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BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES PATRICIA HELENA TEIXEIRA GOMES DEFINIÇÃO - BIODISPONIBILIDADE “Indica a velocidade e a extensão de absorção de um princípio ativo em uma forma de dosagem, a partir de sua curva concentração/tempo na circulação sistêmica ou sua excreção na urina” (LEI Nº 9.787, DE 10 DE FEVEREIRO DE 1999 - ANVISA O termo foi proposto pela Food and Drug Administration (FDA), dos Estados Unidos, para a área de farmacologia com o intuito de estabelecer a proporção em que determinada substância ativa era absorvida na forma farmacêutica (no caso um medicamento), alcançava a circulação e se tornava disponível no sítio de ação, além de conhecer a razão de como isso ocorria. BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES “Refere-se à fração de qualquer nutriente ingerido que tem o potencial para suprir demandas fisiológicas em tecidos- alvos” 1980 começou a ser também utilizado na área de nutrição, a partir do conhecimento de que a simples presença do nutriente no alimento ou dieta ingeridos não garantia sua utilização pelo organismo. ALIMENTO TECIDO ALVO Digestão Absorção Transporte Bioconversão Estocagem Excreção ASPECTOS BIOCONVERSÃO BIOEFICÁCIA BIOEFICIÊNCIA Definida como a proporção do nutriente ingerido que estará biodisponível para a conversão em sua forma ativa. Ex: quanto de carotenóide estará disponível para ser convertido em retinol. Definida como a eficiência com a qual os nutrientes ingeridos são absorvidos e convertidos à forma ativa do nutriente. Ex: quanto de carotenóide será absorvido e convertido em retinol. Definida como a proporção da forma ativa convertida do nutriente absorvido que atingirá o tecido alvo. Ex: correlação inversa entre o risco de de o feto apresentar um defeito no tubo neural e o EN em relação ao folato em eritrócitos maternos. FATORES QUE INTERFEREM NA BIODISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES Quantidade Consumida Fatores Genéticos Status do Nutriente Interações Matriz AlimentarEstado Fisiológico Ligação Molecular Perdas por excreção Fatores Dietéticos (antinutricionais) IMPORTÂNCIA DA BIODISPONIBILIDADE Ingestão X utilização. Estabelecimentos das recomendações. Educação nutricional. Avaliar a adequação de dietas para indivíduos e grupos da população. Preparar guias alimentares. FATORES ANTINUTRICIONAIS Toda substância sintetizada pelo metabolismo normal da espécie da qual o alimento originou-se; Provoca diminuição na eficiência da dieta; Interferem na digestibilidade, absorção ou utilização de nutrientes e, se ingeridos em altas concentrações, podem acarretar efeitos danosos à saúde. Não engloba os produtos artificiais. “Compostos ou classes de compostos presentes numa extensa variedade de alimentos de origem vegetal, e quando consumidos, reduzem o valor nutritivo desses alimentos.” FATORES ANTINUTRICIONAIS Em vegetais: a maioria destas substâncias é oriunda dos processos biossintéticos, os quais incluem produtos de síntese da própria planta ou metabólitos de origem microbiana. Por outro lado, substâncias tóxicas são formadas em alimentos, como resultado de métodos tradicionais de cozimento e, ou, preservação, sendo seus efeitos biológicos diversos e complexos. A toxidade destas substâncias é determinada não somente por suas propriedades químicas e biológicas, mas também pelo nível de exposição e duração a que o indivíduo se submete. Na maioria das vezes, a existência desses compostos no alimento é conhecida e seus níveis de consumo são relativamente baixos. As toxinas naturais não apresentam problemas agudos ao consumidor em circunstâncias normais. FATORES ANTINUTRICIONAIS - BENEFÍCIOS Polifenóis: antioxidantes – doenças cardiovasculares e câncer; Catequinas (taninos): antioxidantes – inibem a formação de placas que podem levar a aterosclerose; Ácido fenólico: aumenta atividade enzimática, favorecendo a absorção de nutrientes e inibe nitrosaminas (cancerígenos); Ácido fítico: prevenção de doenças cardiovasculares, efeito hipocolesterolêmico, antioxidante – similar a vitamina C, prevenção de câncer de intestino grosso FATORES ANTINUTRICIONAIS: FITATOS Representam uma classe complexa de compostos de ocorrência natural formados durante o processo de maturação de grãos de leguminosas e de cereais. O fitato pode ser um constituinte comum de: leguminosas, cereais Integrais (farelo de arroz), aveia, centeio, trigo, milho e a cevada. Também está em abundância na ervilha, na soja e fórmulas infantis (composição cereais integrais, soja ou outras leguminosas). SINÔNIMOS: Ácido fítico, hexafosfato inositol, IP6. Possuem carga negativa em sua molécula o que permite a formação de complexos com: - Cátions (Ca+2, Fe+2, Zn+2, Mg+2...) - Proteínas. FATORES ANTINUTRICIONAIS: FITATOS FATORES QUE PODEM DIMINUIR A AÇÃO DOS FITATOS: - Fermentação - Temperaturas elevadas - Dissolução e utilização de fitase. - Remolho (+ ou – 8 hr) - Cozimento FATORES ANTINUTRICIONAIS: TANINOS Os ácidos fenólicos, cumarinas e flavonóides pertencem a uma classe de metabólitos secundários, largamente distribuídos em plantas. O grupo de compostos flavonóides, do qual fazem parte os taninos, possui uma estrutura básica, que inclui os mais diversos e numerosos compostos fenólicos de plantas: pigmentos antocianinas, flavonas, flavonóis, flavanonas e alguns menos conhecidos como auronas, chalconas e isoflavonas. Conferem características adstringentes, encontradas principalmente em frutas ainda verdes. São capazes de formar complexos estáveis com proteínas enzimáticas, afetando a digestibilidade, principalmente de leguminosas. Atuam como inibidores de enzimas: tripsina, Lipase, α-amilase. Pareceminterferir na absorção de ferro e zinco. FATORES ANTINUTRICIONAIS: TANINOS FONTES: Cascas dos grãos, Feijões secos e Ervilhas Cereais, Folhas e vegetais verdes, romã Café, chá, cidra e alguns tipos de vinhos. Uva, pera, maçã, goiaba, maracujá, romã, açaí, nozes, amêndoa, caju, cacau Cravo, canela, feijão vermelho. Processos que podem reduzir os teores de taninos: Cozimento, amadurecimento. Pelo fato de possuírem hidroxilas fenólicas possuem capacidade antioxidante: podem conferir maior conservação aos alimentos e proteção contra radicais livres. FATORES ANTINUTRICIONAIS: OXALATOS O oxalato (ou ácido oxálico) é o produto final do metabolismo de aminoácidos e do ácido ascórbico, que não pode ser metabolizado no organismo humano, sendo excretado pela urina. O na urina pode levar à sua saturação, com consequente formação de cristais e cálculos renais, pois ele é pouco solúvel na urina, podendo também causar irritações na mucosa intestinal. Alimentos com elevada quantidade de oxalatos, como o espinafre e a carambola (180-730 mg/100g) não são recomendados para pessoas com tendência a formação de cálculos renais, e com outros problemas como a artrite, o reumatismo e a gota. A carambola possui uma substância tóxica chamada caramboxina que é facilmente excretada pela urina após filtração pelos rins. Porém pacientes com doença renal crônica (DRC), consequentemente não consegue filtrar essa substância e a sua elevação no organismo leva a alterações neurológicas em envolvendo alterações como soluços e confusão mental, até quadros graves como convulsões e morte. Essa neurotoxina parece apresentar inibição sobre o sistema GABAérgico, que é o principal sistema inibitório do Sistema Nervoso Central (SNC), formado por neurônios que contém ácido gama- aminobutírico (GABA). FATORES ANTINUTRICIONAIS: OXALATOS Oxalatos encontrados também em vegetais como: espinafre, acelga, beterraba, tomate, nozes e cacau, quando absorvido, não pode ser metabolizado pelos humanos e é excretado na urina. As saponinas dão um sabor amargo aos grãos e têm efeitos anti nutricionais e que reduzem a absorção de nutrientes no intestino. Se ingeridos em excesso podem ter efeito tóxico. Os grãos devemser lavados antes de consumidos para a retirada das saponinas, que ficam na camada externa da semente. Outros alimentos ricos em saponinas: berinjela, espargos, inhame, acelga, semente de tomate, girassol, leguminosas (soja, feijões, ervilhas) , pimentas, quinoa. FATORES ANTINUTRICIONAIS: NITRATOS E NITRITOS Podem estar presentes naturalmente, nos alimentos de origem vegetal, animal e na água. No entanto, a concentração dessas substâncias em alimentos naturais dependem do uso de fertilizantes e das condições nas quais os alimentos são cultivados, colhidos e armazenados. As principais fontes de exposição alimentar a nitratos e nitritos incluem os vegetais, produtos cárneos, peixes e aves processados e defumados, aos quais se adicionam nitratos e/ ou nitritos, e ainda a água se esta for recolhida em locais onde exista contaminação por nitratos de origem agrícola. Efeito tóxico? Nitrosaminas... (Nitrido+aminas) = Cancerígeno INATIVAÇÃO EXTRUSÃO: processo de tratamento térmico do tipo HTST (High Temperatura Short Time) que por uma combinação de calor, umidade e trabalho mecânico, modifica profundamente as matérias-primas, proporcionando novos formatos e estruturas com diferentes características funcionais e nutricionais. GERMINAÇÃO FERMENTAÇÃO AQUECIMENTO (Úmido e Seco) BIODISPONIBILIDADE DE PROTEÍNAS A qualidade nutricional de uma proteína reflete sua capacidade de fornecer aminoácidos essenciais nas quantidades necessárias ao crescimento e à manutenção. Portanto, além de presentes na estrutura polipeptídica, esses aminoácidos devem estar biodisponíveis para o organismo. Vários fatores podem influenciar nessa biodisponibilidade: formação estrutural, presença de compostos antinutricionais, efeito das condições de processamento e complexação com outros nutrientes. BIODISPONIBILIDADE DE PROTEÍNAS Formação estrutural: complexa for a estrutura na qual se estabiliza a cadeia polipeptídica, acesso das enzimas digestivas, digestibilidade da proteína e a biodisponibilidade de seus aminoácidos para o organismo. Fatores antinutricionais: inibidores de tripsina e quimiotripsina, interferem negativamente na atividade de determinadas enzimas digestivas, digestibilidade e a qualidade nutricional das proteínas. Inibidores da tripsina e quimiotripsina: presente naturalmente nos alimentos - Vegetais: Kunitz, Bowman-Birk / Animais: ovomucóide e ovoinibidores. Lectinas: interferem na absorção dos aa na mucosa. A maioria são termolábeis. Taninos : reagem com grupos amino da lisina, inibindo a ação da tripsina (Chá com leite). BIODISPONIBILIDADE DE PROTEÍNAS Processamento térmico: reações com açúcares redutores e grupamentos epsilonamino também digestibilidade dos resíduos de lisina, sendo a reação de Maillard ou “reação de escurecimento não enzimático” aquela que apresenta o maior impacto sensorial e nutricional. - A reação de Maillard refere-se a um complexo conjunto de reações iniciadas pela interação entre aminas e resíduos carbonila, as quais sob elevada temperatura decompõem-se e, eventualmente, condensam-se em compostos insolúveis de coloração marrom conhecidos por “melanoidinas”. - Resíduos contendo LIS+ carbonilas CHO e AG: perdas de LIS, MET, TYR, HIS e TRP. No leite: caseína, lactoalbumina e lactoglobulina + lactose; Nas carnes e nos peixes: mioglobulina, miosina e a actina + gorduras; Em alimentos preparados com açúcar ou amido e leite (doces). BIODISPONIBILIDADE DE PROTEÍNAS Outras reações, como: interações com radicais livres, compostos fenólicos, solventes halogênicos e nitritos, também contribuem para digestibilidade e, consequentemente, a biodisponibilidade das proteínas. Avaliação da qualidade nutricional de proteínas não se deve considerar apenas sua composição de aa essenciais, mas principalmente a capacidade de utilização destes pelo organismo, cuja eficiência dependerá de vários outros fatores envolvidos no processamento do alimento proteico. Sua falta alterações nos processos bioquímicos e fisiológicos e na síntese proteica crescimento e profundas alterações bioquímicas. As melhores fontes proteicas são as de origem animal; no entanto, a ingestão de misturas de cereais e leguminosas fornece também as quantidades necessárias de aa para a síntese proteica. A deficiência deste nutriente durante o crescimento provoca, em crianças, a doença conhecida como kwashiorkor, com profundas alterações bioquímicas, fisiológicas e anatômicas. BIODISPONIBILIDADE DE CARBOIDRATOS O amido pode sofrer alterações na sua digestão, afetando sua biodisponibilidade. Estruturas vegetais íntegras (grãos e sementes) a ação da amilase pancreática digestibilidade. A função endócrina é também importante na biodisponibilidade, pois o desequilíbrio dos hormônios como: insulina, hormônios da glândula pituitária,esteróides das glândulas adrenais, glucagon do pâncreas epinefrina da medula adrenal também podem dificultar este processo. Vitaminas especialmente as do complexo B, também estão envolvidas no metabolismo dos carboidratos, porque desempenham funções chaves como coenzimas nos sistemas enzimáticos para a oxidação do carboidrato para render energia BIODISPONIBILIDADE DE CARBOIDRATOS - FIBRAS Afetam negativamente a biodisponibilidade de diversos minerais Efeitos negativos: principalmente nos metais bivalentes (Fe2+, Zn2+ Cu2+, Ca2+...) Diferentes mecanismos: Diluição do conteúdo intestinal, aumento do volume fecal; Formação de quelatos; Alteração dos mecanismo de transporte ativo e passivo; Retenção de íons na estrutura gelatinosa das fibras solúveis; Aumento da secreção endógena de minerais. BIODISPONIBILIDADE DE CARBOIDRATOS - FIBRAS Hemiceluloses: captam íons metálicos: Zn, Cu, Fe / Facilitam excreção de Ca nas fezes Pectinas: o ácido D-galacturônico das pectinas ligam-se aos cátions bivalente, principalmente Zn2+ Gomas e mucilagens: formam complexos com metais Zn2+ e Ca2+ Celuloses: por meios das OH livres, podem reter íons metálicos, como Ca2+ e Zn2+, porém com baixa fixação. BIODISPONIBILIDADE DE CARBOIDRATOS - FIBRAS Ligninas: contém sítios específicos de alta afinidade por metais (Fe, Cu e Zn). Afeta a absorção de Fe e Zn em menor proporção que as fibras solúveis. Oligossacaídeos não digeríveis (FOS, INULINA, AMIDO RESISTENTE - AR), produzem de AGCC reduzem o pH luminal, favorecendo a solubilidade a BD de Ca e Mg. BIODISPONIBILIDADE DE LIPÍDIOS Fatores que afetam biodisponibilidade: Digestão - estômago: Lipases do suco gástrico diacilglicerois e acidos graxos livres No intestino: Lipases pancreáticas (TG), fosfolipases (fosfolipides) e colesterol esterase (esteres de colesterol) A absorção de LIP pode ser comprometida pela constituição da parede intestinal, assim, as partículas de gordura devem ser pequenas, formam micelas com ácidos biliares e outros nutrientes anfifilicos que agem como emulsificantes. BIODISPONIBILIDADE DE MACRONUTRIENTES Em geral, a biodisponibilidade dos macronutrientes é alta, principalmente quando existe disponibilidade na dieta. Estudos recentes vêm desvendando muitos mecanismos envolvidos no metabolismo desses nutrientes. BIODISPONIBILIDADE DE MICRONUTRIENTES BIODISPONIBILIDADE DE MICRONUTRIENTES - CÁLCIO Ingestão de Ca (+ determinante da absorção). Eficiência da absorção é similar para a maioria dos alimentos e suplementos (doses pequenas). Absorção inibida por oxalatos e fitatos. Efeito da vitamina D. Efeito da ingestão de Na - compartilham do mesmo sistema de transporte no túbulo renal proximal. Ingestão de proteínas - aumentam a excreção urinária de cálcio. Ingestão de cafeína: pode ter impacto negativo na retenção de ca e tem sido associada com aumento no risco de fraturas no quadril Cálcio X Ciclos da vida: transporte ativo e passivo gestação e lactação Na vida adulta, eficiência de absorção reduz 0.2% por ano em adultos e mais 2% na menopausa. Efeito da inulina e oligossacarídeos;Fibras solúveis e insolúveis. BIODISPONIBILIDADE DE MICRONUTRIENTES - FERRO FERRO HEME - Ferro de alta disponibilidade Carnes - carnes vermelhas, aves, peixes e frutos do mar; Vísceras/ miúdos - fígado, coração, rim, moela, miolo, bucho, tripa; FATORES INIBITÓRIOS FATORES ESTIMULADORES Ácido fítico: Ácido ascórbico Fibras Ácidos orgânicos(cítrico,málico e lático) Compostos fenólico Proteína da carne Oxalatos,fosfatos Aminoácidos (cis,lis,his) Alta [] de Ca FERRO NÃO-HEME - Ferro de baixa biodisponibilidade: Leguminosas - feijões, grão de bico, lentilha, ervilha, soja, amendoim; Folhosos - espinafre, couve, agrião, bertalha, brócolis, cheiro verde e rúcula; Sementes - de abóbora. Cana de açúcar - açúcar mascavo, melado, rapadura. Alimentos fortificados e enriquecidos - flocos de milho, achocolatados, biscoitos enriquecidos. MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DO Fe ABSORVIDO MÉTODO PARA A DETERMINAÇÃO DO FERRO ABSORVIDO FATORES QUE INTERFEREM NA ABSORÇÃO DE ZN: - Fitato. - Relação Ca: Fitato: Zn (acentua o efeito do fitato). - Ca pode causar deficiência de Zn em vegetarianos; - Quantidade de Zn ingerido. - Estado nutricional. - Idade dos indivíduos. - Glicose, aa., BD - Zn x Fe – a interação ocorre nos 2 sentidos, pois são quimicamente similares, competindo pelo mesmo sítio de absorção intestinal. - Zn x Cu - zn metalotioneina ligação absorção.