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ÁGUA E EQUILIBRIO ÁCIDO-BÁSICO A agua é o nutriente mais abundante no mundo. Constitui 70% do peso corporal, sendo que: 55% é intracelular (agua dentro da célula para reações químicas) e 45% é extracelular (líquidos extracelular, intersticial extravascular, etc) esse equilíbrio mantem as funções do organismo Nos atletas a quantidade de agua intracelular é maior devido a maior quantidade de células musculares (que são mais metabolicamente ativas que os adipócitos) Funções da agua Solvente Lubrificante Possibilita interações entre substancias Ajuda a manter a temperatura corporal Mantem a forma das células Auxilia no transporte de nutrientes (sangue) Ingestão A ingestão diária media de agua é de 1500 – 3000 ml/dia Perda insensível: imensurável (pele e pulmões) 800 – 1000ml Perda sensível: mensurável 500 ml por diurese e 150 ml por fezes A necessidade de ingestão de agua esta relacionada a necessidade de energia 1ml/1kcal Absorção Ocorre rapidamente, desde o estomago ao intestino em decorrência a diferença de pressão osmótica Transporte Transportada aos tecidos pelo liquido intravascular, impulsionada pela forca do coração e dos músculos esqueléticos estriados Fontes alimentares Agua livre Agua nos alimentos: leite, sucos, chás, frutas, hortaliças Agua endógena/metabólica: Resultado da oxidação dos nutrientes orgânicos nos tecidos 1g de carboidrato = 0,60g de agua 1g de proteína = 0,41g de agua 1g de lipídio = 1,07g de agua Deficiência no consumo de agua Desidratação: desequilíbrio entre perda e ingestão desequilíbrio hídrico, sensação de sede causada por: aceleração na perda de líquidos, febre alta prolongada ou diarreia uma perda de 12% de agua leva a coma e a morte sinais: pele elástica, sede, urina escura exames: hematócritos elevados (indica redução no volume do plasma), sódio sérico elevado e osmolaridade sérica elevada Tipos de líquidos isotônico: concentração de agua igual a concentração de nutrientes. Não ocorre transferência de líquidos hipotônico: mais agua, menos nutrientes. Perda de agua hipertônico: mais nutrientes, menos agua. Absorção de agua O tipo de soluto no plasma define o formato e função da célula se o plasma esta hipertônico (desidratado), a célula perde agua se o plasma esta hipertônico, a célula ganha agua Movimento dos líquidos e solutos As membranas são semipermeáveis, permitindo a passagem de alguns compostos através de difusão, transporte ativo (soluto) ou osmose (agua) Pressão hidrostática: impulso do sangue contra as paredes do capilar pressão hidrostática capilar > intersticial liquido e soluto passam do capilar para o interstício pressão hidrostática capilar < intersticial líquidos e solutos passam do interstício para o capilar os nutrientes são captados no interstício a pressão hidrostática é conferida pela forca dos bombeamento do coração Pressão osmótica: regulada pela albumina, mantem a agua perto do capilar. A pressão osmótica impede que toda a agua saia do capilar para o interstício a albumina é uma molécula grande que não passa pela capilar aumento na concentração de albumina no capilar liquido do interstício volta para o capilar (osmose) diminuição na concentração de albumina no capilar liquido do capilar sai para o interstício (edema) Pressão hidrostática + pressão osmótica = equilíbrio Mantendo o equilíbrio químico O rim filtra o sangue, produz urina e excreta o excesso de solutos, eletrólitos e os produtos de degradação metabólica. Mantem a composição e volume de sangue constante Perda de agua/desidratação: ativação dos sistema renina-angiotensina secreção de aldosterona aumento tubular da reabsorção de sódio aumento de reabsorção de agua aumento do volume dos fluidos aumenta a liberação de ADH da hipófise aumenta a permeabilidade nos túbulos renais aumenta a reabsorção de agua aumento do volume de fluidos Mantendo o equilíbrio acido-básico Acido: moléculas que podem doar íons H para outras moléculas. Os ácidos de carbono ocorrem naturalmente no organismo e as bases são formadas por moléculas que podem aceitar íons H (bicabornato) Em geral, o pH sanguíneo é mantido em uma proporção de 20 partes de bicarbonato por 1 [parte de acido carbônico Alterações no pH: Acidose (pH baixo): o pH diminui se a concentração de hidrogênio no sangue aumentar ou o nível de bicarbonato diminuir. Compromete o equilíbrio eletrolítico, atividade das enzimas, contrações musculares e funções da célula. Causa dor de cabeça, diminuição nos batimentos cardíacos, aumento na taxa de respiração, náuseas, vômitos, dor de cabeça, hipercalemia, diminuição no tônus muscular e hálito cetogênico Alcalose (pH alto): ocorre quando ha perda de ácidos (vômito). Causa disritmia, náusea, vomito, hipocalemia, hipoventilação, letargia, confusão Sistemas reguladores Tampões químicos Sistema tampão bicarbonato: tampona o sangue e o liquido intersticial; os rins regulam a produção de bicarbonato, e os pulmões regulam a produção de acido carbônico – tampão primário do corpo (64%) Sistema tampão fosfato: reage com os ácidos e bases para formar compostos que alteram o pH (1%) Sistema tampão proteína: intracelular e extracelular. Liga-se a ácidos e bases para neutraliza-los – mais abundante do corpo: hemoglobina combina-se com H para neutraliza-lo (35%) Respiração: hipo ou hiperventilação, aumentam ou diminuem a quantidade de CO2 no sangue Acidose – aumento na taxa de respiração aumento no CO2 liberado menos associação de CO2 com agua para formar acido carbônico Existem quimiorreceptores que percebem a alteração de pH e alteram a respiração Rins: excreção de H Aumenta ou diminui a excreção de ácidos ou bases pH baixo – aumenta a reabsorção de bicarbonato VITAMINAS Aminas vitais ao organismo humano. A grande maioria não é produzida por animais e tem que ser obtidas pela alimentação (exceto vitamina D) não possuem estrutura química especifica comum não produzem energia ou contribuem para massa corporal (o excesso de vitaminas e armazenado ou excretado) reguladoras de reações metabólicas controlam processos de síntese óssea e tecidual (ex: cálcio atua como hormônio para modelação óssea) Classificação lipossolúveis: A, D, E e K hidrossolúveis: complexo B e vitamina C Funções biológicas coagulação (K), função ocular (A), dentes (A,D,K) função neuromuscular (complexo b depressão, tpm, etc) célula sanguíneas, pele, reprodução, hormônios, etc em geral, mantem as funções e integridade do organismo Funções no metabolismo da glicose carboidratos: tiamina, niacina, biotina e acido pantotenico: processo de glicólise e descaboxilacao do acido pirúvico complexo b: ciclo de Krebs aceptores de H lipídeos niacina: beta oxidação proteína vitamina c: mantem/melhora síntese de colágeno complexo b vitaminas do complexo b: processos metabólicos dos lipídios e carboidratos para que o metabolismo dos macronutrientes ocorra é necessário tanto os substratos quanto as vitaminas necessário um balanço entre os dois Lipossolúveis Vitamina A Existe na forma de álcool (retinol) e aldeído (retinal). A forma acida (acido retinoico) é um metabolito do retinal e também a única forma que pode estimular a produção de proteínas. Vitamina A Retinol Retinal Acido Retinoico carotenoides: substâncias pro-atividade de vitamina A: carotenoides carotenos retinal ao clivar uma molécula de betacaroteno se obtém 2 moleculas de retinal (que tem 100% de atividade de vitamina A) para ter atividade de vitamina A, o anel tem que estar livre alimento animal ester de retinol retinol alimento vegetal carotenoides (betacaroteno) retinal acido retinoico Carotenoides nos alimentos carotenoides são pigmentos que dão cor alaranjada/amarelada nos vegetais betacarotenos: maior atividade de vitamina A/mais importante alfacarotenos: apenas 50% de atividade de vitamina A os carotenoides são altamente distribuídos na natureza na forma all trans forma adequada que confere atividade e cor a essepigmento presente nos cloroplastos das plantas cor mascarada pela clorofila aso encontrados em peixes, algas e bactérias Nem todo carotenoide tem atividade de vitamina A os carotenos e a criptoxantina tem, em diferentes proporções Degradação dos carotenoides superexposicao a oxigênio, luz e acido isomerização: da forma trans a forma cis oxidação: a formas epoxycarotenoides e apocarotenoides formas sem atividade de vitamina A, cor e atividade biológica Digestão A vitamina A, por estar ligada a outros componentes alimentares, requer digestão antes de ser absorvida. Ela é ingerida na forma de ester de retinol (99% na forma de AG-palmitato), retinol ou carotenoides O ester de retinol e os carotenoides geralmente estão ligados a proteínas, das quais precisam ser liberados hidrolisados pela pepsina no estomago formam glóbulos de gordura que são esvaziados no duodeno Varias enzimas da digestão dos lipídeos participam na digestão da vitamina A Formam micelas dentro do lumen do intestino delgado, com outras componentes lipossolúveis Absorção A absorção do retinol é facilitada por um receptor de membrana (CRPBII) que o reconhece Esse receptor captura e solubiliza retinol e retinal, e os direciona para enzimas especificas que realizam o metabolismo A micela contendo ester de retinol e carotenoides é absorvida através dos microvilos da borda estriada do duodeno e jejuno Os carotenoides podem sofrer ação da enzima retinal redutase na membrana intestinal, para se transformar em retinal. O retinal também pode ser reconhecido pela CRPBII Ocorre em caso de deficiência de vitamina A Os carotenoides também podem ser absorvidos passivamente apenas 50%, por não conter proteína especifica Metabolismo Retinol, apos a internalização é reesterificado a ester de retinol pela enzima ARAT, e levado ao quilomicron O retinal e ligado a uma proteína celular ligante, e reduzido a retinol, esterificado e enviado ao quilomicron. A baixa biodisponibilidade de alfa e betacaroteno serve como ma medida de segurança para prevenir a intoxicação por vitamina A Tanto o ester de retinol quanto os carotenoides saem do enterocito através do quilomicron Transporte Do intestino para o fígado, o quilomicron é transportado via linfa. No fígado, eles são capturados por endocitose (quilomicron remanescente) Os carotenoides e o ester retinol são capturados pelas células parenquimais do fígado Para sair do fígado, o ester de retinol tem que ser desesterificado a retinol Duas proteínas carreadoras (RPB e TTR) se ligam ao retinol para que ele possa sair do fígado e ter acesso a outros tecidos Os carotenoides são encaminhados para a VLDL e saem do fígado Dependendo do estado do organismo o retinol pode ficar armazenado nas células estreladas do fígado (esterificado) Transporte para os tecidos periféricos Carotenoides: VLDL zeoxantina, luteínas, licopeno, riptoxantina, alfa e betacaroteno Retinol: associado a RBP e TTR, sai pela veia porta (a estrutura do retinol pode ser toxica as células) Nas células alvo existe um receptor de membrana que reconhece o complexo Recomendações Ideal: 1 micromol/L de vitamina A Deficiência e excesso são prejudiciais Betacaroteno não é toxico, porem seu consumo excessivo esta associado ao câncer de pulmão Vitamina D Mais importante regulador biológico do metabolismo do cálcio. Responsável pela manutenção constante da homeostase do cálcio e minerais. D2 – ergocalciferol (vegetal) D3 – colecalciferol (animal) principalmente leites e derivados Vitamina D não e de fato uma vitamina em muitos aspectos: E produzida pelos tecidos Tem ação similar a um hormônio esteroide A síntese endógena de vitamina D pode ser afetada por vários fatores Estrutura Estrutura química com 4 aneis característicos dos esteroides, e derivados dos colesteróis Colesterol 7 de-hidrocolesterol ~radiacao UV~ colecalciferol O colesterol sofre abertura de anéis, e permanece na pele O colecalciferol é uma pró-vitamina D e se ativa quando ha necessidade Conversão 7-deidrocolesterol produzido pelas glândulas sebáceas se encontra na pela Exposição solar por 30 minutos, com boa parte dos membros superiores expostos (sem protetor solar) Os anéis do 7-deidrocolesterol se abrem, formando o pré-colecalciferol Isomerização térmica (2-3 dias) Produção de vitamina D3 (colecalciferol) Absorção e metabolismo A absorção intestinal requer a presença de sais biliares e ocorre no jejuno e/ou íleo A absorção ocorre apos a separação dos nutrientes da matriz dos alimentos (mastigação) e a formação de micelas Ao ser absorvida (micelada), é encaminhada do enterocito para o fígado pelos quilomicrons (com colesterol e triglicerídeos) No fígado, chega a porção 25-OH, forma circulante (vitamina D-hidroxilada) Essa forma é liberada para circulação no plasma, e pode ser ativada pelo rim, em reposta a alterações na concentração do cálcio plasmático Por ser um composto lipídico, precisa se ligar a uma proteína para circular proteína ligante especifica (DBP) A DBP é produzida no fígado Por ser lipossolúvel, ela é estocada no tecido adiposo Ao passar pelo rim, ela é ativada por uma hidrolase para 1,25-dihidroxicolicalciferol (forma ativa) Apos ativação, é metabolizada e excretada via bile 3% pode ser perdido via urina Metabolismo do cálcio A vitamina D associada ao paratormônio auxilia na absorção de cálcio pelo osso e na sua concentração intestinal. Forma 25-OH (ligada a proteína) circulante Queda na concentração de cálcio 25-OH é encaminhada ao rim, onde é hidroxilada a 1,25-dihidroxi forma que atua com o paratormônio para regular o metabolismo do cálcio 1,25-dihidroxi + paratormônio reabsorção de cálcio pelo osso, contração muscular e função neuromuscular [cálcio] =paratormônio (PTH) ativação de vitamina D [cálcio] =calcitonina deposição de cálcio Reestabelecendo o nível sérico de cálcio: Reabsorção óssea: retirada do cálcio do osso para a corrente sanguínea Intestino: aumento na absorção do cálcio o aumentar a expressão de calbindina (melhora a absorção de cálcio) Rim: diminui a excreção de cálcio via urina Fatores regulatórios: 1,25-dihidroxi, PTH, concentração sérica de cálcio, concentração serica de fosfato Quando o cálcio é liberado no osso ele esta fosfatado, alta concentração de fosfato diminui o PTH o rim absorve o cálcio e excreta o fosfato Deficiência Raquitismo (criança) e osteomalacea (adulto Ocasionado por falta de mineralização óssea Nesse caso tanto o cálcio quando o fosfato estão em quantidades adequadas na dieta, porem no são absorvidos Associada a baixa ingestão de gordura Melhores fontes Atum fresco, cogumelo, leite, sardinha, ovo de galinha e fígado de boi. Vitamina E (tocoferol) Família de compostos produzidos por plantas, presentes em alimentos As formas são distiguindas pela posição do grupamento metila e pelo estado de insaturacao da cadeia radical Alfa, beta, gama e delta-tocoferol O alfa é o mais biodisponivel Absorção Separação da matriz do alimento na digestão, micelada por sais biliares Do enterocito sai por um quilomicron para o fígado Do fígado, sua distribuição segue o mesmo caminho dos triglicerídeos e oitros ilpideos (VLDL e LDL) para o tecido adiposo e membranas intra e extracelular Para ser incorporado na VLDLe necessário uma proteína de transferência (alfa-TTP), sintetizada no fígado reconhece apenas o alfa-tocoferol A vitamina E é a mais distribuída pelo corpo, com alta concentração no plasma, fígado e tecido adiposo HDL pode tirar o excesso de alfa-tocoferol das células Alfa-TTP se localiza na membrana da VLDL Os outros tipos de tocoferol não se associam a CLDL e pouca quantidade sai do fígado O alfa-tocoferol circula na camada externa da membrana da lipoproteína, o que permite sua troca rápida e espontâneas entra as lipoproteínas e células. Na membrana da célula ele impede a ação de radicais livres antioxidante Os radicais livres podem causar a peroxidacao dos ácidos graxoscelulares, a vitamina E bloqueia a propagação da oxidação, ao se auto-oxidar Captação da vitamina E Facilitada por uma proteína de transferência de lipídios (LPL) Endocitose de lipoproteínas através de receptores de LDL Captação seletiva de lipídios, através de uma glicoproteína de membrana Armazenamento e excreção Armazenada no fígado, músculo e especialmente no tecido adiposo (90%) Excretado via bile como alfa-tocoferol, seus metabolitos oxidados ou como outros compostos derivados Funções Mais efetivo antioxidante inibe a propagação das reações em cadeia causada pelos radicais livres Contribui para a estabilidade da membrana celular maior e mais efetiva proteção contra peroxidação lipídica Protege as estruturas da membrana celular contra danos causados pelos radicais livres e produtos reativos da oxidação Vitamina E + vitamina C a vitamina E oxidada pode ser regenerada pela vitamina C Fontes Encontrada nos óleos vegetais (polinsaturados), grãos e outras sementes que possuem alta concentração desses óleos 2/3 dessa vitamina e perdida durante a produção de óleos vegetais comerciais amêndoas, óleos prensado a frio, abacate, espinafre, damasco e pimenta Vitamina K Constituída por um grupo de substancias com propriedades anti-hemorragicas Presentes nos alimentos vegetais e sintetizadas por bactérias intestinais K1 –filoquinona K2 – menoquinona-7 (intestinal) K3 – menadiona (sintética) Digestão e absorção Separada da matriz dos alimentos e emulsificada pelos sais biliares miceladas e absorvidas Transportada via quilomicron para o fígado Do fígado é distribuída via lipoproteínas para o tecido extrahepatico Função Fundamental para a formação de: Protrombina (fator II), proconvertina (fator VII), fator antihemofilico B (fator IX) e fator stewart (fator X) Ajuda na ativação de protrobina a trombina a trombina ativa o fibrinogeio a fibrina, permitindo a coagulação sanguínea Vitamina K x mineralização óssea A vitamina K é o co-fator para a carboxilação de resíduos de acido glutâmico. A osteocalcina (responsável pela mineralização óssea, e produzida por osteoblastos) precisa ser carboxilada para funcionar A carboxilação da osteocalcina é o principal mecanismo que esclarece a hipótese da influencia da vitamina K na saúde óssea Fontes Amplamente distribuídos e pequenas quantidade Vegetais folhosos verdes, fígado, gema de ovo, morango, pepino, couve Resiste a perdas por cocção Carência Aumento no tempo de coagulação sanguínea Sangramento, hemorragia, anemia, lesões no fígado Hidrossolúveis Engloba as vitaminas do complexo B e a vitamina C Importantes no metabolismo dos macronutrientes Atuam como co-enzimas (grupo prostético) Pouco armazenadas: excesso e excretado na urina Importantes para a produção de energia Vitamina B1 – Tiamina Vitamina hidrossolúvel Perde atividade em alta temperatura Absorção Sua absorção depende do nível de ingestão Em baixa concentração a absorção ocorre por transporte ativo dependete de sódio Em alta concentração ocorre difusão passiva Tanto a tiamina livre quanto a TTP (difosfato de tiamina) são absorvidos Na mucosa intestinal ela é fosforilada em di e trifosfato de tiamina, e transportada ate o fígado Transporte Apos a absorção chega ao fígado via veia porta No plasma: na forma TPP, ligada a albumina Função Ao combinar-se com o fosofro forma TPP, que atua como co-enzima na descarboxilacao oxidativa do piruvato em acetil CoA alimenta o ciclo de Krebs Atua também na descarboxilacao do alfacetoglutarato Ação anti-neuritica: viabiliza/auxilia na transmissão dos impulsos nervosos Sua deficiência prejudica a obtenção de energia a partir da glicose e degeneração da bainha de mielina danos ao tecido e sintomas neurológicos Recomendação Relacionado a quantidade total de energia da dieta Devido a sua relação com o metabolismo dos macronutrientes Fontes Carnes, leguminosas, vísceras e vegetais Deficiência Ocorre quando a alimentação é baseada em arroz e farinhas refinadas O consumo de álcool pode interferir na absorção de tiamina. Alcolatras podem apresentar sinais de deficiência de tiamina por deficiência na absorção e digestão Beribéri Problemas no SNC Encefalopatia Problemas no metabolismos dos carboidratos no cérebro Cardiopatia taquicardia Vitamina B2 – Riboflavina Grupo de pigmentos fluorescente amarelos (flavinas). Estável no calor, porem fotossensível. Absorção e transporte As formas co-enzimaticas (FAD e FMN) são liberadas das proteínas em função do pH gástrico A bile estimula sua absorção Em alta concentração: absorção saturável e simples – passivamente ate a saturação Em baixa concentração: transporte ativo dependente de sódio As formas fosforiladas devem ser desfosforiladas antes da absorção e depois fosforiladas no interior da célula intestinal Antes de entrar na corrente sanguínea ela é fosforilada a FMN (flavina mononucleotideo) No sangue ela se associa a albumina e outras proteínas Funções Neoglicogenese Parte de duas co-enzimas que participam de reações de oxi-redução: FAD (flavina adenina dinucleotideo) e FMN FAD é aceptor de hidrogênio na cadeia respiratória produção de energia Conversão do triptofano em niacina não é uma reação ideal Conversão do acido fólico e da piridoxina nas suas formas co-enzimaticas Deficiência Queilose, estomatite, glossite, dermatite seborreica Lesões oculares Anemia normocitica e normocromica Fontes Amplamente distribuída em pequenas quantidades Carnes, fígado, vegetais de folhas verdes, ovos, leite Vitamina B3 – Niacina Engloba nicotinamida e acido nicotínico O acido nicotínico pode ser convertido em nicotinamida Pode ser sintetizada a partir do triptofano (60 mg de trptofano geram 1 mg de niacina) Solúvel e resistente ao calor Absorção Facilitada: por difusão Não absorvida na forma co-enzimatica (NAD e NADP) Pobremente armazenada Funções Atua como co-enzima: NAD (nicotinamida adenina dinucleotideo) e NADP (nicotinamida dinucleotideo fosfato) Essenciais nas reações de oxi-redução e envolvidas na liberação de energia dos macronutrientes Aceptores de hidrogeno (NAD NADH e NADP NADPH) Importante na glicólise, respiração e lipogênese Fontes Carnes, vísceras, leveduras de cerveja, amendoim, aves e peixes Leite fonte de triptofano Deficiência Fraqueza muscular, anorexia, indigestão e erupção cutâneas Pelagra: dermatite, demência, e diarreia, tremores e língua amarga Ocorre deficiência na renovação de tecido é uma reação metabólica dependente de energia A células intestinais também não são renovadas diarreia Vitamina B12 – Cobalamina Estrutura contendo cobalto no centro coloração avermelhada Formas biologicamente ativas: cianocobalamina, hidroxicobalamina e aquacobalamina Formas funcionais: meticobalamina e adenosilcobalamina Produzida por bactérias e presente em toda forma de tecido animal não presente nos vegetais Digestão e absorção Na boca se liga a Haptocorrina (Hc), presente na saliva Chegando ao estomago (B12 + Hc), a vitamina B12 é liberada de seu ligante pela ação do suco gástrico Secreção do fator intrínseco pelas células parietais: a vitamina B12 forma um complexo com o fator intrínseco, que será absorvido na mucosa ileal (que contem um receptor para esse complexo) Colabamina liberada do complexo penetra na mucosa unida a uma proteína celular que permite sua interiorização Transporte No plasma ela é transportada por sua proteínas carreadora – transcobalamina II A deficiência dessa proteína produz uma anemia megaloblástica severa Receptores em todas as células reconhecem o complexo e internalizam a vitamina Metabolismo nas células, B12 + TCII é internalizada por endocitose o TCII é degradado por proteases no lisossoma é convertida em metilcobalamida ou adenosilcobalamina metilcobalamida formação de acido fólico adenosilcobalamina metabolismo dos lipídeos Funções Importante no funcionamento de todas as célulasdo corpo (tecido nervoso e medula óssea) participa na transferência de grupos metila na síntese de ácidos nucleicos (acido fólico) atua na maturação das células vermelhas e na formação da bainha de mielina a deficiência leva a alteração no tamanho das hemácias macrociticas produção de metionina: a enzima metionina sintase possui a meticobalamina como co-fator. Essa enzima transfere o grupo metil do metilfolato para a homocisteina, gerando metionina e cobalamina a metilcobalamina é formada a partir da transferência do grupo metil do 5-metil-THF (acido fólico) para a cobalamina metionina sintetase cobalamina + metilfolato metilcobalamina metilcobalamina + homocisteina metionina + cobalamina com uma boa quantidade de b12 e acido fólico boa quantidade de metionina para as reações de síntese proteica e de ácidos nucleicos o acumulo de homoscisteina ocorre quando ha deficiencia de vitamina B12 ou acido fólico aumenta o risco de problema cardiovascular trans-sufuração: reação de eliminação da homocisteina em excesso, realizada pela vitamina B6 gera um alfacetoacido Deficiência acumulo de homocisteina anemia megaloblástica – macrocitica e normocromica: hemácias maiores e imaturas, em quantidade menor “deficiência” intracelular de folato: o acido fólico esta presente porém inutilizável aumento do acido metilmalonico devido a falta de adenosilcobalamina no metabolismo dos lipídeos Ácido Fólico – Falacina Acido pteroico + acido glutâmico vitamina mais sensível: hidrossolúvel e sensível ao calor, podem ocorrer perdas no processamento evitar cocção excessiva/deixar folhas submersas presente no reino vegetal como poliglutamato a forma mais importante é a THF (tetrahidrofolato) Absorção e Excreção Antes de ser absorvido o Poliglutamato é hidrolisado em Monoglutamato pela folil conjugasse do pâncreas absorvido no jejuno na forma Monoglutamato por transporte ativo no plasma, o folato se liga a albumina a forma de circulação é a metil-THF e a forma de estoque é a poliglutamato excretada por urina e bile Metabolismo Para que a célula possa utilizar o folato, ele precisa ser desmetilado (de 5-metil-THF para THF) a desmetilação ocorre somente pela metilação da homocisteina alimento poliglutamato monoglutamato redução em metil-THF metil-THF + albumina no plasma metil-THF +B12 nas células THF Função (como THF) síntese de DNA, RNA, metionina e serina síntese de purinas e pirimidinas importante na síntese de proteínas Fontes vegetais folhosos verdes, vísceras e leguminosas Deficiência baixa síntese proteica baixa renovação celular diminui o crescimento, anemia megaloblástica, hiperhomocisteinemia, glossite e distúrbio do trato gastro intestinal (devido a não renovação das células) nas gravidas: mal formação dos fetos devido ao não fechamento do tubo neural Vitamina C – Ácido Ascórbico Antioxidante estrutura bastante hidroxilada, importante na hidroxilação da prolina Hidrossolúvel, oxidada pelo calor e luz Importante para a produção de colágeno Absorção Ativa – por proteínas dependentes de sódio na borda em escova Facilitada – o acido ascórbico pode ser reduzido a desidroascorbico, que é absorvido por difusão facilitada ou transportadores GLUT Dentro do enterócito pode ser convertido e sair em qualquer forma Funções Antioxidante: cede e recebe elétrons se auto-oxida para regenerar a Vitamina E produção e manutenção do colágeno: promove a hidroxilação de prolina em hidroxiprolina aminoácido mais importante na produção de colágeno Pró-oxidante: redução do ferro férrico em ferro ferroso (forma absorvível) Deficiência Enfraquecimento de estruturas colagenosas (tecidos, vasos, etc) Devido a fragilidade da parede dos vasos: inflamação das gengivas, perda de dentes, hemorragia capilar Escorbuto: fraqueza, sangramento, edema, etc Fontes Frutas cítricas e folhas cruas Minerais Zinco (Zn2+) Mais de 95% é intracelular, 60% no musculo e 29% nos ossos Digestão e Absorção O zinco é liberado da matriz alimentar, e livre, pode formar complexos com aminoácidos, fosfatos e outros ácidos orgânicos A absorção é mediada por um carregador não especifico: DCT1 sua expressão aumenta quando a dieta é deficiente, devido a baixa concentração de zinco no lúmen Por não ser especifico ocorre competição entre minerais pelo transportador Oxalatos, fosfatos, etc formam complexos com esse íons, diminuindo sua biodisponibilidade O zinco absorvido pode se ligar a metalotioneina, que impede sua saída da célula Quanto maior a quantidade de zinco no enterocito, maior a síntese de matalotionenina Em baixa concentração pouco zinco permanece dentro do enterocito (na forma de metalotioneina ou vesículas de zinco pode ser perdido quando a célula e renovada) Em alta concentração o zinco passa direto do enterocito para a circulação Transporte Ao sair do enterocito, circula como metalotioneina ou associado a albumina Aumento da concentração plasmática durante o jejum: produção de hormônios que favorecem os processos catabólicos e liberam zinco na circulação Diminuição da concentração plasmática pós-prandial: apos a alimentação a concentração plasmática diminui porque as proteases do suco pancreático são zinco-dependentes Ocorre o sequestro de zinco sanguíneo para o pâncreas Funções Catalítica: encontrada em metaloenzimas (fosfatase alcalina, anidrase carbônica, etc) que tem o zinco em seu sitio ativo essencial em enzimas que fazem síntese e degradação de macronutrientes Estrutural: participa da estrutura de algumas proteínas, como metalationeina prevenção da peroxidacao lipídica pelo sequestro de metais pesados Estabilidade de proteínas: ‘zinc fingers’ se associa a alguns aminoácidos das proteínas, que da a forma de dedos Reguladora: regula a expressão genica e apoptose celular Funções Antioxidante , co-fator enzimático, expressão genica, estabiliza membranas, estoque e liberação de insulina, metabolismo da vitamina A (a proteína ligante de retinol só funciona na presença de zinco), metabolismo energético, resposta e regulação do sistema imune e interação proteína-proteína Deficiência Diminuição da massa magra proteólise do musculo, que contem grandes quantidades de zinco Diminuição das funções biológicas, especialmente digestão de proteínas Diminuição da proliferação e diferenciação celular Envelhecimento precoce não ocorre síntese de novas células e aumenta a apoptose Retinol preso no fígado cegueira noturna População sob risco de deficiência: crianças em crescimento, gravidas (devido a maior necessidade de energia), em momentos de alta síntese proteica Fontes Carnes, ostras e cereais integrais (porem, podem conter fitatos) Ferro Mineral mais abundante na crosta terrestre sua absorção dificultada é um mecanismo de proteção contra toxicidade E necessário para a expansão dos compartimentos celulares ricos em ferro (mioglobina e hemoglobina) 90% de todas as anemia são por deficiência de ferro problema de saúde publica carnes ferro heme vegetais ferro férrico (não-heme, insolúvel e pouco absorvida) ferro ferroso Anemia deficiência de vitaminas: B12, acido fólico, vitamina C deficiência de minerais: Fe, Cu e Zn (indiretamente crescimento: expandsao do volume sanguíneo sem o aumento da quantidade de hemácias período menstrual: efeito adverso no estoque de ferro em adolescentes com baixa ingestão de ferro Ferro no corpo 2/3 – na forma de hemoglobina 15% - mioglobina e enzimas (citocromo na cadeia respiratória) 25% - estoque (ferritina) sistemas biológicos: forma ferrosa (Fe2+) e forma férrica (Fe3+) Proteínas Existem 4 classes de proteínas que contem ferro: heme-proteinas: hemoglobina: transporta oxigênio do meio ambiente para o tecido troca por CO2 e leva de volta pra o pulmão mioglobina: difusão de oxigênio do eritrócito para o citoplasma e mitocôndria citocromo: transporte de elétrons na cadeia respiratória enzimas ferro-enxofre: flovoproteinas e hemeflavoproteinasproteínas para estoque e transporte de ferro: transferrina, lactoferrina, ferritina (estoque 24 subunidades) outras enzimas Digestão e Absorção o ferro heme é hidrolisado da hemoglobina/mioglobina por proteases no estomago e no intestino delgado é absorvido intacto pela HCP1 no intestino delgado o ferro não-heme é hidrolisado das proteínas de ligação por desnaturação e solubilizado. O pH acido do suco gástrico causa a redução de uma parte do ferro férrico (3+) para o ferro ferroso (2+) o ferro ferroso é absorvido pelo DMT1 o ferro férrico pode ser reduzido por ferriredutases associadas a DCT1 nas microvilosidades e depois internalizado ou solubilizado por mucina e entregado a integrinas que fazem sua internalização o uso de antiácido pode prejudicar a absorção de ferro por alterar o pH do estomago apenas 10% do ferro ingerido é absorvido Metabolismo Após a internalização: a parte heme é quebrada em HO + Fe2+ pela hemioxigenase o ferro se adere a varios ligantes para ser transportando ate a membrana basolateral uma parte do ferro fica armazenada na forma de ferritina na membrana basolateral: a ferroportina promove a saída do ferro para o sangue Cirulosplasmina (no corpo todo) e Hefaestidina (no enterocito) : proteínas que contem cobre, com atividade ferroxidase oxidam Fe2+ a Fe3+, para que possa ser transportado pela transferrina no sangue Baixa produção de transferrina também pode levar a um quadro de anemia RESUMO: Ingere férrica absorvida em ferrosa transportada em férrica Transferrina transporta e ferritina armazena Fatores que inibem a absorção Oxalatos, taninos, fitatos, carbonatos (antiácidos) , fosfatos, fibra (formam complexos insolúveis), polifenóis, cálcio, chá, café, vinho Fatores que favorecem a absorção Acido ascórbico, frutose, proteína animal, lisina, histidina Excreção O conteúdo de ferro é altamente conservado na ausência de sangramento ou gestação somente uma pequena quantidade é perdida Utilização O ferro na célula pode ser incorporado em compostos funcionais, estocado como ferritina ou utilizado Para ser captado pelas células é necessário a presença de receptores para o complexo transferrina-ferro No interior da célula é separado do complexo Reciclagem do ferro Hemácias são destruídas no baco e o ferro é recaptado e reutilizado na medula óssea para a formação de novas células vermelhas O ferro só é perdido através de sangramentos/hemorragia anormais Funções Produção oxidativa de energia (citocromo, catalase, peroxidase) Transporte de oxigênio (hemoglobina, mioglobina) Respiração mitocondrial Inativação de radicais de oxigênio nocivos Síntese de DNA Fontes Fígado, miúdos, frutos do mar, carnes vermelhas magras, feijão, hortaliças, gema de ovo Deficiência Nível de ferritina < 15g/L insuficiente quantidade de ferro entregue a transferrina diminuição da saturação da transferrina Baixa saturação da transferrina os percursores dos eritrócitos terão insuficiente suprimento de Fe Baixos níveis de cobre Menor quantidade de ferro saindo do eritrócito devido a falta de ceruloplasmina menor quantidade de fero disponível para as células Diminuição no transporte de oxigeno deficiência na produção de energia atinge todos os tecidos Baixa concetracao de hemoglobina hemácias pouco coradas (hipocromica e microcitica) Quanto a concentração de ferro cai, o organismo pode se adaptar para absorver mais ferro aumentando a quantidade das proteínas de membrana que captam Fe (DCT1) Causas da deficiência Baixa ingestão, que não cobre as necessidades fisiológicas Perdas de sangue anormal Acloridia (o acido clorídrico reduz da forma férrica a ferrosa) reduz em 50% a absorção de ferro Efeitos clínicos Diminuição da performance física Atraso no desenvolvimento físico e cognitivo (falta de oxigênio do cérebro) Prejuízos na gestação Fadiga, tonteira Tratamento A intervenção é feita dependendo do grau de anemia Anemia leve – moderada: alimentação/suplementos Anemia grave: medicação Cálcio Nos mamíferos perfaz cerca de 2-4% do peso corporal 99% nos ossos e dentes o cálcio no osso é facilmente mobilizado reserva o cálcio nos dentes não é mobilizado 1g no plasma e no liquido celular 6 -8g no tecido (preso em vesículas porque pode excitar a célula facilmente) o íon cálcio tem diferentes funções a nível celular se liga a um grande numero de proteínas celulares e regula a ativação das suas funções Digestão O cálcio é liberado da matriz alimentar durante a digestão pode ser solubilizado e ionizado para a absorção lactato de cálcio: 100% absorvido gluconato: 90% Absorção A eficiência da absorção é maior em função da baixa ingestão e em função da condição fisiológica tende a diminuir com a idade. A acidez gástrica é importante para a solubilidade alta concentração de cálcio no lumen intestinal difusão passiva simples baixa concentração de cálcio transporte ativo, que requer energia e calcitrol (vitamina D) uma dieta pobre em cálcio leva a liberação de PTH ativa enzima renal que hidroxila a vitamina D aumenta a expressão de calbindina no intestino aumenta a absorção de cálcio DCT1/DMT1 presente nas duas situações, transporte facilitado Interações entre nutrientes Vitamina D: aumenta a absorção de cálcio no trato gastrointestinal e diminui sua excreção renal Proteínas: aumenta a excreção renal de cálcio (produção de sulfato de cálcio) NaCl: aumenta a excreção renal de cálcio Oxalato: complexa com cálcio, diminuindo sua absorção intestinal Fosforo, cafeína e fibras: diminuem a absorção intestinal Cálcio no sangue Sua concentração se mantem sempre constante finamente regulado para evitar excitação celular Existem mecanismo de controle que asseguram que o cálcio estará sempre disponível para facilitar a comunicação celular O cálcio circula no sangue em 3 principais formas: Ligado a proteínas (45%) Complexado ao fosfato, citrato ou bicarbonato (10%) Como íons Ca livre (45%) forma mais importante Hormônios que regulam os níveis de cálcio no sangue PTH: promove o metabolismo da vitamina D a calcitrol, afetando a absorção intestinal, além de regular a remodelação óssea e liberação do cálcio ósseo Calcitrol (vitamina D): promove a ativa absorção de cálcio nas células intestinais e aumenta a reabsorção do cálcio pelos rins. Quanto mais Ca, menos calcitrol Calcitonina: diminui a concentração de cálcio no sangue inibindo a liberação do cálcio ósseo e aumentando sua excreção renal Muito cálcio mais calcitonina deposito de cálcio e maior excreção renal Pouco cálcio mais PTH, que ativa vitamina D estimula a absorção intestinal, dimineralizacao e diminui a excreção renal Metabolismo Grande quantidade de cálcio fica preso em uma vesícula na célula quando ha necessidade ele é liberado e se associa a proteínas especificas Estimulo na célula jorro de cálcio ligação do cálcio a proteínas especificas AÇÃO contração, excitabilidade da membrana, etc Troponina C : se liga ao cálcio e inicia uma serie de passos que leva a contração muscular Calmodulina: ativa a bomba de cálcio que o lança para fora da célula Calbindina: se liga ao cálcio na superfície celular e o internaliza, retornando a superfície celular As células tem que manter a concentração de íons cálcio livre no citosol extremamente baixas para que as proteínas funcionais não sejam ativadas ao mesmo tempo Função Papel estrutural no esqueleto (fosfato de cálcio) tecido ósseo + dentes Regulatória atividade catalítica Liberação da secreção pancreática: na digestão Comunicação celular Sinalização celular Excreção urinaria Principal perda. O rim reabsorve 98-99% do cálcio que é filtrado a excreção aumenta em função da maior ingestão de sódio e proteínas O tecido ósseo é uma grande reserva de cálcio a perda de cálcio causa respostas fisiológicas que alteram o tecido ósseo Deficiência Osteoporose – doença sistêmica do esqueleto caracterizada pela diminuição da massa óssea ealteração da microarquitetura do tecido ósseo, com o consequente aumento da fragilidade do osso e risco de fratura Fontes Leites e derivados, farinhas enriquecidas, vegetais Interações: Acidez: aumenta a biodisponibilidade Lactose: estimula a absorção Ferro/zinco: competem por DMT1 Fosforo Compõe ao redor de 1% do corpo humano. 80% e encontrado como componente de osso e dentes (fosfato de cálcio) uma parte é encontrada nos tecidos moles como fosfato (lipoproteínas, fosfolipídios, ATP, etc) Digestão e Absorção Alimentos vegetais possuem o fosforo na forma de fitato insolúvel (quelante de cálcio e zinco). O fosforo é hidrolisado em fosfato inorgânico para ser absorvido fosfatase alcalina: enzima estimulada pela vitamina D, que pode liberar o fosforo de algumas formas ligadas Sua absorção ocorre de maneira similar ao cálcio em alta concentração: transporte passivo/paracelular em baixa concentração: transporte ativo mesma proteína do cálcio Estoque Encontrado em todas as células, porem é estocado no osso liberado do osso junto com o cálcio por ação do PTH Excreção O rim fornece a principal rota de excreção. O PTH aumenta a eliminação do fosfato pela urina, diminuindo a sua concentração sérica. Função formação e manuntencao dos ossos e dentes (fosfato de cálcio) formação dos ácidos nucleicos (DNA e RNA) faz parte do ATP componente dos fosfolipídios atividade enzimática – fosforilação Metabolismo do cálcio Grande ingestão de fosforo pode levar a uma diminuição da absorção de cálcio ocorre devido a uma diminuição na ativação da vitamina D pode alterar o metabolismo do cálcio, diminuindo sua absorção intestinal Diminuição do cálcio sérico liberação de PTH (ativação de vitamina D) aumento na excreção de fosforo (diminuição do fosforo sérico) Fontes Carnes, leites, ovos e cereais mais amplamente distribuído que o cálcio
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