Tal como os glicídeos, também as proteínas e os lipídeos da
dieta são hidrolisados durante o processo digestivo por ação catalítica de
enzimas. O ambiente em que estas enzimas atuam também é importante e, neste
contexto, tem importância a secreção de ácido clorídrico pelas células
parietais do estômago, a neutralização deste ácido pelo bicarbonato presente no
suco pancreático e na bílis e a emulsificação das gorduras (dispersão em
gotículas) por ação dos sais biliares, dos fosfolipídeos, da temperatura e dos
movimentos peristálticos do estômago e intestino. 2- O ácido clorídrico é
segregado nas células parietais do estômago podendo o pH do estômago ser da
ordem de 1-2. O processo envolve a conversão do CO2 em ácido carbónico por ação
catalítica da anídrase carbónica (ver Equação 1) e a subsequente dissociação do
ácido carbónico em HCO3 - + H+ no citoplasma das células parietais. No polo
apical destas células a ATPase do H+ /K+ catalisa a troca de H+ que sai (contra
gradiente) por K+ que entra (também contra gradiente); a componente exergónica
do processo é a hidrólise do ATP. No transporte de Cl- do sangue para o lúmen
estão envolvidos transportadores: no polo basal existe um antiporter que troca
Cl- (que entra) por HCO3 - (que sai); no polo apical existe um canal iónico que
permite a saída do Cl- para o lúmen. Assim quando as células parietais são
estimuladas a segregar ácido clorídrico o bicarbonato que resultou da
dissociação do ácido carbónico vai alcalinizar o plasma sanguíneo. As células
que forram o estômago não são normalmente agredidas pelo ácido porque estão
protegidas pelo muco. O pH ácido do estômago tem importância na digestão
gástrica porque é o pH ácido é adequado para a ação das enzimas que aqui atuam
(lípase gástrica e pepsina) e provoca desnaturação das proteínas da dieta
facilitando a sua digestão. A estimulação da secreção ácida resulta de
estímulos nervosos (via nervo vago), da ação parácrina da histamina
(sintetizada por células da própria mucosa gástrica) e da hormona gastrina. A
gastrina é sintetizada por células endócrinas localizadas na mucosa gástrica e,
para além de estimular a secreção de ácido, também estimula a secreção das
enzimas digestivas gástricas por células que são designadas de principais.
Equação 1 CO2 + H2O → H2CO3
No duodeno o ácido do estômago é neutralizado pelo HCO3 -
dos sucos pancreático e biliar. O pH 7-8 do lúmen intestinal é adequado para a
ação das enzimas digestivas pancreáticas e intestinais. No pâncreas, o
bicarbonato é sintetizado e segregado num processo em que também participa a
anídrase carbónica (ver Equação 1) e que ocorre nas células dos canalículos
pancreáticos. O estímulo para esta secreção tem origem na secretina, uma
hormona sintetizada por células endócrinas situadas no epitélio intestinal. A
secretina também tem ação estimuladora na secreção exócrina pancreática de
enzimas digestivas mas, neste papel, tem maior relevância a colecistocinina. A
colecistocinina é uma outra hormona sintetizada por outras células endócrinas
situadas no mesmo epitélio intestinal e, para além de estimular a secreção de
enzimas digestivas pancreáticas (nas células acínares), também estimula a
contração da vesícula biliar e a consequente descarga de bílis no lúmen
duodenal. 4- As proteínas são importantes componentes da dieta. As proteínas
são formadas por aminoácidos ligados entre si (numa cadeia linear) por ligações
covalentes que os químicos designam por ligações amida. No caso particular das
proteínas e dos peptídeos essas ligações também se costumam designar por
ligações peptídicas. A hidrólise destas ligações leva à separação de grupos
carboxílicos e amina. A hidrólise completa de uma proteína leva à separação dos
resíduos dos aminoácidos componentes dessa proteína. O aminoácido mais simples
é a glicina (CH2NH2COOH) que contém apenas dois carbonos, nenhum deles
assimétrico. Os aminoácidos que fazem parte das proteínas são todos
α-aminoácidos e, com exceção da glicina (que não tem enantiómeros), são todos
de tipo L: quando os carbonos 1, 2 e 3 estão alinhados na vertical, o carbono 2
(ou α) está no plano do papel e os carbonos 1 e 3 estão atrás do plano, o grupo
NH2 ligado no carbono 2 está voltado para a esquerda. Também ligado ao carbono
2 dos diferentes aminoácidos existe uma “cadeia lateral” (1) que pode ser
simplesmente um hidrogénio (como no caso da glicina), (2) um grupo metilo (como
no caso da alanina), (3) uma cadeia alifática ramificada (como nos casos da
valina, leucina e isoleucina), (4) conter um grupo hidroxilo (como nos casos da
serina, treonina, tirosina, hidroxilisina e hidroxiprolina), (5) conter um
átomo de enxofre (como nos casos da cisteína e metionina), (6) conter grupos
carboxílicos ou as respetivas amidas (como nos casos do aspartato, asparagina,
glutamato e glutamina), (7) conter grupos básicos (como nos casos da arginina,
lisina, hidroxi-lisina e histidina), (8) conter anéis aromáticos (como nos
casos da histidina, tirosina, fenilalanina e triptofano) ou (9) conter um amina
secundária (como nos casos prolina e hidroxiprolina). 5- Na digestão das
proteínas (quer as da dieta quer as endógenas que são vertidas no lúmen do tubo
digestivo) participam protéases (hidrólases de proteínas) com origem nas
células principais do estômago (pepsina), nas células acinares pancreáticas (tripsina,
quimotripsina, elástase e carboxipeptídase A e B) e nos enterócitos
(endopeptídases, aminopeptídases e dipeptídases). Por ação destas enzimas
ocorre rotura das ligações peptídicas das proteínas gerando-se peptídeos com
tamanho cada vez menor e, no final do processo, aminoácidos. A pepsina, a
tripsina, a quimotripsina, a elástase e a endopeptídase intestinal dizem-se
endopeptídases porque catalisam a rotura de ligações peptídicas situadas no
“interior” da estrutura primária dos seus substratos. Pelo contrário, as
carboxipeptídases (libertam o aminoácido da extremidade carboxílica), as
aminopeptídases (libertam o aminoácido da extremidade amina) e as dipeptídases
dizem-se exopeptídases porque atuam em ligações peptídicas das extremidades e
da sua ação catalítica resulta a libertação de aminoácidos. Embora sejam muito
inespecíficas cada uma das peptídases atua preferencialmente em ligações
peptídicas que envolvam determinados aminoácidos; estas “preferências” são
diferentes de enzima para enzima. As peptídases digestivas são capazes de
catalisar a hidrólise das proteínas da dieta, das proteínas que fazem parte das
células da mucosa que “descamam” (em constante renovação) assim como das
próprias enzimas digestivas (também elas são proteínas). De facto, se
admitirmos uma ingestão diária de cerca 60-80 g de proteínas na dieta, uma
massa semelhante de proteínas endógenas é vertida no lúmen digestivo e apenas
uma fração menor (cerca de 10 g/dia) de produtos de origem protéica aparece nas
fezes.
A pepsina é segregada no estômago como um zimogénio inativo
(pepsinogénio) que, em contacto com o pH ácido do estômago, se hidrolisa
gerando a enzima ativa (pepsina) e um polipeptídeo inativo (ver Equação 2). A
separação do polipeptídeo torna o centro ativo da enzima acessível aos seus
substratos. A ativação do pepsinogénio também ocorre por autocatálise: a
própria pepsina tem atividade hidrolítica sobre o pepsinogénio promovendo a
ativação deste a pepsina.
Equação 2 zimogénio + H2O → enzima ativa + polipeptídeo
inativo
As protéases de origem pancreática também são segregadas
como zimogénios inativos: o tripsinogénio, o quimotripsinogénio, a pró-elástase
e as pró-carboxipeptídases A e B. No duodeno, a enteropeptídase (também
impropriamente designada de enteroquínase), que é uma protéase situada no lado
externo da membrana apical dos enterócitos, catalisa a hidrólise do
tripsinogénio levando (de maneira semelhante ao caso do pepsinogénio; ver
Equação 2) à formação de tripsina. A tripsina formada, também por ação
hidrolítica, ativa o próprio tripsinogénio mas a sua atividade é maior quando
atua no quimotripsinogénio, na pró-elástase e nas pró-carboxipeptídases A e B;
nestes casos formam-se, respetivamente, a quimotripsina, a elástase e as
carboxipeptídases A e B.
Da ação combinada das enzimas proteolíticas pancreáticas e
da pepsina resultam alguns aminoácidos livres e polipeptídeos, mas a digestão
destes últimos continua por ação de ectoenzimas (endopeptídases,
aminopeptídases e dipeptídases) ancoradas na membrana apical dos enterócitos
mas com o centro ativo voltado para o lúmen. Estes processos podem levar à
formação de aminoácidos livres no lúmen intestinal mas a absorção pode ocorrer
em fases menos avançadas da digestão das proteínas.
A absorção ocorre nos enterócitos, cuja membrana apical tem
múltiplas projeções em forma de “dedo” que se designam de microvilosidades: ao
conjunto dá-se o nome de bordadura em escova. A absorção das proteínas é um
processo complexo podendo fazer-se na forma de aminoácidos, de dipeptídeos, de
tripeptídeos ou mesmo de proteínas inteiras. A absorção de proteínas inteiras
ocorre por pinocitose sendo comum nos bebés e menos frequente no adulto. No
polo apical dos enterócitos o transporte dos aminoácidos envolve vários
simporters em que, na maioria dos casos, o Na+ é cotransportado com os
aminoácidos (transporte ativo secundário em que o componente exergónico é o
transporte de Na+ ). No caso de aminoácidos com carga global positiva (como a
arginina e a lisina) otransporte também depende da ação da ATPase do Na+ /K+ já
que a energia envolvida no processo é o potencial elétrico negativo no interior
das células. No caso dos di- e tripeptídeos o único transportador conhecido é
um simporter peptídeo/H+ (PEPT1) altamente inespecífico relativamente aos
aminoácidos constituintes do peptídeo transportado [2]. A energia envolvida
neste transporte é a que resulta do gradiente eletroquímico do protão. Os
protões têm tendência a entrar nas células devido ao potencial elétrico ser
negativo no interior, acoplando (via PEPT1) a entrada de di- e tripeptídeos. Os
protões presentes no lúmen resultaram da ação de um trocador Na+ /H+ que
catalisa a troca de um protão que sai por um ião Na+ que entra a favor do
gradiente eletroquímico.
Os di- e tripeptídeos e outros peptídeos incompletamente
digeridos que foram absorvidos são maioritariamente hidrolisados por peptídases
do citoplasma dos enterócitos. No polo basal dos enterócitos os múltiplos
sistemas transportadores de aminoácidos são distintos dos que existem no polo
apical e, na maioria dos casos, são uniporters, não envolvendo cotransporte de
iões inorgânicos. Na maioria dos casos os aminoácidos que entraram para os
enterócitos ou foram aí libertados via hidrólise de peptídeos entram na
corrente sanguínea através do sistema porta hepático. No entanto, alguns
aminoácidos (com particular destaque para a glutamina) são, em grande parte,
oxidados nos enterócitos sendo aqui importantes nutrientes do ponto de vista
energético.
Os lipídeos são um grupo heterogéneo de compostos que, em
geral, são praticamente insolúveis na água e solúveis em solventes orgânicos.
As gorduras existem sobretudo no tecido adiposo, são os mais abundantes
componentes lipídicos da dieta (mais de 90%) e são misturas de diferentes tipos
de triacilgliceróis. Os triacilgliceróis são ésteres de ácidos gordos e
glicerol. Os ácidos gordos podem ser saturados (sem duplas ligações) ou
insaturados (contendo duplas ligações que, no caso dos lipídeos naturais, estão
sempre na configuração cis). Os ácidos gordos denominam-se de acordo com o
número de carbonos e, no caso de existirem, com o número e localização das
duplas ligações. São exemplos de ácidos gordos saturados: o butírico (4C), o
palmítico (16C), o esteárico (18C) e o araquídico (20C). São exemplos de ácidos
gordos insaturados: o palmitoleico (16:1;9), o oleico (18:1;9), o linoleico
(18:2;9,12), o α-linolénico (18:3;9,12,15) e o araquidónico (20:4;5,8,11,14). A
esmagadora maioria dos ácidos gordos da dieta estão esterificados sendo
componentes dos triacilgliceróis; os mais abundantes são o oleico, o palmítico
e o linoleico.
Para além dos triacilgliceróis também fazem parte da dieta
os componentes lipídicos das membranas de que destacamos os
glicerofosfolipídeos e o colesterol. Os colesterídeos (ésteres de colesterol)
formam gotículas no citoplasma das células e também fazem parte da dieta
normal. Entre os glicerofosfolipídeos têm especial importância as lecitinas. As
lecitinas (também designadas por fosfatidil-colina) são formadas por glicerol
ligado nos carbonos 1 e 2 a dois resíduos de ácidos gordos e no carbono 3 a um
resíduo de fosfato por sua vez ligado a um resíduo de colina. Para além de
serem componentes da dieta, as lecitinas e o colesterol também são componentes
da bílis que é vertida no lúmen duodenal durante a digestão.
A dispersão (emulsificação) das gorduras é um passo
importante na digestão dos lipídeos consistindo na diminuição do tamanho das
gotículas de gordura. Esta diminuição faz com que aumente a superfície de
contacto entre as fases gorda e aquosa (onde estão as enzimas) do lúmen
intestinal. No processo de emulsificação participam, para a além da temperatura
corporal e dos movimentos peristálticos, substâncias que têm ação detergente.
Os detergentes são substâncias com propriedades anfipáticas; na digestão são
importantes os sais biliares, os fosfolipídeos da dieta e de secreção biliar
assim como os próprios produtos da digestão dos lipídeos. As enzimas envolvidas
na digestão dos lipídeos são todas estérases (porque catalisam a rotura
hidrolítica de ligações éster) e em todos os casos um dos produtos é um ácido
gordo.
Na hidrólise dos triacilgliceróis participam a lípase
gástrica e a lípase pancreática. A lípase pancreática tem atividade ótima
quando ligada a uma outra proteína de origem pancreática, a colípase. Por ação
catalítica destas lípases formam-se como produtos maioritários os ácidos gordos
e o 2- monoacilglicerol (ver Equação 3). Na hidrólise dos fosfolipídeos tem
importância uma fosfolípase de tipo A2 (ver Equação 4); por ação desta enzima
geram-se lisofosfolipídeos (glicerofosfolipídeo sem o ácido gordo do carbono 2)
e ácidos gordos. Na hidrólise dos colesterídeos participa a estérase dos
ésteres de colesterol que leva à formação de colesterol e ácidos gordos (ver
Equação 5). De facto, esta enzima é altamente inespecífica e pode catalisar a
hidrólise de outros ésteres (como, por exemplo, o 2- monoacil-glicerol) assim
como as ligações amida de esfingolipídeos [4]. A lípase pancreática, a
fosfolípase A2 e a estérase dos ésteres de colesterol são, tal como as outras
enzimas digestivas pancreáticas, segregadas pelas células acínares.
Equação 3 triacilglicerol + 2 H2O → 2-monoacilglicerol + 2
ácido gordo
Equação 4 glicerofosfolipídeo + H2O → lisofosfolipídeo +
ácido gordo
Equação 5 colesterídeo + H2O → colesterol + ácido gordo
Tal como na digestão, os sais biliares também têm um papel
essencial na absorção dos produtos da digestão lipídica. Estes produtos e os
sais biliares combinam-se formando micelas que se designam por micelas mistas.
Junto da bordadura em escova o ambiente é hidrofílico. O contacto entre os
produtos da digestão dos lipídeos (também eles lipídeos) e a membrana apical dos
enterócitos só é possível quando estes produtos estão, nas micelas mistas,
complexados com os sais biliares. Junto do polo apical dos enterócitos, estes
produtos libertam-se das micelas mistas e são absorvidos. Admite-se que uma
parte dos produtos da digestão dos lipídeos seja absorvida sem a intervenção de
transportadores proteicos. No entanto, também existem dados que apontam para a
intervenção de transportadores nos casos dos ácidos gordos de cadeia longa
(10-18C), do 2-monoacilglicerol [5] e do colesterol [6]. No caso do colesterol
o transportador é conhecido pela sigla NPC1L1 (a expressão inglesa que o
designa poderá ser traduzida por “Proteína 1 semelhante à proteína afetada na
doença de Niemann-Pick C1”). A atividade do NPC1L1 é inibida pela ezetimiba, um
medicamento que é usado com o objetivo de baixar a concentração de colesterol
no plasma sanguíneo.
Os ácidos gordos de cadeia curta e cadeia média são
relativamente pouco abundantes e são absorvidos para veia porta. Algum glicerol
que se forma no processo digestivo também é absorvido da mesma forma. Os outros
ácidos gordos sofrem, dentro dos enterócitos, re-esterificação. A formação dos
triacilgliceróis a partir dos ácidos gordos e do 2-monoacilglicerol envolve a
prévia “ativação” dos ácidos gordos: numa reação catalisada pela sintétase de
acil-CoA, os ácidos gordos reagem com o ATP e a coenzima A (CoA) gerando-se
como produtos acil-CoA, AMP e pirofosfato (ver Equação 6). O resíduo acilo do
acil-CoA é depois, por ação catalítica de transférases de acilo, transferido
para as posições 1 e 3 do 2-monoacilglicerol com a consequente regeneração dos
triacilgliceróis (ver Equação 7 e Equação 8). Por mecanismos enzímicos
semelhantes (que envolvem a “ativação” prévia dos ácidos gordos) também os
fosfolipídeos e os ésteres de colesterol são regenerados. Os lipídeos
combinam-se com proteínas de síntese endógena em complexos lipoproteicos denominados
quilomicra. Os quilomicra, vertidos no polo basal dos enterócitos, seguem
primeiro nos linfáticos que confluem no canal torácico e são depois vertidos na
corrente sanguínea numa veia central.
Equação 6 ácido gordo + CoA + ATP → acil-CoA + AMP + PPi
Equação 7 2-monoacilglicerol + acil-CoA → 1,2-diacilglicerol
+ CoA
Equação 8 1,2-diacilglicerol + acil-CoA → triacilglicerol +
CoA
Ao contrário dos aminoácidos e dos glicídeos, que passam
através do fígado antes de atingirem a circulação geral, os lipídeos, na sua
esmagadora maioria, não são absorvidos via sistema porta hepático. Devido à
lentidão dos processos que envolvem a digestão e a absorção dos lipídeos assim
como a síntese e o transporte dos quilomicra via linfáticos para o sangue, a
concentração de quilomicra no plasma sanguíneo só atinge um máximo 3 a 5 horas
após as refeições.
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Lippincott, Phyladelphia. 2. Daniel, H. (2004) Molecular and integrative
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