos regulatórios envolvidos, é fundamental para a saúde e o desempenho metabólico.

Processamento Inicial do Alimento: Boca e Esôfago

Boca

Na cavidade oral, os dentes incisivos são responsáveis pelo corte dos alimentos, enquanto os molares (dentes posteriores) são utilizados para a trituração (3). A boca abriga três pares de glândulas salivares: parótida, sublingual e submandibular (3).

A mastigação possui três finalidades principais:

Redução do tamanho das partículas alimentares, o que, consequentemente, aumenta a taxa de esvaziamento gástrico (3).
Aumento da área de superfície do alimento, ampliando a área de contato para a ação das enzimas digestivas liberadas pelas glândulas salivares e pelo estômago (3).
Mistura das partículas de alimento com a saliva e as enzimas digestivas (3).

Saliva

A secreção diária de saliva varia entre 800 e 1500 mL/dia (3). No estado “não estimulado”, a taxa de secreção é de 0,5 mL/min, podendo aumentar em até 10 vezes durante a mastigação (3). A saliva é composta por 99,5% de água, sendo o restante constituído por:

Enzimas: α-amilase e lipase lingual (3).
Proteínas mucóides: Conferem à saliva sua viscosidade, auxiliando na lubrificação do alimento e facilitando a deglutição (3).
Bicarbonato e eletrólitos (3).
Lisozimas: Enzimas com capacidade de quebrar proteínas e atacar bactérias (3).
Proteínas anticorpos: Imunoglobulina A (IgA) (3).

Esôfago

O esôfago é o órgão responsável pelo transporte dos alimentos para o estômago, um processo realizado por meio de movimentos peristálticos, que consistem em contrações e relaxamentos rítmicos da musculatura (3). O esôfago possui uma camada interna de músculo liso com faixas circulares e uma camada externa de músculos longitudinais. A contração coordenada desses músculos impulsiona o alimento, mesmo contra a gravidade (3). Na extremidade distal do esôfago, localiza-se o esfíncter esofágico, uma válvula de músculo liso que permite a entrada do alimento no estômago e previne o refluxo gastroesofágico (3).

O Estômago e o Esvaziamento Gástrico

Anatomia e Funções Gástricas

O estômago mede cerca de 20-25 cm de comprimento e é dividido anatomicamente em três partes: fundo, corpo e antro (3). Funcionalmente, o fundo é considerado parte do corpo (3).

Corpo: Responsável pela secreção de muco, pepsinogênio e HCl (3).
Antro: Responsável pela secreção de muco, pepsinogênio e gastrina (3).

As principais funções do estômago incluem:

Armazenamento de alimentos até que possam ser processados pelo intestino (3).
Mistura dos alimentos com a secreção gástrica, formando o quimo (3).
Regulação do esvaziamento do quimo para o duodeno em uma velocidade adequada, favorecendo a digestão e absorção (3).

O volume médio do estômago é de aproximadamente 1,5 L, mas pode atingir 6 L quando repleto (3). O quimo pode ser líquido ou pastoso, dependendo da proporção entre alimentos e secreções, e do grau de digestão (3). A absorção no estômago é limitada, ocorrendo majoritariamente para água e álcool (3).

Esvaziamento Gástrico

O tempo de permanência do alimento no estômago varia entre 1 e 4 horas, dependendo do conteúdo da refeição (3). As contrações estomacais aumentam a pressão intragástrica, impulsionando o quimo através do esfíncter pilórico para o intestino (3). Sinais internos e externos modulam esse esvaziamento (3).

No estômago, sinais nervosos desencadeados pelo alongamento e distensão da parede estomacal, bem como pela liberação de gastrina, estimulam o esvaziamento (3). Esses sinais gástricos podem ser considerados de feedback positivo (3).

O intestino, por sua vez, também modula o esvaziamento gástrico, geralmente fornecendo sinais de feedback negativo, inibindo-o (3). O duodeno contém receptores que detectam acidez, distensão, osmolaridade e, possivelmente, a presença de carboidratos, proteínas e lipídios. A estimulação desses receptores desencadeia um reflexo enterogástrico que aumenta a contração do piloro, prevenindo a entrada excessiva de quimo no intestino (3).

Fatores que Afetam o Esvaziamento Gástrico

Volume do alimento: As paredes estomacais são capazes de se distender para acomodar volumes maiores sem alteração significativa na pressão inicial; o aumento da pressão ocorre quando a distensão atinge seu limite (3). O esvaziamento de líquidos é diretamente proporcional ao volume, ou seja, quanto maior o volume, mais rápido o esvaziamento (3).
Densidade energética: A influência da densidade energética ou da composição específica de nutrientes no esvaziamento gástrico ainda não está totalmente esclarecida (3).
Temperatura: Não foi encontrada diferença no esvaziamento gástrico em relação à temperatura dos alimentos (3).
Osmolaridade: Uma osmolaridade aumentada pode intensificar as secreções gástricas e intestinais, diminuindo o esvaziamento gástrico (3).
Exercício físico: Exercícios realizados acima de 80% do VO2max alteram a distribuição sanguínea, diminuindo o fluxo para o sistema gastrointestinal e, consequentemente, reduzindo o esvaziamento gástrico (3).
Sexo: Mulheres geralmente apresentam uma taxa de esvaziamento gástrico mais lenta que homens (3).
Estresse psicológico: A redução na taxa de esvaziamento gástrico está relacionada a alterações hormonais induzidas pelo estresse, como a epinefrina, que diminui o fluxo sanguíneo para o trato gastrointestinal (3).
Gordura: A gordura retarda o esvaziamento gástrico ao estimular a liberação de colecistoquinina (CCK) (1). Esse hormônio também induz a secreção biliar e reduz a motilidade do TGI (1).

Intestino Delgado e Órgãos Acessórios

Intestino Delgado

O intestino delgado mede cerca de 6-7 m de comprimento e 3-5 cm de diâmetro, sendo dividido em duodeno (≈30 cm), jejuno (≈2,5 m) e íleo (≈3 m) (3). Cerca de 95% de toda a absorção de nutrientes ocorre no jejuno e no íleo (3). A parede intestinal é altamente especializada, com capacidade de aumentar a área de absorção em 600 vezes em comparação com um tubo simples de superfície plana (3). Os sucos digestivos (bile e suco pancreático) são liberados na segunda parte do duodeno, um mecanismo regulado pela válvula muscular conhecida como esfíncter de Oddi (músculo esfíncter da ampola hepatopancreática) (3).

Vilosidades

As vilosidades intestinais, com formato de dedo, são altamente vascularizadas. A parede de cada vilosidade é composta por uma camada de células epiteliais, e cada célula possui uma borda em escova por onde ocorre a absorção de nutrientes (3). Cada vilosidade contém um “lácteo” central, responsável pelo transporte de partículas que não são prontamente hidrossolúveis, que são transportadas via vasos linfáticos (3). Os demais nutrientes são transportados para o fígado através da veia porta hepática (3).

Vesícula Biliar

A vesícula biliar é um órgão oco localizado abaixo do fígado, responsável por armazenar, concentrar e liberar a bile (3). A bile é produzida pelas células hepáticas e consiste em água, eletrólitos, sais biliares, colesterol, lecitina e bilirrubina (3). A bile facilita a digestão e absorção de gorduras, sendo liberada através do ducto hepático, que se une ao ducto pancreático antes de desaguar no intestino (3). A vesícula biliar armazena apenas 30-60 mL, mas secreta cerca de 1,2 L de bile no duodeno ao longo do dia (3). Os sais biliares secretados no intestino são reabsorvidos na mucosa do íleo distal, entram na circulação, são direcionados para o fígado e novamente secretados na bile (3). Desse modo, aproximadamente 94% dos sais biliares são reaproveitados nesse processo de recirculação, conhecido como circulação êntero-hepática (3).

Pâncreas

O pâncreas é uma glândula localizada paralelamente e inferiormente ao estômago (3). Ele secreta bicarbonato de sódio para tamponar o ácido estomacal e enzimas digestivas para a quebra de proteínas, carboidratos e lipídios (3). O suco pancreático é secretado principalmente em resposta ao quimo nas porções superiores do intestino delgado, e a quantidade de bicarbonato e enzimas depende do tipo e da quantidade de alimento ingerido (3).

Intestino Grosso e Trânsito Intestinal

Válvula Ileocecal

Do intestino delgado, o quimo se move para o intestino grosso através da válvula ileocecal (3). Essa válvula é capaz de resistir a pressões de aproximadamente 50-60 cm de água (3). A contração da válvula ileocecal é regulada por diversos fatores, incluindo a distensão do ceco, que é uma bolsa cega aberta em apenas uma extremidade (3).

Intestino Grosso

O intestino grosso mede cerca de 1,5 m de comprimento e é composto pelo cólon, reto e canal anal. O cólon é dividido em ascendente, transverso, descendente e sigmoide (3). As principais funções do intestino grosso são a absorção de água e eletrólitos e o armazenamento das fezes (3). A absorção de líquidos ocorre principalmente na primeira parte do intestino grosso, enquanto o armazenamento se dá nas partes mais distais (3). Geralmente, cerca de 80-150 mL de líquidos estão contidos em 300 mL de fezes (3). No intestino grosso, o quimo passa a ser denominado fezes (3).

Tempo de Trânsito Intestinal e Motilidade

Dependendo de sua composição, o alimento pode permanecer de 1 a 3 dias no trato gastrointestinal antes de ser eliminado (3). A motilidade intestinal é resultado da ação de duas camadas de músculo liso, com fibras musculares longitudinais e circulares, que possibilitam as contrações de peristaltismo e mistura, impulsionando o quimo em direção ao intestino grosso (3). No intestino delgado, as contrações atingem uma velocidade de 0,5 a 2,0 cm/segundo, sendo mais aceleradas na porção proximal e mais lentas na porção distal (3). O peristaltismo aumenta após as refeições e também pode ser intensificado após irritação da mucosa, como ocorre durante episódios de diarreia infecciosa (3).

Regulação do Trato Gastrointestinal

Inervação

O trato gastrointestinal é inervado por dois plexos intramurais principais:

Plexo mioentérico (plexo de Auerbach): Localizado entre a camada muscular longitudinal externa e a camada muscular circular média (2).
Plexo submucoso (plexo de Meissner): Situado no lado luminal da camada muscular circular (2).

O TGI é inervado por componentes simpáticos e parassimpáticos do sistema nervoso autônomo (3). A estimulação parassimpática é responsável pela estimulação da motilidade (3). O nervo vago é a fonte da atividade parassimpática, atuando no esôfago, estômago, pâncreas, vesícula biliar, intestino delgado e na parte superior do intestino grosso (3).

Hormônios do Trato Gastrointestinal

O controle hormonal do TGI envolve secreções endócrinas e parácrinas (2).

Secreções Endócrinas: Principalmente peptídeos sintetizados por células endócrinas na mucosa e liberados na corrente sanguínea. Exemplos importantes incluem gastrina e colecistoquinina (CCK) (2).
Secreções Parácrinas: Peptídeos reguladores liberados por células especiais em toda a parede do trato, atuando sobre células próximas. No estômago, a histamina é o mais importante (2).

Principais Hormônios e Neurotransmissores

Histamina: Estimula a secreção do ácido gástrico pela sua ação nos receptores H2 (2). Essa é a ação mais importante da histamina clinicamente, relacionada à patogenia da doença ulcerosa péptica (2). Atua como parácrina nos receptores H2 das células parietais, aumentando o monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) intracelular (2). As células parietais respondem a concentrações de histamina acima do limiar necessário para ativação dos receptores H2 vasculares (2).
Gastrina: Hormônio secretado pelo estômago que aumenta a secreção de ácido clorídrico e pepsinogênio no estômago (3). Sua principal ação é estimular a secreção de ácido pelas células enterocromafins-like (ECS) através de sua ação nos receptores de gastrina/CCK, que elevam o Ca2+ intracelular (2). A gastrina também estimula a síntese de histamina pelas células ECS e aumenta, indiretamente, a secreção de pepsinogênio, além de estimular o fluxo sanguíneo e intensificar a motilidade gástrica (2). Aminoácidos e pequenos peptídeos estimulam diretamente as células secretoras de gastrina, assim como leite e soluções de sais de cálcio, o que explica a inadequação do uso de substâncias contendo sais de cálcio como antiácidos (2).
Secretina: Hormônio produzido pelo intestino delgado que aumenta a secreção de água e bicarbonato pelo pâncreas (3).
Acetilcolina (ACh): Liberada pelos neurônios colinérgicos pós-ganglionares, estimula receptores M3 muscarínicos específicos na superfície das células parietais, elevando o Ca2+ intracelular e estimulando a secreção de ácido (2). A ACh também apresenta efeitos complexos em outros tipos celulares, inibindo a liberação de somatostatina (SST) pelas células D, o que potencializa sua ação na secreção de ácido pelas células parietais (2).
Prostaglandinas (PGs): A maioria das células do TGI produz PGs, sendo as mais importantes a PGE2 e a PGEI2. As PGs exercem efeitos citoprotetores, incluindo o aumento da secreção de bicarbonato e mucina protetora, a redução da produção de ácido gástrico e a prevenção da vasoconstrição e do dano à mucosa após estímulo agressivo (2).
Somatostatina (SST): Este hormônio peptídico é liberado pelas células D em muitas regiões do estômago (2). Exerce efeitos inibitórios parácrinos sobre a liberação de gastrina pelas células G e sobre a liberação de histamina pelas células ECS, bem como diretamente sobre a produção de ácido pelas células parietais (2).

Secreção Gástrica

O estômago secreta cerca de 2,5 L de suco gástrico por dia (2). Os principais componentes exócrinos são:

Pró-enzimas: Pró-renina e pepsinogênio, elaborados pelas células principais ou peptídicas (2).
Ácido clorídrico (HCl) e fator intrínseco: Secretados pelas células parietais ou oxínticas (2).

A produção de ácido é fundamental para a promoção da digestão proteolítica dos alimentos, absorção do ferro e eliminação de patógenos (2). As células secretoras de muco são abundantes na mucosa gástrica; os íons bicarbonato são secretados e ficam retidos no muco, criando uma barreira protetora em gel, que mantém a superfície da mucosa em um pH de 6 a 7, em contraste com o ambiente luminal muito mais ácido (pH 1 a 2) (2). Contudo, o álcool e a bile podem romper essa camada protetora (2). A secreção de muco e bicarbonato é estimulada por prostaglandinas citoprotetoras (PGs) produzidas localmente (2). Desequilíbrios nesses mecanismos secretores e protetores estão implicados na patogênese da úlcera péptica e outras condições gástricas, como a doença do refluxo gastroesofágico (DRGE) e lesões induzidas por anti-inflamatórios não esteroidais (AINEs) (2).

Os principais mediadores que controlam direta ou indiretamente o ácido produzido pelas células parietais são:

Histamina: Hormônio local estimulador (2).
Gastrina: Hormônio peptídico estimulador (2).
Acetilcolina (ACh): Neurotransmissor estimulador (2).
PGE2 e PGEI2: Hormônios locais que inibem a secreção de ácido (2).
Somatostatina (SST): Hormônio peptídico inibidor (2).

Coordenação e Regulação da Secreção Ácida

O modelo mais aceito atualmente para o controle da secreção de ácido é o eixo gastrina-ECS-célula parietal (2). A etapa inicial desse controle fisiológico é a liberação de gastrina pelas células G, que atua por meio de seu receptor CCK2 nas células ECS, promovendo a liberação de histamina (2). A histamina atua nos receptores H2 das células parietais, aumentando o cAMP e ativando a secreção de prótons (2). A estimulação vagal direta também pode induzir a secreção de ácido (o que fundamenta as “úlceras de estresse”) com a liberação de ACh, que estimula diretamente os receptores M3 presentes nas células parietais (2). Esse sistema de controle é complexo, e a exposição prolongada dos tecidos ao excesso de secreção gástrica é perigosa, exigindo uma regulação rigorosa (2).

Permeabilidade Intestinal e Tight Junctions

A zonulina é uma proteína capaz de modular a permeabilidade intestinal e tem sido associada ao sistema imune inato do intestino. Sua disfunção tem sido ligada a diversas patologias, como doença celíaca, esclerose múltipla, artrite reumatoide e diabetes tipo 1, onde a disfunção das tight junctions (TJs) é primária.

As TJs representam a principal barreira da via de condução paracelular no intestino. A via paracelular é um transporte passivo de íons e pequenos solutos que regula parte do gradiente de concentração. A ZOT (uma enterotoxina homóloga à zonulina) varia entre as regiões intestinais, sendo encontrada no jejuno e no íleo distal, mas não no cólon, o que coincide com as mudanças observadas na barreira intestinal.

A zonulina é capaz de reduzir a resistência elétrica da barreira intestinal (jejuno e íleo), modulando as TJs e, consequentemente, a movimentação de fluidos, macromoléculas e leucócitos entre a corrente sanguínea e o lúmen intestinal. Outro provável papel da zonulina é a proteção contra microrganismos colonizadores do intestino proximal, atuando no sistema imune inato.

A permeabilidade intestinal influencia nas doenças autoimunes. Uma permeabilidade alterada pode gerar uma resposta imune exacerbada, que pode afetar órgãos além do intestino. Tem sido associada a alergias, infecções e até mesmo câncer.

Cerca de 90% dos antígenos são absorvidos através da mucosa intestinal pela via transcelular, onde essas partículas são degradadas e convertidas em peptídeos não imunogênicos (não ativam o sistema imune). Os 10% restantes das proteínas são transportados pela via paracelular de forma intacta, resultando em uma resposta imune. Em indivíduos saudáveis, essa resposta imune gera tolerância ao antígeno.

Doenças autoimunes frequentemente apresentam condições preexistentes que levam ao processo patológico, incluindo:

Predisposição genética do organismo para reconhecer e interpretar erroneamente um antígeno no trato gastrointestinal.
Exposição do organismo ao antígeno.
Apresentação do antígeno na mucosa gastrointestinal pela via paracelular, que normalmente é prevenida pelas TJs.

Na maioria dos casos, um aumento na permeabilidade precede o desenvolvimento da doença, causando uma anormalidade na entrega de antígenos e levando a doenças sistêmicas.

Referências Bibliográficas

COZZOLINO, S. Biodisponibilidade de Nutrientes. 6. ed. São Paulo: Manole; 2020. p. 934.
RITTER, J. M. et al. Rang & Dale Farmacologia. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2020. p. 789.
JEUKENDRUP, A. E.; GLEESON, M. Nutrição no Esporte – Diretrizes Nutricionais e Bioquímica e Fisiologia do Exercício. 3. ed. São Paulo: Manole; 2021. p. 559.