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104 Unidade III Unidade III 7 BIODISPONIBILIDADE DE SELÊNIO E MAGNÉSIO 7.1 Selênio: nomenclatura, estrutura química e função O selénio é um oligoelemento não metálico essencial, que está relacionado a inúmeras funções enzimáticas e metabólicas envolvidas no crescimento normal, fertilidade e prevenção de uma grande variedade de doenças. Encontrado nas formas de selenato, selenido, selenito, é elemento constituinte dos aminoácidos selenometionina e selenocisteína. As duas últimas formas são metabolizadas e utilizadas na síntese de selenoproteínas, e estas desempenham importante função antioxidante, imunomoduladora, anticancerígena, antiangiogênica, antiaterogênica e anti-inflamatória. A essencialidade do selênio foi descoberta em 1957 por Schwarz e Foltz, cientistas que verificaram em animais com hipovitaminose E o benefício da suplementação com o selênio; alguns anos após, conseguiram justificar essa resposta pelo fato do selênio ser parte do sítio ativo da enzima glutationa peroxidase (GPx), uma selenoproteína de sistema antioxidante e que está envolvida na proteção cardiovascular (DONADIO et al., 2016). Embora hoje saibamos sobre a sua essencialidade e importância, o selênio já foi considerado tóxico e carcinogênico, a causa de envenenamento de animais que se alimentavam de um grupo particular de plantas com capacidade de acumular selênio em grandes quantidades, em alguns solos considerados seleníferos. Na atualidade, as condições climáticas, sazonalidade, tipo de solo, tipo de plantio e região ainda são importantes fatores que influenciam na quantidade de selênio presente no solo (DONADIO et al., 2016). Apenas em 1950, o selênio foi classificado como um oligoelemento essencial, e a sua essencialidade foi comprovada em 1979 quando um paciente com distrofia muscular, em longa permanência sob nutrição parenteral total, apresentou melhora do quadro clínico após suplementação com o mineral (DONADIO et al., 2016). No proteoma humano já foram identificadas 25 selenoproteínas organizadas em grupos distintos, de acordo com a localização e as propriedades funcionais da selenocisteína, sendo mais abundantes no sangue na forma de selenoproteína P, que incorpora cerca de 50% do selênio plasmático e as glutationa peroxidases (GPXs). Também encontramos selênio nas proteínas presentes na tireoide. 105 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Solo ácido pH <5,5 Selenido e selenito (Se2– e SeO3 2–), poucos compostos orgânicos de Se Complexos com Fe, Al, Ca e Se (elementar) esporádico Se: bioinativo (insolúveis em água) Plantas (compostos orgânicos de Se) Produtos finais de metabolismo: compostos orgânicos e inorgânicos de Se Verduras, frutas (compostos orgânicos de Se) Animais (compostos orgânicos de Se) Dieta humana Se baixa biodisponibilidade Muitas chuvas Lavagem do Se Poucas chuvas Acumulação do Se Muitas chuvas Lavagem do Se Poucas chuvas Acumulação do Se Se biodisponível Se: bioativo (solúveis em água) Selenito e selenato (Se2– e SeO4 2–), poucos compostos orgânicos de Se, e Se (elementar) esporádico Solo alcalino pH <7,5 Muito baixa concentração de Se biodisponivel Baixa concentração de Se biodisponivel Alta concentração de Se biodisponivel Figura 30 – Influência dos fatores geoquímicos sobre a concentração de selênio nos solos e nos alimentos Fonte: Donadio et al. (2016, p. 764). Considerada o 21º aminoácido, a selenosicteína, assim como as demais selenoproteínas (glutationa peroxidade), a tioredoxina redutase e as deiodinases são expressas na tireoide em grande quantidade (DRUTEL; ARCHAMBEAUD; CARON, 2013; BECKETT; ARTHUR, 2005). Na literatura, as principais funções atribuídas ao selênio incluem a capacidade antioxidante, a participação na conversão do T4 (tiroxina) em T3 (triiodotironina), a proteção contra a ação nociva de metais pesados e xenobióticos, a redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis, o aumento da resistência do sistema imunológico, a ação neuroprotetora e a atuação na fertilidade e reprodução, bem como na estabilidade genômica. 106 Unidade III Grande parte das selenoproteínas exercem função antioxidante. Entre os diferentes grupos, aquela que é mais abundante é a glutationa peroxidases (GPx), encontrada em todos os tecidos de mamíferos em que ocorrem processos oxidativos. A glutationa peroxidase reduz a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), pelo mecanismo de redução do potente pró oxidante peróxido de hidrogênio (H2O2) e de hidroperóxidos lipídicos. Essa importante função protegerá as macromoléculas e biomembranas do organismo contra a oxidação – neste contexto, age de maneira sinérgica com o tocoferol na regulação e prevenção da peroxidação lipídica, uma vez que o LDL-Col é uma das moléculas mais oxidadas em sua porção proteica (Apo) (DRUTEL; ARCHAMBEAUD; CARON, 2013; BECKETT; ARTHUR, 2005). A glutationa peroxidase é um tripeptídeo formado pelos resíduos de glutamato, cisteína e glicina (Glu – Cis – Gli), reconhecida por conter um átomo de selênio ligado covalentemente na forma de selenocisteína. Participa de uma variedade de reações e possui inúmeras funções no corpo, incluindo a desintoxicação do peróxido de hidrogênio (HOOH) e peróxidos orgânicos (ROOH), a manutenção da vida de grupos sulfídricos na forma reduzida, a síntese de certos hormônios derivados do ácido araquidônico (leucotrienos) e o metabolismo de um grande número de compostos estranhos. Atua ainda na matriz do citosol das mitocôndrias, sinergicamente à vitamina E, embora este último nutriente esteja presente nas membranas celulares (LEHNINGER; NELSON; COX, 2000). A segunda maior classe de selenoproteínas é a presente nas iodotironinas desiodinases (DIO), as quais catalisam a conversão do pró-hormônio T4 em sua forma ativa (T3) e a conversão do T3 reverso inativo em di-iodotironina. As desiodases possuem três isoformas: • D1 desempenha função acentuada em condição clínica de hipertireoidismo e reduzida no hipotireoidismo. • D2 atua significativamente no sistema nervoso central (SNC), hipófise, tecido adiposo marrom e placenta, e apresenta atividade elevada no hipotiroidismo e diminuída no hipertiroidismo. • D3 expressa-se predominantemente no SNC. Tanto a D1 quanto a D2 são capazes de gerar triiodotironina (T3) a partir da desiodação da tetraiodotironina T4 e rT3, respectivamente (SALVATORE, 2018; NUNES, 2003). A função do selênio no sistema imunológico relaciona-se com o desenvolvimento e a expressão de respostas não específicas, humorais e celulares; logo, a sua deficiência reduz a efetividade das células imunes, enquanto a suplementação pode exercer efeito contrário, provavelmente por meio de três maneiras distintas (DONADIO et al., 2016): • regulação da expressão de células T com alta afinidade por receptores de interleucina 2 (IL2) e promoção de resposta aumentada dessas células; • prevenção de danos oxidativos em células do sistema imune; 107 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES • alteração da agregação plaquetária via redução da produção de tromboxanos em relação a leucotrienos. Outras atuações desse nutriente sobre o sistema imunológico, quando suplementado, envolvem a atividade de células natural killer; a redução do eritema provocado por exposição à radiação ultravioleta, a ativação e replicação do vírus HIV em células T, a ativação do fator nuclear kappa B (NF-κB), a atividade da enzima lipooxigenase de células B, a morte celular, os danos ao DNA, a peroxidação lipídica de células da pele expostas à radiação ultravioleta e a morte celular induzida (SALVATORE, 2018; NUNES, 2003). Por sua função antioxidante, o selênio está envolvido na redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis, como o câncer, as doenças cardiovasculares e o diabetes mellitus. Alguns mecanismos pelos quais esse micronutriente pode reduzir o risco de câncer incluem a modulação da divisão celular, a redução da hipermetilação do DNA, a regulação da hipometilaçãodo DNA, a alteração metabólica de alguns carcinógenos, a proteção celular contra danos oxidativos, o estímulo ao sistema imune e a inibição da atividade de enzimas hepáticas ou a ativação de enzimas destoxificantes (SALVATORE, 2018; NUNES, 2003). 7.1.1 Metabolismo: digestão, absorção, transporte, utilização, excreção e armazenamento Obtemos o selênio na natureza, a partir do ar, água, vento e na forma de suplementos. Ele é encontrado de forma orgânica e inorgânica e não são percebidas diferenças com relação a sua biodisponibilidade, distribuição tecidual e eficiência de utilização (DONADIO et al., 2016). Os vegetais absorvem o selênio em sua forma inorgânica a partir do solo, e essa forma é convertida para a forma orgânica, gerando compostos metilados de baixo peso molecular, além de selenocisteína e selenometionina. Essa última é a principal fonte de compostos de selênio presentes em produtos vegetais como grãos, legumes e leguminosas. Nas plantas, são encontradas as formas selenito, selenato, seleno-metionina, selenocistina, seleno-homocisteína, Se-metilselenocisteína, γ-glutamil-selenocistationina, γ-glutamil-selenocisteína, se-metilseleno-metionina, entre outras (DONADIO et al., 2016). Estudo realizado por Jordão et al. (2002), objetivou determinar a concentração de selênio em alguns alimentos consumidos no Brasil, e as tabelas a seguir demonstram algumas dessas concentrações: 108 Unidade III Tabela 25 – Concentrações de selênio em feijão, arroz, farinha de trigo, fubá de milho e farinha de mandioca consumidos no Brasil Selênio (µg/100 gramas de alimento cru) Alimento (número de amostras) Teor médio Faixa Feijão (7) 1,0 0,3-2,5 Arroz polido (4) 0,8 0,1-1,3 Farinha de trigo (9) 5,6 2,7-11,8 Farinha de mandioca (6) 1,6 0,3-2,4 Fubá de milho (6) 3,4 2,0-6,6 Adaptada de: Jordão et al. (2002, p.173). Sobre a recomendação de consumo do selênio, vale a pena destacar que esses valores foram possíveis de serem identificados a partir de estudos na China, com a descoberta da doença de Keshan, que afetou sobretudo crianças de 2 a 10 anos de idade e mulheres adolescentes que ingerem menos de 17 μg/dia de selênio (DONADIO et al., 2016; SALVATORE, 2018). O leite materno é reconhecido como ótima fonte de nutrientes, entre eles o selênio; para os bebês durante o primeiro ano de vida foi possível estabelecer valores de AI para crianças de 0 a 12 meses a partir do estudo da concentração desse nutriente no leite materno (DONADIO et al., 2016). Tabela 26 – Concentrações de selênio em hortaliças, raízes e tubérculos consumidos no Brasil, crus ou preparados conforme especificado Alimento (número de amostras) Teor médio (µg/100 gramas de alimento) Faixa Abobrinha verde (2) 0,1 0,1-0,1 Alface (3) 0,2 0,2-0,2 Almeirão (1) 1,3 – Berinjela (1) 0,1 – Brócolis (1) 0,5 – Cebola branca, cabeça (3) 0,5 0,2-0,9 Cebolinha verde (1) 0,1 – Chuchu (1) 0,3 – Couve-flor (3) 0,6 0,2-1,3 Couve, folhas (4) 3,1 0,1-8,4 Espinafre (1) 0,1 – Moranga japonesa (1) 1,1 – Palmito, conserva (1) 0,6 – Pepino (1) 0,1 0,1-0,1 Pimentão (1) 0,2 0,1-0,3 Adaptada de: Jordão et al. (2002, p. 176). 109 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES A selenometionina melhora o status de selênio de maneira mais eficaz do que as outras formas, porém, sua biodisponibilidade é menor que a do selenito e do selenato. As taxas médias de absorção da selenometionina e do selenito são de aproximadamente 84% e 98%, respectivamente, a partir de quantidades consumidas a partir de 200 µg (DONADIO et al., 2016). Outra informação relevante utilizada para a descoberta dos valores de ingestão recomendados foram estudos de saturação, também iniciados na China, cujo resultado demonstrou que uma ingestão de 41 μg/dia de selênio é suficiente para saturar a atividade da enzima glutationa peroxidase. Com a mesma metodologia aplicada na população norte-americana identificou-se que a ingestão de 52 μg/dia de selênio também poderia ocasionar a saturação. Na Nova Zelândia, esse mesmo modelo de intervenção concluiu que 38 μg/dia de selênio são suficientes para saturar a atividade da glutationa peroxidase. A partir da média dos valores encontrados nesses estudos, foi possível estabelecer a EAR e a RDA (DONADIO et al., 2016). Em seres humanos, condições de carência são pouco frequentes. No continente asiático, é associada com a doença de Keshan, cardiomiopatia que afeta crianças e mulheres jovens, muito prevalente na China e em regiões com solos pobres em selênio. Sua ocorrência é aguda e associa-se com a insuficiência súbita da função cardíaca; na fase crônica, pela hipertrofia de moderada a grave do coração pode ocasionar diferentes graus de insuficiência cardíaca. Outra doença originada pela carência desse nutriente é a doença de Kashin-Beck, uma osteoartrite endêmica que ocorre durante a pré-adolescência ou adolescência. Tabela 27 – Resumo da ingestão adequada de selênio em μg/dia para crianças de 0 a 1 ano de idade Idade (meses) AI Se µg/dia Se µg/Kg peso corporal 0-6 meses 15 2,1 7-12 meses 20 2,2 AI = Ingestão adequada. Fonte: Donadio et al. (2016, p. 773). Tabela 28 – Resumo para EAR e RDA de selênio em μg/dia para crianças e adolescentes de 1 a 18 anos de idade Idade (anos) EAR Se µg/dia RDA* Se µg/dia 1-3 17 20 4-8 23 30 9-13 35 40 14-18 45 55 > 19 45 55 EAR = Necessidade média estimada; RDA = Ingestão dietética recomendada. *Alguns valores, por não serem números exatos, estão arredondados. Fonte: Donadio et al. (2016, p. 774). 110 Unidade III Tabela 29 – Resumo para EAR e RDA de selênio em μg/dia para gestantes a partir dos 14 anos de idade Idade (anos) AI Se µg/dia Se µg/kg peso corporal 14-18 49 60 19-30 49 60 31-50 49 60 Fonte: Donadio et al. (2016, p. 774). Embora durante a gestação ocorra o aumento na atividade da glândula tireoide, são poucos os estudos a respeito da necessidade de selênio durante essa fase, e os valores de EAR foram estimados a partir do depósito de selênio no feto; logo, não refletem a necessidade da mulher nessa condição especificamente. Tendo como base esse depósito e a saturação de selenoproteína, ocorre um acréscimo de 4 mcg/dia na necessidade dessa mulher em relação à não gestante. A partir da concentração de selênio no leite humano para nutrizes é recomendado o aumento de 14 mcg/dia sobre a necessidade média de 45 mcg/dia de mulheres não lactantes. O consumo excessivo não deve acontecer, e para isso o valor de UL é definido como o valor mais alto de ingestão diária continuada de um nutriente que, aparentemente, não oferece nenhum efeito adverso à saúde. O UL para esse nutriente derivou de modelos estatísticos de avaliação do risco para a ingestão de nutrientes; logo, não deve ser entendido como recomendação, mas sim como informação para o risco da ingestão excessiva de nutrientes oriunda de suplementação, fortificação de alimentos e outros (DONADIO et al., 2016). Tabela 30 – Valores de UL para o selênio (μg/dia) Idade (anos) UL Noael Loael – 49 90 – – 150 150 – – 280 280 – 900 400 800 900 UL = Limite superior tolerável de ingestão; Noael = Dose na qual o efeito adverso não foi observado; Loael = Dose na qual o menor efeito foi observado. Fonte: Donadio et al. (2016.,p. 778). O metabolismo do selênio é complexo, e normalmente os seus compostos são absorvidos de maneira eficiente devido ao sistema de down-regulation. Formas orgânicas são mais biodisponíveis do que selenito e selenato, uma vez que são capazes de aumentar mais as concentrações sanguíneas de selênio. A absorção de selênio na forma inorgânica de selenato (SeO4 selênio VI) é maior que 90% e depende de um gradiente de Na +2 ou K+ e ATPase; portanto, indiretamente, o status orgânico de sódio e potássio interferem no metabolismo desse oligoelemento. 111 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Proteínas corporais (ex.: albumina) Selenofosfato Metilselenol (CH3SeH) Dimetilseleneto (CH3)2SeH) Trimetilselenônio (CH3)3SeH + Metionina(α, y-liase) Selenometionina Selenito Selenocisteína Incorporações nas selenoproteínas como selenocisteína Eliminado na respiração em doses tóxicas Excretado na urina em doses tóxicas Excretado na urina em doses adequadas ou pouco tóxicas Seleneto de hidrogênio (H2Se) 1β-Metilseleno-N-acetil-D-galactosamina Se-metilselenocisteína Ácido metilselenímico Selenobetaína Metilselenocianato Figura 31 – Diagrama ilustrativo do metabolismo do selênio Fonte: Cominetti, Duarte e Cozzolino (2017, p. 13). A glutationa (GSH) é responsável pela redução das formas inorgânicas de selênio em seleneto de hidrogênio (H2Se). Esse composto poderá ser utilizado na síntese das diversas selenoproteínas ou também metilado por meio de reações enzimáticas, gerando outras formas com um grupo metil chamado de as formas monometiladas (metilselenol), com dois radicais metil ou dimetiladas (dimetilseleneto) e finalmente com três radicais metil ou trimetiladas (trimetilselenônio). O H2Se originado a partir da conversão das diferentes formas de selênio será, por sua vez, transformado em selenofosfato, numa reação mediada pela enzima selonofosfato sintetase e será incorporado às selenoproteínas na forma de selenocisteína. A principal forma de aliminação do selênio é a urinária e quando a sua ingestão se torna excessiva, a excreção pela urina pode aumentar significativamente. Nas fezes, ocorre a excreção principalmente de selênio alimentar não absorvido, junto com aquele presente nas secreções biliares, pancreáticas e intestinais. 112 Unidade III Saiba mais Grande parte da população acredita que será necessário o consumo de grande quantidade da castanha-do-pará para suprir a quantidade recomendada do mineral selênio. No entanto, de acordo com dados da Embrapa, a concentração desse mineral nas oleaginosas, de uma maneira geral, varia bastante, em parte pela condição do solo, inclusive o seu grau de contaminação por metais pesados ou a concentração do próprio selênio. Parece que o consumo de uma a duas castanhas-do-pará por dia é o suficiente para produzir efeitos antioxidantes positivos na prevenção de doenças cardiovasculares e nos processos neurodegenerativos; portanto, consumir esse alimento de maneira moderada é positivo inclusive para prevenir quadros de toxicidade. Indica-se o livro a seguir para aprofundamento do assunto: MULLER, C. H. et al. A cultura da castanha-do-brasil. São Paulo: Embrapa, 1995. 7.1.2 Fatores que interferem na biodisponibilidade (processamento do alimento, características genéticas, doenças, ciclo da vida, interações alimento-nutriente, nutriente-nutriente, droga-nutriente, álcool, tabaco, entre outros) A quantidade de selênio em alimentos é muito variável entre diferentes regiões e países, como mencionado anteriormente; a sua concentração nos solos é responsável por um ciclo que afeta tanto animais que consomem as pastagens quanto alimentos vegetais, nos quais a quantidade do mineral é inteiramente dependente do solo. A quantidade de proteínas também influencia a concentração de selênio no alimento, uma vez que o mineral pode se incorporar a estas no lugar do enxofre. Alimentos como a castanha-do-brasil e o rim bovino são considerados as melhores fontes de selênio, porém, o processamento do alimento, principalmente térmico, pode reduzir a quantidade de selênio pela volatilização. A carne bovina, frango, peixe e ovos, além de serem ricos em proteínas, também apresentam quantidades importantes de selênio e em muitos países são a principal fonte alimentar do mineral. Leite e derivados também podem fornecer boas quantidades do mineral, dependendo da espécie animal e do conteúdo de gordura, sendo que o leite de vaca e aqueles com maior quantidade de gordura apresentam as menores concentrações. Frutas e verduras em geral são pobres em selênio, com exceção daqueles vegetais denominados “acumuladores” de selênio, como alho, mostarda-indiana, brócolis, couve-de-bruxelas, couve-rábano, couve-flor, repolho, cebola e alguns cogumelos, os quais podem fornecer quantidades importantes do mineral quando consumidos adequadamente. A sua biodisponibilidade nas carnes é elevada, pois as formas predominantes de proteína são a selenometionina e a selenocisteína. No caso de peixes, o conteúdo do mineral geralmente é significativo, 113 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES porém, a interação com metais pesados, principalmente o mercúrio, reduz a biodisponibilidade, uma vez que pode ocorrer a ligação entre ambos, formando complexos insolúveis, reduzindo a absorção do mineral em até 50%. A toxicidade do selênio é dependente de inúmeros fatores, variando conforme o método de consumo ou administração (nos casos de suplementação), o tempo de consumo e o estado de saúde e fisiológico, porém a toxicidade por formas orgânicas ou inorgânicas de selênio resulta em características clínicas semelhantes. 7.2 Magnésio: nomenclatura, estrutura química e função O magnésio (Mg+2) é o segundo cátion intracelular mais abundante no corpo humano, sendo o potássio o primeiro. Esse mineral essencial atua como cofator de aproximadamente 300 reações enzimáticas com grande relevância metabólica, sendo uma das mais descritas a regulação do metabolismo dos carboidratos e a secreção de insulina. O Mg+2 liga-se a grupos nitrogênio neutros (grupo amino e imidazol) e a partir de então atua como um cofator em mais de cem reações enzimáticas, tendo destaque aquelas que usam nucleotídeos como cofator ou substrato, como as ATPases, enzimas relevantes para o metabolismo energético (MAFRA; COZZOLINO, 2004). Esse mineral atua ainda na estabilidade da membrana neuromuscular e cardiovascular, na manutenção do tônus vasomotor e como agente da regulação fisiológica da função hormonal e imunológica (NASCIMENTO et al., 2015). Participa da degradação de macronutrientes, na fosforilação oxidativa, da síntese de proteínas, da excitabilidade neuromuscular e da regulação de secreção do paratormônio (PTH) (SCHUCHARDT; HANH, 2017). Observação Para os praticantes de exercícios físicos, o magnésio é de extrema importância, uma vez que regula a excitabilidade cardíaca, a transmissão neuromuscular, a contração muscular, o tônus vasomotor e a pressão arterial, elementos importantes durante o esforço físico (MAFRA; COZZOLINO, 2004). O magnésio se distribui prioritariamente em três compartimentos principais num organismo saudável: nos ossos (65%), no tecido muscular (34%) e cerca de 1% no plasma e tecido intersticial, das 21 a 25 g presentes (NASCIMENTO et al., 2015). Este elemento faz parte da clorofila, pigmento verde das plantas, o que torna os vegetais de folhas verdes suas maiores fontes nas dietas. A quantidade adequada de mineral corporal é favorecida pela adequada ingestão de alimentos fonte como os cereais integrais, vegetais folhosos verdes, espinafre, nozes, frutas, legumes e tubérculos, como a batata. Segundo as recomendações das DRIs, a ingestão diária de magnésio deve permanecer em torno de 310 a 320 mg e 400 a 420 mg para mulheres e homens adultos, respectivamente (MAFRA; COZZOLINO, 2004). 114 Unidade III Tabela 31 – Ingestão de referência para magnésio Estágio de vida EAR (mg/dia) AI/RDA (mg/dia) **UL (mg/dia) Crianças 1-3 anos 4-8 anos 65 110 80 130 65 110 Homens 9-13 anos 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 71 anos 200 340 330 350 350 350 240 410 400 420 420 420 350 350 350 350 350 350 Mulheres 9-13 anos 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 71 anos 200 300 255 265 265 265 240 360 310 320 320 320 350 350 350 350 350 350 Gravidez 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 335 290 300 400 350 360 350 350 350 Lactação 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 300 255 265 360 310 320 350 350 350 **O valor de UL para Mg refere-se à ingestão via suplementos. AI = Ingestão adequada; EAR = Necessidade média estimada; RDA = Ingestão dietética recomendada; UL = Limite superior tolerável de ingestão. Fonte: Mafra e Cozzolino(2016b, p. 663). Com o aumento no consumo de alimentos industrializados, percebeu-se uma redução no consumo do magnésio pela alimentação e consequentemente o maior risco para o desenvolvimento de resistência à insulina, diabetes mellitus tipo 2 e doenças cardiovasculares, além de estar relacionado a desordens neuromusculares e no metabolismo ósseo, arritmias cardíacas, hipertensão arterial, aterogênese e eclampsia (HATA et al., 2013; ORCHARD et al., 2014). 7.2.1 Metabolismo: digestão, absorção, transporte, utilização, excreção e armazenamento O processo de absorção do magnésio ocorre ao longo de todo o intestino, em um processo de autorregulação, diretamente dependente das reservas e demandas corporais. Conforme descrevem Nascimento et al. (2015, p. 69): 115 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES A absorção intestinal do magnésio ocorre, principalmente, no intestino delgado distal, na porção entre o duodeno distal e o íleo, sendo que esta pode ocorrer por transporte ativo transcelular ou passivo paracelular, principalmente no cólon e em menor proporção no jejuno e íleo. Os mesmos autores descrevem ainda que o transporte passivo predomina quando a ingestão do mineral é elevada e permite que a sua concentração no lúmen intestinal ultrapasse 20 mEq/L. Essa via é caracterizada por um mecanismo de transporte paracelular, processo de absorção em que o íon é conduzido a favor de um gradiente eletroquímico, sendo que o íleo e as partes distais do jejuno são os principais locais de absorção passiva do mineral, em decorrência de uma menor expressão das proteínas claudinas pertencentes às tight junctions que são pouco permeáveis a esse micronutriente (MAFRA; COZZOLINO, 2016b). Após a absorção, o magnésio é direcionado para os seus tecidos alvo e acessa o sistema via receptor específico, do tipo melastatina e com o potencial transitório. De acordo com Houillier (2014) e Romani (2011), o receptor TRPM7 está distribuído por todo o organismo, portanto, controla mais fortemente a homeostase desse mineral em células individuais, enquanto o TRPM6 localiza-se especificamente no colón e no túbulo contorcido distal dos néfrons. O mecanismo de transporte de magnésio através dos enterócitos ainda não é totalmente elucidado, uma vez que os canais transportadores TRPM6 e 7 são expressos apenas na membrana apical e não na basolateral dos enterócitos (MAFRA; COZZOLINO, 2016b). A absorção do magnésio inicia aproximadamente 1 hora após a refeição, atinge o platô por volta de 2 a 2,5 horas após e declina de 4 a 5 horas após o término da refeição; certa de 80% do magnésio terá sido absorvido após 6 horas do consumo dos alimentos fonte (SCHUCHARDT; HANH, 2017). A figura a seguir ilustra em detalhes todos esses processos: Fatores exógenos Intestino grosso Bi od isp on ib ili da de Caminho paracelular Caminho transcelular Mg2+ Mg2+ Mg2+ Mg2+ TRPMG TRPM7 Mg2+ Porção distal do jejuno e íleo TJ Na+ Na+ Na+Na+ Na+/K+- ATPase K+K+ Lúmen intestinal Sangue Fatores Fatores influenciadores influenciadores de captação de de captação de MgMg2+2+ Fatores endógenos Enterócito Intestino delgado Fatores de aumento na dieta Matriz alimentar Idade Condição de saúde Hormônios e demais fatores Concentração celular e do magnésio Regulação interna Expressão proteica Fatores dietéticos de inibição Solubilidade do magnésio Dose do magnésio Figura 32 – Absorção intestinal de magnésio e fatores intervenientes Fonte: Schuchardt e Hanh (2017, p. 261). 116 Unidade III No canto esquerdo da figura, podemos observar que o aproveitamento do magnésio será influenciado por fatores exógenos (fatores favorecedores ou inibidores, solubilidade, matriz alimentar e quantidade consumida) associados aos fatores endógenos como a idade, a condição de saúde, fatores hormonais, expressão de proteínas transportadoras e concentração do mineral no organismo. A etapa inicial de absorção no jejuno e íleo ocorrerá a partir de mecanismo para e intracelular por meio de proteínas TRPMG e TRPM7, respectivamente, tendo de forma subsequente a absorção via processo ativo para a corrente sanguínea (SCHUCHARDT; HANH, 2017, p. 261). 7.2.2 Fatores que interferem na biodisponibilidade (processamento do alimento, características genéticas, doenças, ciclo da vida, interações alimento-nutriente, nutriente-nutriente, droga-nutriente, álcool, tabaco, entre outros) Muitos são os fatores que podem afetar o Mg livre no citosol (concentração de nucleotídeos, sistema de transporte de mitocôndria e membrana plasmática, especialmente de ATP), e consequentemente as funções que ele desempenhará. Existem alguns fatores inibidores do processo de absorção do magnésio, como o ácido fítico, o ácido oxálico, os fosfatos e as fibras alimentares e aqueles com a capacidade de melhorar ou aumentar a sua biodisponibilidade, como a lactose e os carboidratos. Outros elementos, como as proteínas, podem alterar o processo de absorção do magnésio, sendo reduzidos quando a ingestão proteica é inferior a 30 g/dia. O elevado consumo de sódio, cálcio, cafeína e álcool também pode aumentar a excreção renal desse mineral, reduzindo a sua biodisponibilidade (NASCIMENTO et al., 2015). Lembrete O ácido oxálico é um ácido orgânico saturado, presente em alimentos de origem vegetal e em especial na carambola, que desempenha fator de risco para toxicidade, embora o teor de oxalato da maioria dos alimentos em uma dieta típica ocidental tem sido relatado como baixo a moderado. Cozzolino (1997) cita uma interação negativa entre o cálcio e o magnésio, porém essa condição negativa parece acontecer apenas em casos de suplementação de cálcio, recomendado quando a dieta é limítrofe em cálcio ou quando ocorre a confirmação de uma carência. Lembrete Ao pensarmos em saúde óssea, é essencial a avaliação do consumo alimentar a partir de instrumentos específicos para essa finalidade, bem como integridade intestinal do paciente pelos dados relacionados à frequência evacuacional, desconfortos abdominais e aspecto das fezes, possibilitando avaliar o seu potencial de aproveitamento dos nutrientes. 117 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Posteriormente, torna-se relevante a elaboração de uma suplementação nutricional individualizada associando o magnésio a outros nutrientes como a vitamina D, a vitamina K e o cálcio. Esse composto orgânico tem a capacidade de se associar covalentemente ao cálcio e magnésio, principalmente diminuindo a solubilidade desses elementos. Saiba mais Sobre cálcio e magnésio, respectivamente, leia os artigos indicados a seguir: MARTINI, L. A. et al. Cálcio dietético – estratégias para otimizar o consumo. Revista Brasileira de Reumatologia, v. 49, n. 2, p. 164-180, 2009. MAFRA, D.; COZZOLINO, S. M. F. Magnésio. In: COZZOLINO, S. M. F. Biodisponibilidade de nutrientes. 5. ed. Barueri: Manole, 2016b. 8 BIODISPONIBILIDADE DE MINERAIS: POTÁSSIO, CLORO, CROMO, COBRE E IODO 8.1 Potássio e cloro: nomenclatura, estrutura química e função O potássio é um íon que atua conjuntamente ao sódio e cloro na manutenção da pressão osmótica e do equilíbrio hídrico e acidobásico. O cloro é um ânion (Cl-) que se associa ao cátion potássio (K+) no ambiente intracelular, circulando livremente entre os líquidos intra e extracelulares por meio das membranas celulares (TRAMONTE; CALLOU; COZZOLINO, 2016). Quando alterações em sua concentração, mesmo pequenas, ocorrem já é suficiente para alterar o equilíbrio muscular e a sua tonicidade, além da transmissão neural. Com relação ao eletrólito potássio, ele está presente em maior quantidade no líquido intracelular, e a sua absorção ocorre em todos os segmentos do trato digestivo (difusão), possui baixa concentração plasmática e importantes funções na síntese de proteínas e glicogênio, na transmissão de impulsos nervosos para contração muscular (determinante do potencial elétrico transmembranal) e na correção do desequilíbrio acidobásico.Segundo Stivanin (2014), o potássio é essencial na manutenção do volume celular, além de ser requerido para correto funcionamento de enzimas como a piruvato quinase, que age transferindo o grupo fosfato para o ATP na fosforilação durante a glicólise. Com relação ao cloro (Cl-), possui atividade conjunta com o sódio no ambiente extracelular e com o potássio no ambiente intracelular para favorecer o equilíbrio na pressão osmótica e do equilíbrio ácido básico do organismo. Devido à sua participação na formação do ácido clorídrico, esse íon apresenta importante função na digestão. 118 Unidade III A membrana celular é elemento orgânico essencial para a manutenção da homeostase e composição entre os líquidos intra e extracelular, uma vez que é uma estrutura semipermeável a todos os elementos, exceto a água, que tem permeabilidade integral, e cujo movimento ocorre em determinação das concentrações dos eletrólitos osmoticamente ativos (principalmente o sódio e o potássio) (STIVANIN, 2014). Do ponto de vista fisiológico, os eletrólitos devem ser considerados em conjunto, uma vez que as células necessitam de uma combinação específica de ânions e cátions para funcionar de forma eficiente. Logo, qualquer mudança no equilíbrio acidobásico terá uma ampla influência sobre a função das células e vias metabólicas que poderão ser incapazes de funcionar de forma eficiente (STIVANIN, 2014; BASSAN et al., 2011). Tabela 32 – Concentrações de sódio, potássio e cloro nos fluídos corporais (mEq/L) Componente Plasma sanguíneo Fluído extracelular Fluído intracelular Sódio 152 143 14 Potássio 5 4 157 Cloro 113 117 5 Adaptada de: Stivanin (2014). Por apresentar uma ação direta no controle do volume plasmático, em situação de deficiência, há um aumento no risco de desenvolvimento das doenças cardiovasculares como hipertensão e acidente vascular cerebral. Com relação aos alimentos fonte de cada um desses eletrólitos, temos o sal de cozinha ou sal comum, que é formado por cloreto de sódio (NaCl), como a principal fonte de cloro. O cloro dietético é proveniente principalmente do sal de cozinha, enquanto o potássio pode ser encontrado em alimentos não processados como frutas (banana, frutas secas, laranja), vegetais (espinafre, brócolis, tomate) e carnes frescas (TRAMONTE; CALLOU; COZZOLINO, 2016). Com relação ao potássio, as suas formas predominantes são aquelas encontradas nos vegetais e nas frutas. Produtos animais também contêm ânions de potássio, sendo encontrados essencialmente como fosfato ou como lactato, sendo este último resultante da fermentação dos alimentos ou de seus processos de maturação (TRAMONTE; CALLOU; COZZOLINO, 2016). Cotidianamente, pessoas com saúde ingerem em torno de aproximadamente 2,7 g de potássio por dia; praticamente todo o potássio ingerido é absorvido no trato gastrintestinal e transportado para o fígado através da circulação portal. A taxa de aproveitamento é alta e por esse emotivo quantidades mínimas de potássio são excretadas pelas fezes e pelo suor, sendo os rins os principais responsáveis pela excreção e regulação do balanço de potássio. Algumas das funções do potássio já foram descritas anteriormente, porém, devido à sua diversidade é elementar abordar mais algumas funções desempenhadas por esse eletrólito (CUPPARI; BAZANELLI, 2010): 119 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES • Transmissão nervosa e contrações musculares: a manutenção na concentração de potássio por meio da membrana celular é essencial para uma normal polarização celular e consequente manutenção da excitabilidade celular e contração muscular. O equilíbrio praticamente simbiótico entre a concentração do sódio extracelular e o potássio intracelular garante o potencial dessas membranas e facilita a continuidade no processo de contração muscular, por exemplo. • Secreção de insulina e consequente controle do metabolismo do carboidrato. • Regulação do pH: o adequado consumo de potássio é fator determinante para a manutenção do metabolismo ácido-básico, já que esse eletrólito se associa com a produção de ânions orgânicos que são precursores do bicarbonato necessário para neutralizar a produção de ácidos orgânicos liberados normalmente pelo nosso organismo. ↑ K+ plasmático Excreção renal de K+ ↑ Aldosterona Vaso sanguíneo Rins + +— + + Córtex adrenal Ingestão de K+ Figura 33 – Regulação do balanço do potássio Fonte: Cuppari e Bazanelli (2010, p. 4). 120 Unidade III Muito ainda necessita ser esclarecido com relação à quantidade recomendada de consumo desses eletrólitos, por isso não estão estabelecidos valores de EAR (estimated average requirement) – confira esses valores na tabela a seguir. Essa limitação nas recomendações nutricionais ocorre pela insuficiência de dados de estudos dose-resposta, portanto, as RDAs não puderam ser derivadas, sendo divulgadas, em 2004, as AIs para sódio e cloro. Importante ainda ressaltar que as necessidades do cloro podem variar com o crescimento, a intensidade da atividade física e a temperatura, que aumentam as perdas pelo suor e em situações de diarreias e vômitos. Tabela 33 – Valores de AI para cloro e sódio Estágio de vida Sódio (g/dia) Cloro (g/dia) Recém-nascidos e crianças 0-6 meses 7-12 meses 1-3 anos 4-8 anos 0,12 (5 mmol) 0,37 (16 mmol) 1,0 (42 mmol) 1,2 (53 mmol) 0,18 (5 mmol) 0,57 (16 mmol) 1,5 (42 mmol) 1,9 (53 mmol) Homens 9-13 anos 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 70 anos 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,3 (55 mmol) 1,2 (50 mmol) 1,2 (50 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,2 (55 mmol) 1,8 (50 mmol) Mulheres 9-13 anos 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 70 anos 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,3 (55 mmol) 1,2 (50 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,0 (55 mmol) 1,8 (50 mmol) Gravidez 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) Lactação 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 1,5 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) 2,3 (65 mmol) AI = Ingestão adequada. Fonte: Tramonte, Callou e Cozzolino (2016, p. 590). 121 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES De forma geral, é sempre importante retomar a importância dos eletrólitos em nosso organismo, uma vez que desempenham várias funções no geral; um desequilíbrio ou escassez deles pode comprometer a homeostase e a vida humana. Esse equilíbrio deve acontecer nos meios intra e extracelular, promovendo o controle do pH sanguíneo, a hidratação, bem como a correta contração e excitabilidade do tecido muscular, em especial o coração. Tabela 34 – Valores de AI para potássio Estágio de vida Potássio (g/dia) Recém-nascidos e crianças 0-6 meses 7-12 meses 1-3 anos 4-8 anos 0,4 (10 mmol) 0,7 (18 mmol) 3,0 (77 mmol) 3,8 (97 mmol) Homens 9-13 anos 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 71 anos 4,5 (115 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) Mulheres 9-13 anos 14-18 anos 19-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 71 anos 4,5 (115 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) 4,7 (120 mmol) Fonte: Tramonte, Callou e Cozzolino (2016, p. 592). 8.1.1 Metabolismo: digestão, absorção, transporte, utilização, excreção e armazenamento Durante a etapa de digestão, parte do cloreto sanguíneo pode ser direcionado para o sistema digestivo, participando da formação do ácido clorídrico, com secreção gástrica para atuar conjuntamente e como a enzimas digestivas, sendo reabsorvido na corrente sanguínea (TRAMONTE; CALLOU; COZZOLINO, 2016). A sua absorção ocorre principalmente no intestino delgado, com boa taxa de assimilação (cerca de 98%). A excreção do cloro é urinária, em conjunto com o sódio, dependendo da taxa de transpiração função renal, presença de fatores como exercícios físicos,uso de medicamentos, diuréticos e condição de saúde como presença de diarreia ou vômito. 122 Unidade III A absorção celular do potássio nas células hepáticas e musculares ocorre a partir da atividade da enzima Na-K-ATPase, e essa ação enzimática é dependente da secreção de insulina endógena e da estimulação do receptor β2-adrenérgico pela adrenalina (STIVANIN, 2014). Com relação ao potássio, cerca de 85% do que é ingerido é absorvido e cerca de 77% a 90% será excretado na urina, sendo o restante eliminado pelas fezes e em menor quantidade pelo suor (TRAMONTE; CALLOU; COZZOLINO, 2016). O balanço dos íons recebe também influencia de vários elementos corporais como o sistema renina angiotensina aldosterona (SRAA), o sistema nervoso simpático (SNS), o hormônio atrial natriurético (ANP), entre outros (TRAMONTE; CALLOU; COZZOLINO, 2016). 8.1.2 Fatores que interferem na biodisponibilidade (processamento do alimento, características genéticas, doenças, ciclo da vida, interações alimento-nutriente, nutriente-nutriente, droga-nutriente, álcool, tabaco, entre outros) Na redução na ingestão de sódio, o volume sanguíneo ou a pressão sanguínea tendem a reduzir, estimulando o sistema renina angiotensina aldosterona; a renina cliva o angiotensinogênio (AGT) produzido pelo fígado, produzindo a angiotensina I (Ang I), e esta será clivada para produzir a angiotensina II (Ang II), pela enzima conversora da angiotensina (ECA) – secretada pelos pulmões induzindo a vasoconstrição, a antinatriurese, a antidiurese, a liberação de vasopressina e aldosterona, fibrose e proliferação celular, enquanto o receptor de angiotensina tipo 2 contrabalança esses efeitos. Tanto a renina quanto o angiotensinogênio estão presentes em inúmeros tecidos como os vasos sanguíneos, o cérebro, o coração, os rins, as adrenais e os órgãos reprodutores, produzindo um efeito não apenas tecidual, mas também circulante. Como resultado teremos a redução na excreção de sódio e cloro, íons presentes no ambiente extracelular (BASSAN et al., 2011). 123 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES AGT Ang I AT2R AT1R Aldosterona Receptor aldosterona Consumo de O2 Receptor-β Receptor-α Adrenal SNS NE Epi ANP, BNP Adrenomedulina Bradikinina Frequência cardíaca Vasoconstrição Retenção de sódio Retenção de água Remodelamento ventricular Fibrose ventricular Ang II Renina Neprelisina ECA SNS = Sistema nervoso simpático; NE = Norepinefrina; Epi = Epinefrina; AGT = Angiotensinogênio; Ang I = Angiotensina I; Ang II = angiotensina II; ECA = enzima conversora da angiotensina; AT1R = receptor do tipo 1 da angiotensina II; AT2R = receptor do tipo 2 da angiotensina II; iECA = inibidor da enzima conversora de angiotensina; BRA = bloqueador do receptor da angiotensina; ANP = peptídeo natriurético atrial; BNP = peptídeo natriurético cerebral; NO = óxido nítrico Figura 34 – Sistema renina angiotensina aldosterona Fonte: Clausell et al. (2018). 8.2 Cromo: nomenclatura, estrutura química e função O cromo é um mineral traço essencial e a proposta de considerá-lo como um mineral essencial à nutrição de organismos vivos se iniciou em 1954, quando Curran demonstrou que a síntese de colesterol e ácidos graxos em células de ratos era maior na presença de íons cromo (PIRES; GRAÇA, 2011). O cromo é essencial e participa do metabolismo de carboidratos, principalmente coatuando com a insulina, o que melhora a tolerância à glicose. Contudo, por agir melhorando a sensibilidade do receptor de insulina, o cromo pode influenciar também no metabolismo dos outros macronutrientes e consequentemente favorece o estímulo da captação de aminoácidos e a síntese proteica. Aparentemente, esse mineral parece inibir a enzima hepática hidroximetilglutaril-CoA-redutase, diminuindo a concentração 124 Unidade III plasmática de colesterol; logo, efeitos positivos também são percebidos no metabolismo dos lipídios (GOMES; ROGERO; TIRAPEGUI, 2005). Presente em diminutas proporções em alguns alimentos como carnes, cereais integrais, oleaginosas e leguminosas, a ingestão diária e segura de cromo em adultos está estimada entre 50 e 200µg/dia e, apesar de ser considerado um elemento essencial, não existe uma ingestão dietética recomendada (RDA) específica para o cromo. Os seus valores recomendados podem ser visualizados na tabela a seguir. Tabela 35 – Ingestão adequada (AI) para o cromo Faixa etária Homens/Mulheres Recém-nascido 0-6 meses 7-12 meses 0,2 μg/dia 5,5 µg/dia Crianças 1-3 anos 4-8 anos 9-13 anos 14-18 anos 11 μg/dia 15 µg/dia 25 μg/dia/21 μg/dia 35 μg/dia/24 μg/dia Adultos 9-30 anos 31-50 anos 51-70 anos > 70 anos 35 µg/dia/25 µg/dia 35 µg/dia/20 µg/dia 30 µg/dia/20 µg/dia 30 µg/dia/20 µg/dia Gestantes ≤ 18 anos 19-30 anos 31-50 anos 0,2 µg/dia 0,2 µg/dia 0,2 µg/dia Fonte: Silva, Rocha e Cozzolino (2016, p. 896). 8.2.1 Metabolismo: digestão, absorção, transporte, utilização, excreção e armazenamento Após a absorção, o cromo pode ser estocado em vários tecidos do organismo, sem possuir um local específico necessariamente, mas totalizando em média um pool de 4 a 6 mg. A maior quantidade de cromo parece estar distribuída no fígado, rins, baço e epidídimo e acredita-se então que a concentração de cromo seja metabolicamente controlada nos tecidos, não havendo acúmulo. O processo de absorção do cromo e seu metabolismo dependem do seu estado de oxidação, da forma (complexado ou não) e do conteúdo intestinal. Em relação ao cromo (III), apenas cerca de 0,4% a 2,5% do composto inorgânico são absorvidos. Diferentemente, compostos orgânicos derivados do cromo, como nicotinato e picolinato, são bem absorvidos e em sua maior parte apresentam solubilidade em pH gástrico (SILVA; ROCHA; COZZOLINO, 2016; GOMES; ROGERO; TIRAPEGUI, 2005). 125 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES A absorção do cromo se dá por meio de difusão passiva; em humanos que consomem cerca de 10 μg de cromo por dia, a absorção aparente (medida pela excreção urinária) foi aproximadamente de 2%; porém, quando a ingestão foi de 40 μg/dia, a absorção aparente foi de apenas 0,5%. Esses dados sugerem a existência de um processo de autorregulação na absorção de cromo segundo a dose ingerida (SILVA; ROCHA; COZZOLINO, 2016). 8.2.2 Fatores que interferem na biodisponibilidade (processamento do alimento, características genéticas, doenças, ciclo da vida, interações alimento-nutriente, nutriente-nutriente, droga-nutriente, álcool, tabaco, entre outros) A biodisponibilidade do cromo em geral é baixa, apresentando valores que não ultrapassam 3%, e essa porcentagem de absorção parece ser inversamente proporcional à quantidade de cromo na dieta. Vários fatores interferem na absorção do cromo, dos quais se ressaltam, como inibidores, o fitato e a maior quantidade de minerais como zinco, ferro e vanádio no intestino e, como estimuladores, os aminoácidos, o oxalato, a vitamina C e o amido (GOMES; ROGERO; TIRAPEGUI, 2005). Tanto o exercício físico quanto à ingestão de açúcares podem aumentar a excreção urinária de cromo; contudo, se esses fatos induzem a uma deficiência de cromo ou se atletas são capazes de aumentar a eficiência ou a retenção do cromo no organismo isso é ainda desconhecido (GOMES; ROGERO; TIRAPEGUI, 2005). 8.3 Cobre: nomenclatura, estrutura química e função Elemento químico com símbolo Cu, o cobre pode sofrer diversos tipos de reações químicas e o seu produto mais conhecido é o sulfato de cobre. Quando exposto à água ou ao ar, ele sofre oxidação, adquirindo uma coloração verde, porém, é um metal bastante resistente à corrosão. Na natureza, o cobre é encontrado em três formas: • Calcopirita (sulfeto de cobre e ferro): forma mais frequente, apresenta brilho metálico intenso. • Calcocita (sulfeto de cobre): composto por sulfeto de cobre, apresenta coloração que varia de cinza à preta. • Malaquita (carbonato de cobre): diferencia-se por apresentar coloração esverdeada. O cobre é um mineral traço cuja essencialidadefoi reconhecida em 1928 ao ser evidenciado em experimento com ratos. Esse micronutriente, juntamente com o ferro, tinha uma função importante na prevenção da anemia (PEDROSA; COZZOLINO, 1999). O cobre é um elemento químico de símbolo Cu (do latim cuprum), número atômico 29 (29 prótons e 29 elétrons) e de massa atómica 63,54 u. 126 Unidade III Observação A importância metabólica do cobre está direcionada em seu papel como cofator enzimático das enzimas conhecidas como cobre dependente (cuproenzimas, como citocromo c oxidase, superóxido dismutase citosólica, lisil oxidase, tirosinase, ceruloplasmina e dopamina β-hidroxilase), cujas funções são catalisar reações fisiológicas importantes relacionadas com fosforilação oxidativa, inativação de radicais livres, biossíntese de colágeno e elastina, formação de melanina, coagulação sanguínea, metabolismo de ferro e síntese de catecolaminas (DANKS, 1988). A maioria das manifestações clínicas de deficiência de cobre são explicadas, em parte, pelo decréscimo nas atividades das cuproenzimas, sendo observadas doenças em variados órgãos. Destaque importante deve ser oferecido para a enzima citocromo c oxidase, que é uma oxidase terminal na cadeia de transporte de elétrons, daí seu papel fundamental na fosforilação oxidativa. O cobre é um metal de grande importância no metabolismo do ferro e da eritropoiese, daí a sua relação com a prevenção de processos anêmicos. A interação cobre-ferro tem sido focada, sobretudo, na hefaestina (HEPH), uma multicobre ferroxidase requerida para o efluxo ótimo de ferro pela membrana basolateral dos enterócitos, e seu homólogo ceruloplasmina (CP), cuja meia-vida, biossíntese e atividade são correlacionadas positivamente com as concentrações intracelulares de cobre. A ceruloplasmina é a proteína na qual aproximadamente 90% do cobre plasmático estão ligados e é responsável por catalisar a oxidação do ferro ferroso (Fe2+) a férrico (Fe3+), atuando diretamente no metabolismo desse oligoelemento, especificamente em sua ligação na proteína de transporte, além de atuar na transferência de ferro para os locais de síntese de hemoglobina (HASHIMOTO et al., 2016b). A deficiência de cobre altera diretamente o metabolismo do ferro e limita sua exportação do espaço intestinal para o fígado pela inibição da HEPH e CP. A ausência de CP também leva ao acúmulo de ferro no pâncreas, retina e cérebro, indicando que a atividade dessa ferroxidase é crítica para a homeostase normal do ferro. Quadro 6 – Cuproenzimas reconhecidas em animais e humanos Enzimas Funções bioquímicas Amina oxidase Ceruloplasmina Citocromo c oxidase Dopamina β oxidase Superóxido desmutase extracelular Lisil oxidase Metalotioneína Neurocupreína Desaminação oxidativa Ferroxidase, transporte de cobre Transporte de elétrons Síntese de norepinefrina Dismutação de O2 Síntese de colágeno e elastina Armazenamento de cobre Modulação da atividade da monoxigenase Adaptado de: Pedrosa e Cozzolino (1999, p. 216). 127 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Muitos são os órgãos cujas funções tornam-se comprometidas em deficiência desse mineral: adrenais, gônadas, ossos, intestino, fígado, coração, entre outros. 8.3.1 Metabolismo: digestão, absorção, transporte, utilização, excreção e armazenamento O cobre é absorvido no estômago e no intestino delgado, e especificamente o duodeno é o seu maior sítio absortivo. Os mecanismos absortivos de regulação na mucosa intestinal são modulados por ligantes específicos, de natureza aminoacídica, e cerca de 30% pela metalotioneína, uma proteína de baixo peso molecular com grande afinidade por metais divalentes (COUSINS, 1985). Alguns estudos indicam que a absorção do cobre pela membrana de borda em escova envolve um carreador ativo, saturável, dependente de energia quando há baixas concentrações, e um processo de difusão quando há concentrações mais altas do mineral. Um transportador de cobre, o Ctr1 (codificado pelo gene SLC31A1) foi identificado em leveduras e clonado em humanos e em camundongos. Alguns trabalhos demonstram que o Ctr1 se desloca para vesículas endocíticas ou é degradado quando há a presença do mineral em grande quantidade, configurando um mecanismo de resposta adaptativa que previne o acúmulo de altas doses de cobre (HASHIMOTO et al., 2016b). Outro possível transportador de cobre na membrana de borda em escova é o DMT1, já descrito também como transportador de ferro, cádmio e manganês. Além disso, recentemente um homólogo do Ctr1, denominado Ctr2 (SLC31A2), foi descrito em cultura de células, localizado mais especificamente em lisossomos ou em vesículas endocíticas. De acordo com o estudo, o Ctr2 parece atuar sobre a importação de cobre, bem como em sua homeostase intracelular (HASHIMOTO et al., 2016b). Segundo Hashimoto et al. (2016b, p. 206): O cobre dietético não é um efetivo indutor da síntese da metalotioneína intestinal, pois ainda é improvável a regulação hormonal da absorção de cobre, em resposta a mudanças de suplementação dietética. Já o elevado teor de zinco induz esta síntese, o que proporciona um aumento na captação de cobre, fator este considerado negativo, pois o cobre ligado desta forma fica retido, e consequentemente indisponível para transferência serosal. Alguns estudos sobre metabolismo de cromo concluíram que há uma união do cromo com um componente proteico chamado de apocromodulina, um carreador formado por quatro aminoácidos presente no meio intracelular, tanto no citosol quanto no núcleo. Quando há a necessidade de a insulina atuar no organismo, o cromo é trazido por meio da corrente sanguínea por um transportador proteico e a transferrina vai até a membrana da célula; quando em contato com pH ácido, se desprende da transferrina e penetra na célula, sendo que nesse momento se liga à apocromodulina. Essa combinação foi inicialmente denominada de “substância ligadora de cromo de baixo peso molecular” (low-molecular weight chromiumbinding substance ou LMWCr) em meados de 1980, sendo hoje conhecida por cromodulina, pelo fato da semelhança em estrutura e função com a calmodulina. Essa estrutura é 128 Unidade III formada por quatro íons de Cr+3 ligados a resíduos de glicina, cisteína, glutamato e aspartato. Foi isolada em tecidos de várias espécies de mamíferos (PIRES; GRAÇA, 2011). Pedrosa e Cozzolino (1999, p. 5), afirmam que: O estudo da deficiência e do excesso de cobre é enfatizado considerando-se dois erros congênitos raros do metabolismo: a síndrome de Menkes, já descrita anteriormente, e a doença de Wilson, na qual há um defeito na excreção de cobre pela bile, levando a um maior acúmulo nos tecidos. Acredita-se que num organismo saudável, exposto à alimentação equilibrada e diversificada em fontes alimentares, as necessidades diárias desse nutriente sejam supridas. As necessidades nutricionais desse elemento estão expostas na tabela a seguir. Tabela 36 – Ingestão de referência para cobre com base nas DRI Faixa etária EAR (µg/dia) AI* RDA (µg/dia) Recém-nascido 0-6 meses 7-12 meses – – 220* 220* Crianças 1-3 anos 4-8 anos 9-13 anos 250 340 540 340 440 700 Adolescentes 14-18 anos 685 890 Adultos (homens e mulheres) 9-13 anos 14-18 anos 19-50 anos 51-70 anos > 70 anos 540 685 700 700 700 700 890 900 900 900 Gestantes ≤ 18 anos 19-30 anos 31-50 anos 785 800 800 1.000 1.000 1.000 AI = Ingestão adequada; EAR = Necessidade média estimada; RDA = Ingestão dietética recomendada. Fonte: Hashimoto et al. (2016b, p. 721). 129 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Para lactantes, os valores recomendados permanecem em torno de 985 a 1000 μg/dia para EAR e 1.300 para AI* RDA (μg/dia). Um exemplo de desordem genética no metabolismo do cobre, a qual leva à deficiência grave do mineral e consequentemente compromete suas funções no organismo, é a doença de Menkes, conhecida como uma desordem letal e multissistêmica no transporte de cobre ligada aocromossomo X, causada por diversas mutações no transportador de cobre ATP7A. As manifestações clínicas se iniciam tipicamente em bebês com 2 a 3 meses de idade, caracterizadas por retardo no crescimento, hipotonia, convulsões e anormalidade na textura e pigmentação do cabelo e da pele (HASHIMOTO et al., 2016b). 8.3.2 Fatores que interferem na biodisponibilidade (processamento do alimento, características genéticas, doenças, ciclo da vida, interações alimento-nutriente, nutriente-nutriente, droga-nutriente, álcool, tabaco, entre outros) O excesso de vitamina C pode prejudicar a absorção de cobre, provavelmente havendo evidências de que esse efeito ocorra pela redução do Cu2+ para Cu+, forma menos biodisponível; provavelmente essa interação ocorre de forma menos pronunciada em humanos que em animais (COZZOLINO, 1997). Outros fatores endógenos e alguns componentes dietéticos influenciam de formas distintas a captação de cobre pelo lúmen intestinal, como as proteínas D e L – aminoácidos, citrato e fosfatos, que elevam a sua captação, e outros como fibra, ácido fítico, ácido ascórbico, tiomolibdato e zinco, que influenciam negativamente (PEDROSA; COZZOLINO, 1999). O preparo dos alimentos também interfere na biodisponibilidade desse nutriente. Um exemplo disso é a redução em aproximadamente 45% do cobre no processo de trituração de grãos integrais, já que remove o farelo e o gérmen do trigo. Estudos realizados em animais identificaram uma provável interferência negativa da frutose com o cobre. 8.4 Iodo: nomenclatura, estrutura química e função O iodo é um oligoelemento vital para o organismo humano que tem de ser ingerido regularmente com a alimentação. Existe numa variedade de formas químicas, sendo as mais importantes o iodeto (I), o iodato (IO3) e o iodo elementar (I2). Está presente em quantidades relativamente constantes na água salgada, e por esse motivo o sal iodado é a melhor fonte alimentar de iodo. Condimentar os alimentos com sal iodado é uma prática desejável, porque nos garante a presença deste elemento. O iodo (I) é essencial para a formação de tirosina e de triiodotironina, comumente denominados T4 e T3, os dois hormônios tireoidianos essenciais para a manutenção do metabolismo normal em todas as células. Esses hormônios controlam todos os passos metabólicos da oxidação celular. Assim sendo, interferem no metabolismo da água, proteínas, carboidratos, lipídios e de outros minerais, com reflexos acentuados na produção e reprodução dos animais domésticos; ou seja, a atividade tireoide apresenta uma grande influência sobre as funções produtivas, como a produção 130 Unidade III de leite, ovos e lã, e o desempenho reprodutivo dos animais. O iodo é o único elemento mineral cuja deficiência leva a uma anomalia clínica – aumento da glândula tireoide – específica e de fácil conhecimento. Ultimamente, a sua ação enquanto elemento antioxidante tem sido investigada, com resultados promissores. O iodo foi o segundo micronutriente a ser reconhecido como essencial para a saúde, em 1850. Anteriormente, apenas o ferro havia atingido esse grau de classificação, no século XVII. Ele encontra-se amplamente distribuído na natureza e está presente nas substâncias orgânicas e inorgânicas em quantidades muito pequenas. O nível de iodo na água reflete o teor de iodo das rochas e solos da região, e consequentemente das plantas comestíveis. Normalmente, a água não contribui com uma proporção significativa do consumo diário de iodo, já que mais de 90% dele provêm dos alimentos (HASHIMOTO et al., 2016a). A atividade da glândula tireoide é regulada por um mecanismo de controle que envolve o eixo tireoide-hipotálamo-hipófise. Quando a ingestão alimentar de iodo é limitada, a síntese do hormônio tireoidiano não é adequada e sua secreção diminui. Isso estimula o mecanismo de retroalimentação do eixo, resultando no aumento da secreção do hormônio tireotrófico (TSH), o qual, em resposta, também promove aumento da captação de iodo pela glândula. Se a ingestão de iodo for insuficiente por longos períodos, a glândula tireoide sofre hipertrofia, resultando no desenvolvimento de bócio por deficiência em iodo (HASHIMOTO et al., 2016a, p. 269). As necessidades nutricionais do iodo estão em concordância com os ciclos de vida; logo, aumentam desde o nascimento até à adolescência, mantendo-se depois constantes no adulto, exceto na gravidez e na amamentação, em que as necessidades são maiores. Observe os valores na tabela a seguir. Tabela 37 – Recomendações de ingestão de iodo (μg/dia) em diferentes estágios de vida Faixa etária AI/EAR RDA UL Recém-nascido e crianças 0-6 meses 7-12 meses 1-3 anos 4-8 anos 9-13 anos 110 130 65 65 73 – – 90 90 120 ND ND 200 300 600 Adolescentes 14-18 anos 95 150 900 Adultos 19-70 anos > 70 anos 95 95 150 159 1.100 1.100 131 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Faixa etária AI/EAR RDA UL Gestantes 14-18 anos 19-50 anos 160 160 220 220 900 1.100 Lactantes 14-18 anos 19-50 anos 209 209 290 290 900 1.100 AI = Ingestão adequada; EAR = Necessidade média estimada; RDA = Ingestão dietética recomendada; UL = Limite máximo tolerada de ingestão diária; ND = Não determinado. Fonte: Hashimoto et al. (2016a, p. 843). O consumo excessivo de iodo pode causar irritação no trato gastrintestinal, dor abdominal, náuseas, vômitos e diarreia, além de sintomas cardiovasculares e cianose; muitas vezes o quadro pode ser agravado pela presença de perda de peso, taquicardia, fraqueza muscular e calor da pele, sem a presença da oftalmopatia característica na doença de Graves. Segundo o Council for Responsible Nutrition, que estabeleceu os níveis de Noael (no observed adverse effects level) e Loael (lowest adverse effects level), pode-se observar para o iodo um Noael de 1.000 a 1.200 μg de iodo e um Loael de até 1.700 μg (HASHIMOTO et al., 2016a). 8.4.1 Metabolismo: digestão, absorção, transporte, utilização, excreção e armazenamento Segundo Hashimoto et al. (2016a), o iodo da dieta é rápida e quase totalmente absorvido (> 90%) no estômago e no duodeno. Antes disso ele é convertido a íon iodeto, 100% biodisponíveis e absorvidos praticamente por completo no intestino delgado, diferentemente da forma orgânica, em que apenas 50% do iodo são absorvidos. O iodo circula no plasma na sua forma inorgânica (iodeto), sendo utilizado pela tireoide para síntese dos hormônios tireoidianos, e o excesso é excretado pelos rins. Depois de absorvido, o iodo é transportado livremente ou ligado às proteínas do plasma, sendo rapidamente distribuído por todo o plasma, e transportado para a glândula tireoide, onde aproximadamente 80% do iodo presente no corpo são localizados. Pode haver também algum acúmulo em outros tecidos, como músculo e fígado quando ocorre um consumo excessivo do elemento. Dentro da tireoide, os íons iodeto se difundem para o espaço coloidal dos folículos e serão oxidados para iodo elementar; a enzima iodinase catalisa a iodação de resíduos de tirosina na proteína tireoglobulina, formando resíduos de monoiodo (MID) e de diiodotirosina (DIT). Posteriormente, após ela favorecer a transferência de um grupo diiodofenil de um resíduo de diiodotirosina para outro, forma a tiroxina incorporada à proteína e finalmente o triiodotironina (T3). A tireoglobulina iodada é então captada pelas células da tireoide, sofrendo proteólise para liberação de tiroxina (T4) e pequenas quantidades de T3. Os hormônios são liberados da tireoide a partir do estímulo da tireotrofina, que, por sua vez, tem sua secreção regulada pela tiroxina circulante, e dessa forma fica clara a participação de extrema relevância do iodo no metabolismo tireoidiano (HASHIMOTO et al., 2016a). 132 Unidade III Membrana celular Enzimas lisossômicas Tirosina TG B TG B TG B TG B Capilar MIT MIT DIT TP TP TP 1 8 9 10 7 6 3 2 4 5 DIT DIT DIT MIT MIT T3 T3 T3 T3 T4 T4 T4 T4 I- I- I- Coloide Figura 35 – Regulação da funçãotireoidiana, com participação ativa do iodo Fonte: Mourão Júnior (2021, p. 211). A figura anterior deve ser observada da esquerda para a direita. Nela, fica clara a sequência de eventos que finaliza com a produção dos resíduos MIT e DIT e os hormônios tireoidianos. Segue a síntese e a liberação de T3 e T4: (1) captação ativa de iodeto; (2) oxidação do iodeto; (3) tireoglobulina (TGB) produzida pela célula folicular sendo levada para o coloide; (4) organificação do iodo; (5) acoplamento de iodotirosinas; (6) endocitose da TGB; (7) hidrólise da TGB; (8) liberação de T3 e T4; (9) desiodinação da monoiodotironina (MIT) e da diiodotironina (DIT); (10) reciclagem do iodeto. Na água e alimentos, o iodo ocorre em grande parte como iodeto inorgânico, sendo absorvido nessa forma através do trato gastrintestinal e transportado na forma livre ou anexo a proteínas do plasma. 133 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Também é prontamente absorvido pelos pulmões, além de quantidades significativas de absorção de iodo através da pele ocorrerem na aplicação de compostos orgânicos que contenham o elemento. O excesso de iodo é excretado primariamente na urina, com pequenas quantidades nas fezes e suor. 8.4.2 Fatores que interferem na biodisponibilidade (processamento do alimento, características genéticas, doenças, ciclo da vida, interações alimento-nutriente, nutriente-nutriente, droga-nutriente, álcool, tabaco, entre outros) A deficiência de iodo em diferentes estágios de vida produz diferentes desfechos da saúde. Logo a sua adequada ingestão torna-se especialmente importante na vida intraútero e durante os primeiros dois anos, quando as células neurais sofrem divisão celular, contribuindo com o desenvolvimento e crescimento mental. Alguns fatores que contribuem para a deficiência do elemento incluem solos com baixos níveis de iodo e muito drenados, distância do mar e variação da capacidade da planta em absorver iodo. Bovinos em pastejo estão sujeitos à deficiência desse elemento. A maneira mais eficiente de prevenir a deficiência de iodo é suplementá-lo em misturas minerais. O uso de iodeto de potássio não estabilizado deve ser evitado porque o iodo se volatiliza com facilidade nas condições tropicais. O iodato de potássio é mais estável. Substâncias conhecidas como bociogênicas normalmente presentes em alguns alimentos não parecem ser uma das causas diretas de bócio quando a alimentação é adequada em iodo, porém, certamente serão um fator de risco quando a ingestão desse elemento for baixa. Substâncias bociogênicas são encontradas em alimentos como mandioca, milho, broto de bambu, batata-doce, couve-flor e algumas variedades de leguminosas e são derivadas de glicosídios cianogênicos, capazes de liberar quantidades significativas de cianeto por hidrólise (HASHIMOTO et al., 2016a). Resumo Sódio, cloro e potássio são eletrólitos essenciais para a manutenção dos líquidos corporais no ambiente intra e extracelular. Dessa forma, regula-se também a excitabilidade no ambiente intracelular e os níveis pressóricos, bem como a função renal. Presentes no sal de cozinha, um dos maiores conservantes naturais, o cloro e o sódio atuam em sinergia no ambiente intra e extracelular, no processo de absorção ativa e no transporte ativo que rege inúmeros processos metabólicos. O potássio é ainda fonte primordial de energia, já que participa da estrutura da molécula de adenosina trifosfato ou ATP. Além disso, está presente em nossas membranas como elemento estrutural e constituinte. 134 Unidade III Outro nutriente discutido na unidade foi o iodo, bem como a sua importância na regulação do metabolismo energético por atuar como constituinte dos hormônios tireoidianos e em ação conjunta com o selênio, que além de sua função antioxidante pela enzima superóxido dismutase é o cofator das reações de deiodisação para a formação de T4 ativo (tiroxina) e triiodotironina. Exercícios Questão 1. Leia o texto a seguir. O selênio é amplamente distribuído em toda a crosta terrestre, entretanto, a quantidade é bastante variável e, por consequência, os solos apresentam conteúdos de selênio que podem variar de quantidades traço até níveis tóxicos. Alimentos como a castanha-do-brasil e o rim bovino são considerados as melhores fontes de selênio. Carne bovina, frango, peixe e ovos, além de serem ricos em proteínas, também apresentam quantidades importantes de selênio e em muitos países são a principal fonte alimentar do mineral. COMINETTI et al. Estresse oxidativo, selênio e nutrigenética. Nutrire, v. 36, n. 3, p. 131-153, São Paulo, 2011. Considerando o texto e a importância do selênio, avalie as afirmativas. I – Os fatores que facilitam a absorção de selênio são a metionina, as proteínas e as vitaminas E e A. Os metais pesados chumbo, cádmio e mercúrio inibem a absorção de selênio. II – O selênio está relacionado com o metabolismo do iodo, pois a conversão de tiroxina (T4) em triiodotironina (T3) depende de uma enzima selenodependente (desiodinase). III – O selênio está presente na glutationa peroxidase, uma enzima antioxidante que reduz o peróxido de hidrogênio e os hidroperóxidos a partir da glutationa. É correto o que se afirma em A) I e II, apenas. B) I, apenas. C) II e III, apenas. D) I e III, apenas. E) I, II e III. Resposta correta: alternativa E. 135 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: a presença de proteínas e das vitaminas E e A facilita a absorção de selênio. Os metais pesados diminuem a absorção de selênio. A biodisponibilidade e a distribuição tecidual dependem também da forma ingerida do mineral. As formas orgânicas mais comuns do selênio são a selenometionina (em fontes vegetais, animais e alguns suplementos alimentares) e a selenocisteína (principalmente em fontes animais). Na forma inorgânica, aparece como selenito e selenato, principalmente em suplementos. II – Afirmativa correta. Justificativa: a conversão de tiroxina (T4) em triiodotironina (T3) é realizada pela desiodinase tipo I, uma selenoproteína encontrada no fígado e nos rins, responsável pela conversão da forma inativa do pró-hormônio tiroxina (T4) na forma metabolicamente ativa, a tri-iodotironina (T3). São conhecidas três desiodinases dependentes de selênio: tipo I, tipo II e tipo III. O selênio e o iodo devem ser suplementados concomitantemente em populações com deficiência desses elementos, pois a suplementação somente com selênio pode ser danosa (haveria maior produção de T3, o que promoveria a inibição da liberação de TSH e pioraria o quadro de hipotireoidismo). III – Afirmativa correta. Justificativa: a glutationa peroxidase (GPX) é uma enzima dependente de selênio que age na redução de peróxidos de hidrogênio (H2O2) e de hidroperóxidos orgânicos livres, transformando-os, respectivamente, em água e álcool. O metabolismo da glutationa (GSH) é um dos mecanismos de defesa antioxidante mais importantes do sistema biológico e é representado pelas reações mostradas a seguir. ROOH + 2GSH H2O2 + 2GSH GPX GPX ROH + GSSH + H2O GSSH + 2H2O Nas equações, temos o que segue. • ROOH: hidroperóxido lipídico. • GSH: glutationa. • GPX: glutationa peroxidase. • GSSG: glutationa oxidada. • H2O2: peróxido de hidrogênio. 136 Unidade III Questão 2. Leio o texto a seguir. O cobre é necessário para o crescimento, mecanismos de defesa, mineralização óssea, maturação de eritrócitos e leucócitos, transporte de ferro, metabolismo do colesterol, contractilidade do miocárdio, metabolismo da glicose e desenvolvimento cerebral. O papel do cobre nas atividades enzimáticas de oxidação/redução é consequência da sua capacidade para funcionar como um intermediário da transferência de elétrons. Desse modo, o cobre está presente nas enzimas envolvidas na respiração celular, na defesa contra radicais livres, na função de neurotransmissão, na síntese de tecido conjuntivo e no metabolismocelular do ferro. BARCELOS, T. D. J. Cobre: vital ou prejudicial para a saúde humana? Dissertação. Universidade da Beira Interior, Covilhã, 2008. Adaptado. Considerando o texto e a importância do cobre, avalie as afirmativas. I – O metabolismo do ferro e o do cobre estão interligados pela atividade ferroxidase da ceruloplasmina. A deficiência de cobre pode diminuir a quantidade de ceruloplasmina, enzima responsável pela transformação do Fe2+ (íon ferroso) em Fe3+ (íon férrico), necessária para a síntese de hemoglobina. II – O excesso de zinco diminui a absorção de cobre. III – A vitamina C pode aumentar a absorção de cobre. É correto o que se afirma em A) I e II, apenas. B) I, apenas. C) II e III, apenas. D) I e III, apenas. E) I, II e III. Resposta correta: alternativa A. 137 NUTRIÇÃO E BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: a ceruloplasmina é uma oxidase que apresenta seis íons de cobre e é produzida principalmente no fígado. Para ser transportado pela transferrina, o ferro precisa ser oxidado, e esse processo é realizado pela ceruloplasmina. A ceruloplasmina oxida o Fe+2 (íon ferroso), libertado pela ferritina intracelular, para ser ligado à transferrina, que se une ao Fe+3 (íon férrico). A deficiência de ceruloplasmina é acompanhada pelo acúmulo de ferro no fígado. II – Afirmativa correta. Justificativa: a competição de vários íons, como o zinco, o ferro, o chumbo e o cádmio, pode inibir a absorção do cobre. O mecanismo proposto para a interação entre o cobre e o zinco baseia-se na observação de que o excesso de zinco aumenta a síntese da metalotioneína, uma proteína que apresenta a propriedade de se ligar a minerais e protege o organismo de possíveis efeitos tóxicos deles. A metalotioneína apresenta afinidade maior por cádmio e cobre e menor afinidade por zinco. Como o cobre apresenta maior afinidade pela metalotioneína, ele ficaria retido no interior do enterócito e seria impedido de passar para a circulação. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: o excesso de vitamina C pode prejudicar a absorção de cobre pela redução do Cu2+ a Cu+, forma menos biodisponível. 138 REFERÊNCIAS Textuais ACCIOLY, E; GOMES, M. M.; SAUNDERS, C. Papel da vitamina A na prevenção do estresse oxidativo em recém-nascidos. Revista Brasileira de Saúde Materno Infantil, Recife, v. 5, n. 3, p. 275-282, set. 2005. AGNOLI, C. et al. 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