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A digestão das proteínas tem início no estômago com a ação da pepsinogênio, ativado pelo ácido clorídrico em pepsin, que quebra as proteínas em peptídeos. No intestino delgado, a tripsina, ativada pela enteroquinase, continua a hidrólise, e as enzimas na borda em escova finalizam o processo, liberando aminoácidos e pequenos peptídeos para absorção.
As fibras dietéticas, compostas majoritariamente por cadeias de moléculas de açúcar com ligações beta, não são digeridas pelos seres humanos devido à ausência de enzimas capazes de hidrolisar essas ligações, passando a maior parte delas íntegras pelo trato gastrointestinal, desempenhando importantes funções na saúde.
A digestão dos carboidratos se inicia na boca com a ação da amilase salivar, que hidrolisa o amido em fragmentos menores. No entanto, essa enzima é desativada no estômago pelo ácido clorídrico, limitando a digestão de carboidratos digeríveis a esse estágio inicial, sendo a maior parte da digestão e absorção concentrada no intestino delgado.
A absorção de monossacarídeos no intestino delgado varia conforme o tipo. A glicose e a galactose, em baixas concentrações, utilizam transporte ativo sódio-dependente (cotransportador SGLT1), enquanto em altas concentrações a glicose utiliza o transportador GLUT2. A frutose, por sua vez, é absorvida predominantemente pelo transportador GLUT5.
O sistema gastrointestinal humano, além de suas funções primárias de digestão e absorção de nutrientes, atua como uma barreira física e imunológica contra patógenos e antígenos, e desempenha um papel crucial na sinalização regulatória para o sistema nervoso, sendo considerado um dos órgãos metabolicamente mais ativos e com maior número de células imunes no corpo.