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METABOLISMO NO JEJUM, DIABETES MELITO E TRAUMA I - VISÃO GERAL DO JEJUM O jejum pode resultar de uma incapacidade de obter alimento, do desejo de perder peso rapidamente ou de situações clínicas nas quais um indivíduo não pode comer devido a trauma, cirurgia, neoplasias, queimaduras, etc. Na ausência de alimento, os níveis plasmáticos de glicose, aminoácidos e triacilgliceróis caem, acarretando um declínio na secreção de insulina e um aumento na liberação de glucagon. A baixa relação insulina/glucagon e a menor disponibilidade de substratos circulantes tornam o período de privação de nutrientes catabólico, caracterizado pela degradação de triacilglicerol, glicogênio e proteína. Isto leva a uma troca de substratos entre o fígado, tecido adiposo, músculo e cérebro, que é guiada por duas prioridades: (1) a necessidade de manter níveis plasmáticos adequados de glicose para manter o metabolismo energético do cérebro e outros tecidos que requerem glicose, e (2) a necessidade de mobilizar os ácidos graxos do tecido adiposo e os corpos cetônicos do fígado para suprir energia a todos os outros tecidos. II – DEPÓSITOS DE COMBUSTÍVEL Os combustíveis metabólicos disponíveis em um homem normal de 70kg no início de um jejum são mostrados na Figura 26.1. Note os grandes depósitos calóricos disponíveis como triacilglicerois, comparados àqueles contidos no glicogênio. Embora seja listada como uma fonte de energia, cada proteína possui uma função, por exemplo, como um componente estrutural do corpo, uma enzima, etc. Somente cerca de um terço das proteínas corporais podem ser usadas para a produção de energia sem comprometer fatalmente as funções vitais. III – ALTERAÇÕES ENZIMÁTICAS NO JEJUM No jejum (bem como no estado absortivo), o fluxo de intermediários através das rotas do metabolismo energético é controlado por quatro mecanismos: (1) a disponibilidade de substratos; (2) a ativação e inibição alostérica de enzimas; (3) a modificação covalente das enzimas; e (4) a indução-repressão da síntese das enzimas. As alterações metabólicas observadas no jejum geralmente são opostas às descritas para o estado absortivo. Por exemplo, a maioria das enzimas reguladas por modificações covalentes estão em estado fosforilado e são inativas, enquanto no estado absortivo são desfosforiladas e ativas. Três exceções são a glicogênio fosforilase, frutose difosfato fosfatase 2 e lípase sensível a hormônios do tecido adiposo, as quais são inativas no defosforilado. No jejum, os substratos não são obtidos pela dieta, mas estão disponíveis através da degradação dos tecidos, por exemplo, a degradação do triacilglicerol e liberação de ácidos graxos do tecido adiposo. O reconhecimento de que as alterações no jejum são o inverso daquelas no estado absortivo é útil para a compreensão do fluxo e refluxo do metabolismo. IV – O FÍGADO NO JEJUM A. Metabolismo dos carboidratos O fígado utiliza primeiramente a degradação do glicogênio e a seguir a gliconeogênese para manter a glicemia e sustentar o metabolismo energético do cérebro e outros tecidos que requerem glicose. 1. Aumento na degradação de glicogênio: a figura mostra as fontes da glicose do sangue após a ingestão de 100g de glicose. Durante o breve período absortivo, a glicose da dieta é a principal fonte de açúcar no sangue. Várias horas após a refeição, os níveis de glicose no sangue declinam suficientemente para causar uma secreção maior de glucagon e liberação menor de insulina. A alta relação glucagon/insulina causa uma mobilização rápida dos depósitos de glicogênio hepático (o qual contém cerca de 100g de glicogênio no estado absortivo). Note que o glicogênio hepático é quase exaurido após 10 a 18 horas de jejum e, assim, a glicogenólise hepática é uma resposta transitória ao jejum inicial. A figura 26.3 mostra a degradação do glicogênio como parte da resposta metabólica geral do fígado durante o jejum. 2. Aumento na gliconeogênese: a síntese de glicose e sua subseqüente liberação na circulação são funções hepáticas vitais durante o jejum. Os esqueletos de carbono para a gliconeogênese inicia quatro a seis horas após a última refeição e torna-se completamente ativa quando os depósitos de glicogênio hepático são exauridos. A gliconeogênese desempenha um papel essencial na manutenção da glicose sangüínea durante o jejum noturno e o jejum prolongado. B.Metabolismo das gorduras 1. Aumento na oxidação dos ácidos graxos: a oxidação dos ácidos graxos derivados do tecido adiposo é a principal fonte de energia no tecido hepático no estado pós-absortivo. 2. Aumento na síntese de corpos cetônicos: o fígado difere dos demais órgãos por ser capaz de sintetizar e liberar corpos cetônicos (principalmente o 3-hidroxibutirato, também denominado beta-hidroxibutirano) para uso como combustível pelos tecidos periféricos. A síntese dos corpos cetônicos é favorecida quando a concentração de acetil Côa, produzido pelo metabolismo dos ácidos graxos, excede a capacidade oxidativa do ciclo de Krebs. Uma síntese significativa de corpos cetônicos inicia durante os primeiros dias de jejum. A disponibilidade de corpos cetônicos circulantes é importante no jejum, pois ele podem ser usados como combustível pela maioria dos tecidos, incluindo o cérebro, desde que seus níveis sanguineos estejam suficientemente elevados. Isto reduz a necessidade de gliconeogênese a partir dos esqueletos de carbono dos aminoácidos, diminuindo assim a perda de proteína essencial. V. TECIDO ADIPOSO NO JEJUM A.Metabolismo dos carboidratos O transporte de glicose ao adipócito e seu metabolismo subseqüente estão deprimidos devido aos baixos níveis de insulina circulante. Isto leva à diminuição na síntese de ácidos graxos e triacilglicerol. B. Metabolismo das gorduras 1. Aumento na degradação de triacilglicerois: A ativação da lípase sensível a hormônio e hidrólise subseqüente do triacilglicerol armazenado são aumentadas pela elevação das catecolaminas. A epinefrina e, particularmente, norepinefrina liberadas pelos terminais nervosos simpáticos no tecido adiposo também são ativadores fisiologicamente importantes da lípase sensível a hormônio. 2. Aumento na liberação de ácidos graxos: Os ácidos graxos obtidos pela hidrólise do triacilglicerol armazenado são liberados no sangue. Ligados à albumina, eles são transportados a uma série de tecidos serem usados como combustível. O glicerol produzido após a degradação do triacilglicerol é usado como um precursor gliconeogênico pelo fígado. (Nota: os ácidos graxos também são convertidos em acetil Côa, o qual pode entrar no ciclo de Krebs, produzindo assim energia para o adipocito.). 3. Diminuição na captação de ácidos graxos: No jejum, a atividade da lípase lipoproteicado tecido adiposo é baixa. Conseqüentemente, o triacilglicerol circulante proveniente das lipoproteínas não está disponível para síntese de triacilglicerol no tecido adiposo. VI. MÚSCULO ESQUELÉTICO NO JEJUM A. Metabolismo dos carboidratos O transporte de glicose às células do músculo esquelético via proteínas de transporte dependentes de insulina na membrana plasmática e o metabolismo subseqüente da glicose estão deprimidos devido aos baixos níveis de insulina circulante. B. Metabolismo dos lipídios Durante as primeiras 2 semanas de jejum, o músculo usa os ácidos graxos do tecido adiposo e os corpos cetônicas do fígado como combustíveis. Após cerca de 3 semanas de jejum, o músculo reduz sua utilização de corpos cetônicos e oxida os ácidos graxos quase exclusivamente. Isto leva a um aumento subseqüente no níveldos corpos cetônicos circulantes, que já estava elevado. C. Metabolismo das proteínas Durante os primeiros dias de jejum, existe uma degradação rápida das proteínas musculares, fornecendo aminoácidos que são usados pelo fígado na gliconeogenese. A alanina e glutamina são quantitativamente os aminoácidos gliconeogenicos mais importantes liberados pelo músculo. Após várias semanas de jejum, a velocidade de proteólise muscular diminui, devido a um declínio na necessidade de glicose como um combustível cerebral. VII. CÉREBRO NO JEJUM Durante os primeiros dias de jejum, o cérebro continua a utilizar exclusivamente glicose como um combustível. Nota: A glicemia é mantida pela gliconeogenese hepática a partir dos aminoácidos obtidos pela degradação rápida da proteína muscular. No jejum prolongado (mais de 2 a 3 semanas), os corpos cetonicos plasmáticos atingem níveis marcadamente elevados, e são usados como combustível pelo cérebro. Isto reduz a necessidade de catabolismo protéico para a gliconeogênese. As alterações metabólicas que ocorrem durante o jejum asseguram que todos os tecidos tenham um suprimento adequado de moléculas de combustível. VIII. VISÃO GERAL DO DIABETES MELITO O diabetes melito é um dos principais problemas de saúde pública, afetando 2% a 3% da população dos EUA. É a principal causa de cegueira e amputação no adulto e uma causa importante de insuficiência renal, ataques cardíacos e derrames. O diabetes não é uma só doença, e sim um grupo heterogêneo de síndromes caracterizadas por uma elevação da glicemia no jejum, causadas por uma deficiência relativa ou absoluta na insulina. As alterações metabólicas causadas pela liberação inadequada de insulina são agravadas por um excesso de glucagon. Os diabéticos podem ser divididos em dois grupos, diabetes melito-insulino-dependente (DMD) e diabetes melito não-insulino-dependente (DMNID), com base nas necessidades de insulina. IX. DIABETES MELITO INSULINO-DEPENDENTE Os diabéticos insulino-dependentes (ou tipo I) constituem 10% a 20% dos seis milhões de diabéticos nos EUA. Indivíduos com DMID requerem insulina para evitar cetoacidose com risco de vida. A doença é caracterizada por uma deficiência absoluta de insulina, causada por um ataque auto-imune maciço às células beta do pâncreas. Esta destruição requer um estímulo ambiental (como uma infecção viral) e um determinante genético que permite às células beta serem reconhecidas como “estranhas”. As ilhotas de Langerhans tornam-se infiltradas por linfócitos-T ativados, levando a uma condição denominada insulite. Em um período de alguns anos, este ataque auto-imune leva ao esgotamento gradual da população de células beta. Entretanto, os sintomas surgem abruptamente quando 80% a 90% das células beta foram destruídas. Neste ponto, o pâncreas falha em responder adequadamente à ingestão de glicose e a terapia com insulina é necessária para restaurar o controle metabólico. Muitos pacientes mostram um período de “lua-de-mel” após o tratamento inicial, quando os sintomas desaparecem transitoriamente e pouca ou nenhuma insulina é requerida. Esta remissão resulta de um retorno temporário da secreção de insulina, o qual pode durar semanas ou meses. Ao final, a maioria dos pacientes perde toda a função das células beta e requer terapia com insulina. A. Diagnóstico do diabetes tipo I Os pacientes com DMID usualmente podem ser reconhecidos pelo surgimento abrupto de poliúra (micção freqüente), polidipsia (sede excessiva) e polifagia (fome excessiva), freqüentemente disparados pelo estresse ou por uma doença. Estes sintomas geralmente são acompanhados de fadiga, perda de peso e fraqueza. O diagnóstico é confirmado por uma glicemia em jejum maior que 140 mg/dl (7,8 mmol/l), comumente acompanhada por cetoacidose, a qual pode apresentar risco de vida. Comparação Dos Dois Tipos De Diabetes Mellitus Diabetes melito insulino- dependente (DMID) Diabetes melito não- insulino-dependente (DMNID) Sinônimo Tipo I; início juvenil Tipo II; início adulto Idade de início Geralmente na infância ou puberdade Freqüentemente após os 35 anos Estado nutricional no momento do início da doença Freqüentemente desnutrido Obesidade usualmente presente Prevalência 10-20% dos diabetes diagnosticados 80-90% dos diabetes diagnosticados Predisposição genética moderada Muito forte Defeito ou deficiencia Células B destruídas, eliminando a produção de insulina. Incapacidade das células B em produzir quantidades apropriadas de insulina; resistência a insulina. Cetose comum Rara Insulina plasmática Baixa e ausente Normal a elevada Complicações agudas cetoacidose Coma hiperosmolar Resposta a drogas hipoglicemiantes orais Não responde Responde Tratamento com insulina Sempre necessário Geralmente não necessário 1. Teste de tolerância à glicose: No passado, o teste de tolerância à glicose (TTG) foi um teste diagnóstico comumente empregado para o diabetes melito. O paciente recebe 75g de glicose oralmente após um jejum durante a noite anterior. As concentrações de glicose no sangue são determinadas em intervalos de 30 min durante 3 horas. A glicemia em jejum é inicialmente elevada (maior que 140 mg/dl) no diabético, e sobe pra concentrações maiores que 200 mg/dl após a administração oral de glicose. A velocidade de filtração glomerular da glicose excede a da reabsorção tubular no rim e a glicose aparece na urina. Ao contrário, os indivíduos normais mostram níveis de glicemia em jejum de 70 a 90 mg/dl, aumentando no máximo até 140 mg/dl após uma ingestão de glicose. 2. Falso-positivos: O TTG origina muitos resultados falso-positivos, devido à liberação de epinefrina induzida pelo estresse, que impede a resposta à ingestão de glicose. Como resultado, o teste é utilizado menos freqüentemente, usualmente em situações onde o diagnóstico é incerto. B. Alterações metabólicas no diabetes tipo I A hiperglicemia e cetoacidose são as características típicas do diabetes melito não tratado. A hipeglicemia é causada pelo aumento na produção hepática de glicose, combinada à utilização periférica diminuída. A cetose resulta de um aumento na mobilização de ácidos graxos do tecido adiposo, combinada à síntese hepática acelerada de 3-hidroxibutirato e acetoacetato. Porém, nem todos os ácidos graxos que inundam o fígado podem ser eliminados através da oxidação ou síntese de corpos cetônicos. Os ácidos graxos também são convertidos triacilglicerol, o qual é embalado e secretado em VLDL. As quilomicras são sintetizadas a partir de lipídios da dieta pelas células da mucosa intestinal após uma refeição. Uma vez que a degradação das lipoproteínas catalisada pela lípase lipoprotéica no tecido adiposo está diminuída nos diabéticos, os níveis plasmáticos de quilomicras e VLDL estão elevadas, resultando em hipertrigliceridemia. Estas alterações metabólicas resultam de uma deficiência de insulina e um excesso relativo de glucagon, esta última desempenhando um papel crítico no estímulo da gliconeogênese e cetogênese. Muitas destas alterações metabólicas lembram aquelas descritas para o jejum, porém são mais exageradas. As diferenças metabólicas entre o diabetes e jejum incluem: 1. Níveis de insulina: a insulina está praticamente ausente do sangue nos diabéticos tipo I, em vez de reduzida como no caso do jejum. Assim, os efeitos metabólicos do glucagon praticamente não têm oposição no diabético. 2. Níveis de glicose no sangue: os diabéticos exibem uma hiperglicemia característica, enquanto os indivíduosprivados de alimento mantêm o nível de glicose quase normal. 3. Cetose: a mobilização de ácidos graxos do tecido adiposo e cetogênese hepática são maiores no diabetes que no jejum. Como resultado, a cetoacidose observada no diabetes é muito mais severa que a observada durante o jejum. C. Tratamento do diabetes tipo I Os pacientes com DMID não têm quase nenhuma célula beta funcional e não podem responder a variações nos combustíveis circulantes nem manter a secreção basal de insulina. Este tipo de diabético depende da insulina exógena injetada subcutaneamente de modo a controlar a hiperglicemia e cetoacidose. Dois regimes terapêuticos estão atualmente em uso – tratamento padrão e intensivo. 1. Tratamento padrão vs. Intensivo: O tratamento padrão envolve a injeção de insulina, sendo o bem-estar clínico do paciente o objetivo da terapia. As glicemias médias obtidas estão tipicamente na faixa de 225 a 275 mg/dl, sendo a HbA1c de 8% a 9% da hemoglobina total. [Nota: A velocidade de formação da HbAlc é proporcional à glicemia média nos últimos meses anteriores; assim, a HbA1c fornece uma medida da normalização da glicemia através do tratamento nos diabéticos]. Ao contrário da terapia padrão, o tratamento intensivo visa a normalizar a glicemia através de injeções mais freqüentes de insulina (ou do uso de uma bomba de insulina contínua). Uma glicemia média do 150 mg/dl pode ser atingida, com uma Hba1c de aproximadamente 7% da hemoglobina total. [Nota: A glicemia média normal é de aproximadamente 110 mg/dl, e a HbA1c é 6% ou menos]. Assim, a normalização dos valores de glicose não é atingida, mesmo nos pacientes tratados intensivamente. Contudo, os pacientes em terapia intensiva mostraram uma redução de 60% nas complicações a longo prazo do diabetes – retinopatia, nefropatia e neuropatia – comparado aos pacientes recebendo cuidados padrão. Isto confirma que as complicações do diabetes estão relacionadas à elevação da glicose plasmática. 2. Hipoglicemia no DMID: Um dos objetivos terapêuticos no diabetes é a diminuição dos níveis de glicose no sangue, em uma tentativa de minimizar o desenvolvimento das complicações a longo prazo da doença. Entretanto, a dosagem apropriada é difícil de atingir em todos os pacientes, e a hipoglicemia devido à insulina excessiva é a complicação mais comum da terapia com insulina, ocorrendo em mais de 90% dos pacientes. A freqüência dos episódios hipoglicêmicos, coma e convulsões é particularmente elevada com regimes de tratamento intensivo, destinados a atingir um controle rígido da glicose no sangue. Lembre-se que em indivíduos normais, a hipoglicemia desencadeia uma secreção compensatória de hormônios contra- reguladores, especialmente glucagon e epinefrina, os quais promovem a produção hepática de glicose. Entretanto, os pacientes com DMID também desenvolvem deficiência da secreção de glucagon. Este defeito ocorre precocemente na doença e é quase sempre presente 4 anos após o diagnóstico. Assim, estes pacientes dependem da secreção de epinefrina para prevenir uma hipoglicemia severa. Porém, à medida que a doença progride, os pacientes com DMID mostram neuropatia autonômica diabética e secreção diminuída de epinefrina em resposta à hipoglicemia. A deficiência combinada da secreção de glucagon e epinefrina torna estes pacientes com diabetes de longa duração particularmente vulneráveis à hipoglicemia. X. DIABETES NÃO-INSULINO-DEPENDENTE O diabetes melito não-insulino-dependente (DMNID) ou tipo II é a forma mais comum da doença, afetando aproximadamente 80% a 90% da população diabética nos EUA. Tipicamente, o DMNID se desenvolve gradualmente sem sintomas óbvios. A doença freqüentemente é detectada por exames de triagem de rotina. Entretanto, muitos indivíduos com DMNID têm sintomas de poliúria e polidipsia de várias semanas de duração. A polifagia pode estar presente, mas é menos comum. Os pacientes com DMNID têm células beta funcionais e não requerem insulina para manter a vida, embora a insulina possa ser necessária para controlar a hiperglicemia em alguns pacientes. O diagnóstico baseia-se mais comumente na presença de hiperglicemia – isto é, concentração de glicose no sangue maior que 140 mg/dl. A ocorrência da doença do tipo II é quase completamente determinada por fatores genéticos. A doença não envolve vírus ou anticorpos auto-imunes. As alterações metabólicas observadas no DMNID são mais leves que as descritas para a forma insulino-dependente da doença; acredita-se que sejam devidas a uma combinação de dois fatores: células beta disfuncionais e resistência à insulina. A. Células beta disfuncionais No DMNID, o pâncreas retém a capacidade das células beta, resultando em níveis de insulina que variam de baixo do normal a acima do normal. Porém, em todos os casos, a célula beta é disfuncional porque falha em secretar insulina suficiente para corrigir a hiperglicemia prevalescente. Por exemplo, os níveis de insulina estão elevados nos pacientes com DMNID obesos típicos, mas não tão elevados como indivíduos não- diabéticos, mas similarmente obesos. B. Resistência à insulina A resistência à insulina ocorre quando os tecidos falham em responder normalmente à insulina. O diabetes tipo II é freqüentemente acompanhada por resistência à insulina em órgãos–alvo, que resulta numa resposta diminuída tanto à insulina endógena quanto à exógena. Por exemplo, a resistência à insulina no fígado leva à produção descontrolada de glicose hepática, enquanto a resistência no músculo e tecido adiposo resulta numa menor captação de glicose por estes tecidos. A resistência à insulina no diabetes tipo II pode ser devida a qualquer um de uma série de defeitos na transdução de sinais, variando de insulina ou receptores de insulina anormais a defeitos nos transportadores da glicose. [Nota: mais de 80% dos pacientes com DMNID são obesos. Isto é significativo pois a resistência à insulina é em parte devida ao efeito da obesidade. A tolerância à glicose em pacientes obesos com DMNID melhora marcadamente com a redução de peso]. C. Tratamento do diabetes tipo II O objetivo no tratamento do diabetes tipo II é manter a glicemia dentro dos limites normais e prevenir o desenvolvimento de complicações a longo prazo do diabetes mellitus. A redução de peso ou modificação da dieta freqüentemente corrige a hiperglicemia do diabetes tipo II. As sulfoniluréias (agentes hipoglicemiantes) ou a insulinoterapia podem ser requeridas para atingir níveis plasmáticos de glicose satisfatórios. XI. EFEITOS CRÔNICOS DO DIABETES Como notado previamente, a insulina injetada alivia a hiperglicemia e a cetoacidose com risco de vida do diabetes, mas falha em normalizar completamente o metabolismo. Acredita-se (embora não esteja conclusivamente provado) que a elevação de longa duração da glicemia cause as complicações crônicas do diabetes-aterosclerose prematura, retinopatia, nefropatia e neuropatia. O tratamento intensivo com insulina retarda o início e atrasa a progressão destas complicações em longo prazo. Os benefícios do controle rígido da glicemia superam o risco maior de hipoglicemia severa. Não se sabe como a hiperglicemia causa as complicações crônicas de diabetes. Em células onde a entrada de glicose não é dependente de insulina, a glicemia elevada leva a um aumento da glicose intracelular e seu metabólitos. Por exemplo, maiores níveis de sorbitol intracelular podem contribuir para a formação de catarata. Além disso, a hiperglicemia pode promover a condensação de glicose (ou um de seus metabolitos, particularmente o gliceraldeído 3- fosfato) com proteínas celulares, em uma relaçãoanáloga à formação de HbA1c. Estas proteínas glicosiladas podem mediar algumas das alterações microvasculares precoces do diabetes. XII. RESPOSTA METABÓLICA AO ESTRESSE A agressão ao corpo – por exemplo, por cirurgias, infecções ou queimaduras – dispara um estado hipermetabólico característico no qual o gasto de energia em repouso é aumentado junto com a temperatura corporal. A extensão e padrão das alterações metabólicas varia com o tipo e com a severidade da lesão ou infecção. Entretanto, a “síndrome de estresse” possui certas características comuns, incluindo um (1) aumento marcado na liberação de aminoácidos pelas proteínas teciduais, particularmente do músculo esquelético; (2) um aumento na gliconeogênese hepática, resultando em hiperglicemia e (3) um aumento na síntese de proteínas especificadas, por exemplo, as proteínas envolvidas na “fase aguda” da resposta inflamatória e as relacionadas ao reparo do tecido lesado. A. Papel adaptativo da síndrome de estresse As alterações metabólicas causadas pela lesão não são anormais, mas são alterações propositais destinadas a facilitar a cicatrização e recuperação. Por exemplo, a hiperglicemia – um elemento característico da resposta ao estresse – aumenta o gradiente de concentração necessário para desviar a glicose do plasma aos tecidos lesados e freqüentemente mal vascularizados. As células no sítio de lesão podem metabolizar a glicose em lactato pela glicólise anaeróbica, uma rota que pode fornecer energia mesmo em tecidos com um suprimento interrompido de sangue e oxigênio. Entretanto, o efeito protetor da hiperglicemia é oneroso em termos de grandes perdas de proteína tecidual, catabolizada para fornecer precursores gliconeogênicos. B. Mediadores da resposta à lesão A lesão tecidual aumenta os níveis de citoquinas (por exemplo, a interleucina-1, fator de necrose tumoral), glucagon, cortisol, catecolaminas e insulina. Na presença de lesão tecidual, a insulina não apresenta seu espectro usual de ações, como aqueles descritos para o estado absortivo. Por exemplo, a resistência à insulina no trauma é promovida por concentrações elevadas de hormônios contra-reguladores; eles minimizam a utilização de glicose pelos tecidos sensíveis à insulina. Entretanto, a insulina para suprimir a síntese de corpos cetônicos no fígado e estimula a lipogênese hepática. C. Catabolismo das proteínas A lesão tecidual causa aumento na degradação de proteínas, resultando na liberação de aminoácidos livres. O espectro de aminoácidos liberados dentro das células do músculo esquelético reflete inicialmente a composição da proteína muscular. Entretanto, dentro do músculo, a maior parte dos aminoácidos de cadeia ramificada recém-liberados são desanimados, e os alfa-cetoácidos resultantes são oxidados como uma fonte de energia. Os grupos amino são utilizados na síntese de alanina, glutamato e glutamina (a partir do piruvato e alfa-cetoglutarato) que são lideradas no sangue. Estes três aminoácidos, junto com outros das proteínas musculares, são usados como substratos para a gliconeogênese hepática. Este aumento na síntese de glicose resulta em hiperglicemia. [Nota: A perda de nitrogênio dos pacientes queimados excede em muito a do estado de jejum normal, indicando a grande quantidade de proteína corporal sendo degradada. Por exemplo, a figura mostra que o aumento no catabolismo protéico no paciente queimado leva a um grande aumento no nitrogênio urinário em pacientes que recebem glicose a 5% intravenosamente como único nutriente.]. As perdas de nitrogênio que resultam em degradação tecidual podem ser minimizadas se o paciente uma fonte adequada de aminoácidos (particularmente os aminoácidos de cadeia ramificadas) e uma fonte de energia, como os carboidratos. Questões de Estudos 1. O aumento na formação de corpos cetônicos durante o jejum é devido a: a) Níveis menores de glucagon circulante. b) Diminuição na formação de acetil Côa no fígado. c) Aumento nos níveis de ácidos graxos livres no soro. d) Inibição da beta-oxidação de ácidos graxos no fígado. e) Diminuição na atividade da lípase sensível a hormônios no tecido adiposo. 2. Qual das seguintes é a fonte mais importante de glicose no sangue durante as últimas horas de um jejum de 48 horas? a) Glicogênio muscular b) Acetoacetato c) Glicogênio hepático d) Aminoácidos e) Lactato 3. A ausência relativa ou absoluta de insulina em seres humanos resulta em qual das seguintes reações no fígado? a) Aumento na síntese de glicogênio. b) Diminuição na gliconeogênese a partir do lactato. c) Diminuição da glicogenólise. d) Aumento na formação de 3-hidroxibutirano. e) Aumento na ação de lípase sensível a hormônios. 4. Qual dos seguintes é mais freqüentemente encontrado em pacientes não-tratados com DMID e DMNID? a) Hiperglicemia. b) Níveis extremamente baixos de síntese e secreção de insulina. c) Síntese de insulina com uma seqüência de aminoácidos anormal. d) Um padrão simples de herança genética. e) Microangiopatia. 5. Um indivíduo obeso com DMNID: a) Usualmente mostra um teste de tolerância à glicose normal. b) Usualmente possui um menor nível plasmático de insulina que um indivíduo normal. c) Usualmente mostra melhora sensível na tolerância à glicose se o peso corporal é reduzido ao normal. d) Usualmente se beneficia ao receber insulina cerca de 6 horas após uma refeição. e) Usualmente possui níveis plasmáticos de glucagon menores que um indivíduo normal. NUTRIÇÃO I. VISÃO GERAL Os nutrientes são os constituintes do alimento necessário para manter as funções corporais normais. Estes compostos fornecem energia e moléculas “essenciais”, que não podem ser sintetizadas pelos tecidos ou não podem ser sintetizadas em velocidade suficiente para preencher as necessidades de crescimento e manutenção. Estes nutrientes essenciais incluem certos aminoácidos, ácidos graxos, vitaminas e sais minerais. Fonte de energia - Carboidrato - Gordura - Proteína - (Etanol) Ácidos graxos Aminoácidos essenciais Vitaminas Sais minerais Nota: Nutrientes essenciais obtidos da dieta. O etanol não é considerado um componente essencial da dieta, mas pode dar uma contribuição significativa à ingesta calórica em alguns indivíduos. II. NECESSIDADES DE NUTRIENTES NOS SERES HUMANOS As necessidades diabéticas recomendadas (NDR) são uma estimativa da quantidade de um nutriente requerida para preencher as necessidades de 95% da população. A NDR não é a necessidade mínima para indivíduos saudáveis: ao contrario, é intencionalmente ajustada para fornecer uma margem de segurança para a maioria dos indivíduos. A.Fatores que influenciam na NDR 1. Idade: A NDR para uma série de nutrientes varia da infância à vida adulta. Por exemplo, os adultos requerem cerca de 0,8g de proteína por kg de peso corporal, enquanto os lactantes necessitam cerca de 2,0 por kg de peso corporal por dia. 2. Sexo: as necessidades dietéticas para os homens são aproximadamente 20% maiores que as das mulheres, refletindo a massa corporal geralmente maior dos homens. As necessidades de ferro são uma exceção. 3. Outros fatores: as necessidades recomendadas para a maioria dos nutrientes são aumentadas em cerca de 20 a 30% acima do normal em mulheres grávidas e em nutrizes. Os pacientes com lesão ou doença também mostram uma necessidade maior de alguns nutrientes. DIETA B. Adequação da NDR As NDRs são destinadas a prevenir as síndromes de deficiência bem reconhecidas, como o raquitismo e escorbuto. Porém, estudosrecentes sugerem que a manutenção da saúde e prevenção de doenças crônicas pode requerer certos nutrientes em quantidades maiores que a NDR. Por exemplo, a ingesta diária de 100 Unidades Internacionais (UI) de vitamina E (aproximadamente 33 mg de alfa-tocoferol, ou aproximadamente 300% da NDR) reduz significamente o risco de doença arterial coronária. Porém, muitos americanos não obtêm nem mesmo 15 UI de vitamina E dos alimentos. O profissional da saúde deve convencer os indivíduos a ingerir quantidades maiores de frutas e vegetais ou recomendar suplementos vitamínicos. Estas observações têm levado a um número crescente de profissionais da saúde a questionar a relevância das NDRs atuais. Se o objetivo das NDRs é otimizar a saúde, aparentemente a recomendação para alguns nutrientes deveria ser aumentada. III. NECESSIDADES DE ENERGIA EM SERES HUMANOS Supondo níveis de atividade leves típicos para a maioria dos americanos, a ingesta de energia recomendada para um homem adulto de 70kg é aproximadamente 2.9000kcal, e para uma mulher adulta de 50kg e cerca de 2.100kcal. Ao contrário de outras recomendações, a NDR para energia não é superestimada intencionalmente, mas se aproxima muito da ingesta de energia ótima consistente com a boa saúde. A. Conteúdo energético dos alimentos O conteúdo de energia dos alimentos é calculado a partir do calor liberado pela combustão total do alimento em um calorímetro, sendo expresso em quilocalorias (kcal ou cal). Os fatores de conversão padrão para determinar o valor calórico metabólico da gordura, proteína e carboidrato são mostrados na figura. Note que o conteúdo de energia da gordura é mais de duas vezes maior que o dos carboidratos ou proteínas, enquanto o conteúdo energético do etanol é intermediário entre as gorduras e carboidratos. [Nota: o joule é uma unidade de energia amplamente usada em outros países além dos EUA. Para uniformizar, muitos cientistas estão promovendo o uso de joules (J), em vez de calorias (1 Kcal = 4.128 kJ). Porém, as “kcal” ainda predominam e são usadas neste texto.] Energia disponível a partir dos principais componentes dos alimentos Carboidrato Proteína Gordura Álcool Kcal/g 4 4 9 7 B. Como a energia é usada no corpo A energia total requerida por um indivíduo é a soma de três processos que requerem energia e que ocorrem no corpo: taxa metabólica basal, efeito térmico do alimento (anteriormente denominado ação dinâmica específica, ou ADE) e atividade física. 1. Taxa metabólica basal: a energia gasta por um indivíduo em repouso e no estado pós- absortivo é denominada taxa metabólica basal (TMB). Ela representa a energia sanguinea e manutenção da integridade neuromuscular. No adulto, a TMB é cerca de 1.8000 kcal para homens (70kg) e 1.3000 kcal para mulheres (50kg). De 50% a 70% do gasto diário de energia em indivíduos sedentários são atribuíveis a TMB. 2. Efeito térmico do alimento: a produção de calor aumenta até 30% acima do nível basal durante a digestão e absorção de alimentos. Este efeito é denominado o efeito térmico do alimento ou termogênese induzida pela dieta. Em um período de 24 horas, a resposta térmica à ingesta de alimento pode representar 5 a 10% do gasto total de energia. 3. Atividade física: a atividade muscular fornece a maior variação no gasto de energia. A quantidade de energia consumida depende da duração e intensidade do exercício. O gasto diário de energia pode ser determinado registrando-se cuidadosamente o tipo e duração de todas as atividades. Em geral, uma pessoa sedentária requer cerca de 30% a 50% mais que as necessidades calóricas basais para o balanço energético, enquanto um indivíduo altamente ativo pode necessitar 100% ou mais calorias acima da TMB. IV. MACRONUTRIENTES Toda a energia na dieta é obtida por três nutrientes: gordura, carboidrato e proteína (e etanol, se consumido). A ingesta destas moléculas combustíveis é maior que a dos outros nutrientes da dieta. Assim, eles são denominadas macronutrientes. Aqueles nutrientes necessários em quantidades menores, como as vitaminas e sais minerais, são denominados micronutrientes. A.GORDURA A classe mais importante de gorduras da dieta, de uma perspectiva energética, é o triacilglicerol, constituindo mais de 90% dos lipídios totais da dieta. Estes compostos também suprem os ácidos graxos essenciais requeridos pelo corpo. Além disso, a gordura da dieta pode aumentar a palatabilidade do alimento, produzindo uma sensação de saciedade. A presença de gordura na dieta também é necessária para absorção de vitaminas lipossolúveis. 1. Gorduras de fontes vegetais: os triacilgliceróis obtidos de vegetais geralmente contêm mais ácidos graxos insaturados que os derivados de animais. O óleo de coco e dendê são exceções, constituídos principalmente de ácidos graxos saturados. Os ácidos graxos insaturados encontrados no lipídios da dieta podem ser monoinsaturados ou poliinsaturados e, em geral, são líquidos à temperatura ambiente. O óleo de milho e de soja são exemplos de gorduras ricas em ácidos graxos poliinsaturados, enquanto os óleos de oliva e canola são exemplos de gorduras ricas em ácidos graxos monoinsaturados. [Nota: A margarina é quase sempre feita de óleo vegetal puro, mas está sujeita a vários graus de hidrogenação ou saturação, para torna-la mais sólida e estável como um creme]. 2. Gorduras de fontes animais: os triacilgliceróis obtidos dos animais geralmente contêm uma proporção maior de ácidos graxos saturados que os encontrados nos vegetais, com exceção do peixe, cujos ácidos graxos são na maioria insaturados. 3. Necessidades de ácidos graxos essenciais: a gordura da dieta fornece os ácidos graxos essenciais (AGE), ácido linoléico e linolênico. O ácido araquidônico torna-se essencial se existe uma ingesta dietética insuficiente de ácido linoléico, a partir do qual é sintetizado. Os AGEs são requeridos para a fluidez da estrutura da membrana e para a síntese de eicosanoides. [Nota: uma deficiência de ácidos graxos essenciais caracteriza-se por dermatite descamativa, perda de cabelo e má cicatrização de ferimentos. Uma vez que os AGEs são amplamente distribuídos na natureza, a deficiência é rara. As dietas sintéticas devem incluir cerca de 2% de calorias em forma de ácido linoléico]. 4. Objetivos dietéticos: os objetivos dietéticos visando a reduzir as doenças crônicas relacionadas à dieta na população dos EUA foram desenvolvidas por vários grupos acadêmicos e agencias governamentais. Uma redução no consumo de gordura a 30% das calorias totais é recomendada, diminuindo particularmente as gorduras saturadas; o consumo de colesterol deve ser cortado à metade da ingesta atual média, de 600mg/dia para 300mg/dia. [Nota: Os objetivos dietéticos para os macronutrientes são expressos como percentual de ingesta calórica. A porcentagem de calorias totais de um nutriente em particular é calculada a partir das calorias obtidas por aquele componente, divididas pelas calorias totais presentes no alimento]. a. Um exemplo: Uma porção de um copo de leite “desnatado” a 1% contém aproximadamente 8g de proteína, 11g de carboidrato e 2,6g de gordura. As calorias totais são, assim, (8g de proteína) (4 kcal/g proteína) + (11g de carboidrato) (4 kcal/g carboidrato) + (2,6g de gordura) (9 kcal/g gordura) = 32 kcal das proteínas + 44 kcal dos carboidratos + 23,4 kcal da gordura = 94 kcal/copo. As calorias percentuais da gordura são 23,4 kcal de gordura / 94 kcal totais = 25% de calorias de gordura. [Nota: apesar do leite conter apenas 1% de gordurapor peso, a gordura fornece um quarto do total calórico]. B.CARBOIDRATOS Os carboidratos na dieta são classificados como monossacarídeos e dissacarídeos (açúcares simples), polissacarídeos (açúcares complexos) ou fibras. O metabolismo dos carboidratos é discutido nas Unidades II e III. 1. Monossacarídeos: A glicose e frutose são os principais monossacarídeos encontrados no alimento. A glicose é abundante nas frutas, milho doce, xarope de milho e mel. A frutose livre é encontrada junto com a glicose livre e sacarose no mel e frutas. 2. Dissacarídeos: Os dissacarídeos mais abundantes são a sacarose (glicose + frutose), lactose (glicose + galactose) e maltose (glicose + glicose). A sacarose é o “açúcar de mesa” comum, sendo abundante no melaço e xarope de bordo. A lactose é o principal açúcar encontrado no leite. A maltose é produto da digestão enzimática dos polissacarídeos. É encontrada em quantidades significativas na cerveja e bebidas maltadas. Os americanos consomem cerca de 32kg de açúcar (excluindo a lactose) por pessoa por ano, o que representa cerca de 11% da ingesta calórica diária. 3. Polissacarídeos: Os carboidratos complexos são polissacarídeos, mais freqüentemente polímeros de glicose, e não possuem gosto doce. O amido é um exemplo de carboidrato complexo encontrado em abundância nos vegetais. Fontes comuns incluem o trigo e outros grãos, batatas, ervilhas e feijões e vegetais em geral. 4. Fibras: a fibra da dieta consiste em carboidratos não-digeríveis, incluindo a celulose, lignina e pectina. A fibra não fornece energia, mas possui vários efeitos benéficos. Primeiro adiciona volume à dieta. A fibra pode absorver 10 a 15 vezes seu próprio peso em água, coletando líquido na luz do intestino e aumentando a mobilidade intestinal. Segundo, as propriedades de ligação da fibra podem resultar na redução da absorção de compostos tóxicos, incluindo certos carcinógenos. Além disso, a fibra da dieta diminui o risco de constipação, hemorróidas, diverticulose e câncer de cólon. Entretanto, a fibra pode ligar-se a microelementos (por exemplo, Zn2+) e diminuir a absorção de vitaminas lipossolúveis. Assim, a suplementação de dieta com excesso de fibra não é recomendada; em vez disso, quantidades moderadas de fibra (20 a 35g/dia) devem ser obtidos naturalmente dos cereais e pães integrais, frutas, vegetais e legumes. Efeitos sobre a saúde - Reduz a constipação e formação de hemorróidas, emoliente fecal. - Aumenta a motibilidade intestinal; reduz a exposição intestinal aos carcinógenos. - Reduz os níveis sangüíneos de colesterol. - Interfere com a absorção de sais minerais. 5. Necessidades de carboidratos: O carboidrato não é um nutriente essencial, porque os esqueletos de carbono dos aminoácidos podem ser convertidos em glicose. Entretanto, a ausência de carboidratos na dieta leva a (1) produção de corpos cetônicos e (2) degradação de proteína corporal, cujos aminoácidos constituintes fornecem esqueletos de carbono para a gliconeogênese. 6. Açúcares simples e doenças: Não existe evidência direta que o consumo de açúcares simples seja nocivo. Contrariamente ao folclore, as dietas de elevado teor de sacarose não levam ao diabetes ou hipoglicemia. Também contrariamente à crença popular, os carboidratos não são engordantes em si. Eles originam 4 kcal/g (o mesmo que as proteínas e menos que a metade das gorduras) e resultam em síntese de gorduras somente quando consumidos em excesso em relação às necessidades corporais de energia. Entretanto, está bem estabelecido que a incidência de cáries dentárias mostra uma forte correlação com a quantidade de sacarose consumida. 7. Objetivos dietéticos: Os objetivos dietéticos mostram a necessidade de aumentar a ingesta de carboidratos das presentes 46% de calorias totais para 58%, a maior parte dos quais deve ser suprida por carboidratos complexos. C. PROTEÍNAS Os seres humanos não têm necessidades dietéticas de proteína em si; em vez disto, a proteína no alimento fornece aminoácidos essenciais. Dez dos 20 aminoácidos necessários para a síntese de proteínas corporais são essenciais = isto é, eles não podem ser sintetizados nos seres humanos em uma velocidade adequada. Desta vez, oito são essenciais em qualquer situação, enquanto dois (arginina e histidina) são requeridos somente durante períodos de crescimento rápido dos tecidos, característico da infância e da recuperação de uma doença. 1. Valor biológico das proteínas: O valor biológico de uma proteína da dieta é uma medida de sua qualidade - isto é, sua capacidade de fornecer os aminoácidos essenciais em uma escala relativa, com a proteína total do ovo ou albumina de ovo com escore 100. a. Proteína de fontes animais: as proteínas de fontes animais (carne, aves, leite, peixe) possuem um elevado valor biológico, pois contêm todos os aminoácidos essenciais em proporções similares aqueles requeridas para a síntese de proteínas dos tecidos humanos. [Nota: A gelatina preparada a partir do colágeno animal é uma exceção; ela possui um baixo valor biológico devido a deficiência em vários aminoácidos essenciais]. Fonte Proteínas animais Valor biológico Fonte Proteínas vegetais Valor biológico Ovos 100 Carne de soja 67 Carne bovina 100 Batata 67 Peixe 87 Pão integral 30 Leite 85 Obs: Valor biológico de algumas proteínas dietéticas comuns (unidades de VB) b.Proteínas de fontes vegetais: as proteínas do trigo, milho, arroz e feijão têm menor valor biológico que as proteínas animais. Entretanto, as proteínas de diferentes fontes vegetais podem ser combinadas de tal modo que o resultado é equivalente em valor nutricional à proteína animal. Por exemplo, o trigo (deficiente em lisina, mas rico em metionina) pode ser combinado ao feijão (pobre em metionina, mas rico em lisina) para produzir uma proteína completa de valor biológico melhorado. Assim, a ingestão de alimentos com diferentes aminoácidos limitantes na mesma refeição (ou pelo menos no mesmo dia) pode resultar em uma combinação dietética de maior valor biológico que suas proteínas componentes. [Nota: As proteínas animais também podem complementar o valor biológico das proteínas vegetais, como o cereal com o leite]. 150 100 50 0 Feijão Trigo Feijão Necessitam mais Q u an ti d ad e d e am in o ác id o s es se n ci ai s (% d as n ec es si d ad es d a d ie ta ) Lisina Metionina + Cistina Figura: A combinação de duas proteínas incompletas que possuem deficiências complementares de aminoácidos resulta em uma mistura com valor biológico maior. 2. Equilíbrio de nitrogênio: O equilíbrio de nitrogênio ocorre quando a quantidade de nitrogênio consumida iguala-se ao nitrogênio excretado na urina, suor e fezes. A maioria dos adultos saudáveis normalmente apresenta um equilíbrio do nitrogênio. a. Balanço de nitrogênio positivo: ocorre quando a ingesta de nitrogênio excede a sua excreção. É observado em situações de crescimento tecidual, por exemplo, em crianças, na gestação ou durante a recuperação de uma doença debilitante. b. Balanço de nitrogênio negativo: ocorre quando as perdas de nitrogênio são maiores que a ingesta de nitrogênio. Está associado à proteína inadequada na dieta, falta de um aminoácido essencial ou durante estresses fisiológicos como o trauma, queimaduras, doençaou cirurgia. 3. Necessidades de proteína em seres humanos: A quantidade de proteína requerida na dieta varia com seu valor biológico. Quanto maior a proporção de proteína animal incluída na dieta, menos proteína é requerida. A NDR de proteína é computada em termos de proteínas de valor biológico misto em 0,8g/kg de peso corporal para adultos, ou cerca de 56g de proteína para um indivíduo de 70kg. a. Consumo de proteína em excesso: Não existe vantagem fisiológica no consumo de mais proteínas que a NDR. A proteína consumida em excesso em relação à necessidade corporal é desanimada e os esqueletos de carbono resultantes são metabolizados para fornecer energia ou acetil Côa para a síntese dos ácidos graxos. b. O efeito poupador de proteínas do carboidrato: A necessidade dietética de proteínas é influenciada pelo conteúdo de carboidratos da dieta. Quando a ingesta de carboidratos é baixa, os aminoácidos são desaminados para fornecer esqueletos de carbono para a síntese de glicose, para uso como combustível pelo sistema nervoso central. Se a ingesta de carboidrato é menor que 150g/dia, quantidades substanciais de proteína são metabolizadas para fornecer precursores para a gliconeogênese. Assim, o carboidrato é considerado um “poupador de proteínas”, porque permite aos aminoácidos serem usados para reparo e manutenção da proteína tecidual, ao invés de seguirem para a gliconeogênese. V. MINERAIS Os minerais são elementos inorgânicos que servem para uma série de funções, como cofatores nas reações catalisadas por enzimas, na regulação do equilíbrio ácido-básico, na condução nervosa e irritabilidade muscular, e como elementos estruturais no corpo. Cada mineral é necessário em quantidades especificas, variando de microgramas a gramas por dia. Alguns dos mais importantes são o cálcio, fósforo, sódio, potássio e ferro. A. Cálcio e fósforo O cálcio e fósforo são os minerais mais abundantes no corpo. O cálcio existe em duas formas, com funções diferentes. A maior parte do cálcio corporal é encontrado como cristais de fosfato de cálcio nos ossos e dentes, formando o cemento que contribui à força física destas estruturas. O cálcio também é encontrado em uma forma iônica não ligada (Ca2+) que realiza funções cruciais na contração muscular, transmissão dos impulsos nervosos, transporte iônico e transmissão de sinais através das membranas. A concentração do cálcio extracelular e intracelular é rigidamente regulada. 1.Hormônio da paratireóide: uma queda no nível extracelular de cálcio ativa a liberação de hormônio da paratireóide (PTH), o qual aumenta a absorção de cálcio do filtrado glomerular no rim e diminui a absorção de fosfato. O PTH também aumenta a síntese de 1,25-dihidroxicolecalciferol, a forma ativa da vitamina D. Por sua vez, o 1,25- dihidroxicolecalciferol estimula a liberação de cálcio do osso e aumenta o transporte ativo de cálcio da luz intestinal ao sangue. 2. Calcitonina: um aumento no cálcio extracelular ativa a secreção de calciotonina por células especializadas encontradas entre as células foliculares da glândula tireóide. A calcitonina reduz os níveis plasmáticos de cálcio diminuindo a reabsorção óssea e aumentando a perda de íons cálcio e fosfato na urina. Em estudos clínicos, a calcitonina de salmão, administrativa via intranassal, tem sido efetiva e bem tolerada em mulheres pós- menopausa sob risco de desenvolver osteoporose. Nos estudos com duração de vários anos, a droga reduziu a reabsorção óssea e melhorou a arquitetura óssea, aliviou a dor e aumentou a função. 3. Osteoporose: a osteoporose é um ladrão silencioso. Ela conduz à perda progressiva da massa óssea que ocorre em idosos de ambos os sexos, mas é mais pronunciada em mulheres pós-menopausa. A osteoporose é caracterizada por fraturas freqüentes, que são uma das principais causas de incapacidade entre os idosos. Dentre os dois milhões de fraturas que ocorrem a cada ano nos EUA, aproximadamente 1,3 milhões são diretamente devida à osteoporose. O estilo de vida do paciente pode influenciar o metabolismo do cálcio; indivíduos imobilizados ou sedentários tendem a mostrar perda óssea, enquanto pacientes fazem exercício regularmente tende a aumentar sua massa óssea. Embora a reposição de estrogênio seja a prevenção mais efetiva da perda óssea pós-menopausa, a suplementação de cálcio (mais freqüentemente em combinação com vitamina D) reduz ainda mais o risco de fratura devido à perda óssea, particularmente em idosos. Recomenda-se que a ingesta média atual de cálcio para mulheres pré e pós-menopausa nos EUA (aproximadamente 500 mg/dia) seja suplementada com 1.000 mg adicionais de cálcio (fornecendo um total de 1500mg/dia). O cálcio pode ser obtido do leite e laticínios, bem como de suplementos de cálcio, tipicamente na forma de carbonato de cálcio, gluconato de cálcio ou lactato de cálcio. [Nota: O consumo excessivo de cálcio não previne ou reverte a perda óssea devido à inatividade ou insuficiência de estrogênio. O cálcio é um nutriente, e não uma droga]. b. Sódio, potássio e cloreto O sódio, potássio e cloreto funcionam juntos para regular o pH e manter a osmolaridade do líquidos intracelulares e extracelulares. Embora o suprimento de sódio da dieta seja essencial para a vida, a NDR não foi estabelecida. Entretanto, uma deficiência de sódio não é um problema de saúde pública, porque os americanos consomem diariamente cerca de 12g de sal (NaCl) – cerca de 8g nos alimentos e 4g no sal colocado na mesa. 1. Dieta e Hipertensão: existe uma relação complexa entre a ingesta de sódio e a hipertensão (pressão arterial elevada). A maioria da população dos EUA não parece ser geneticamente predisposta à hipertensão. Dentre a população que pode desenvolver pressão elevada, cerca de um terço responde com uma diminuição na pressão arterial quando o sódio da dieta é reduzido. Entretanto, atualmente não existe um marcador confiável para prever a resposta individual. E mais, não foi demonstrada relação causal entre a hipertensão e o consumo de sódio em níveis encontrados na típica dieta americana. 2. Derrame e Potássio: o risco de morte por derrame cerebral é inversamente relacionado a ingesta de potássio. Uma dieta pobre em sódio e rica em potássio está associada com os menores níveis de pressão arterial e com menor freqüência de derrame. C. Ferro: a maior parte do ferro corporal é encontrado no componente heme da hemeproteínas (principalmente hemoglobina e citossomos) ou em formas de armazenamento (ferritina e hemossiderina). O ferro plasmático e as várias enzimas contendo ferro representam menos de 1% do ferro corporal total. 1. Deficiência de ferro: uma deficiência de ferro causa uma redução na velocidade da síntese de hemoglobina, e pode resultar na anemia ferropriva. A deficiência de ferro é mais comumente observada em mulheres pré-menopausa, como resultado da perda de sangue durante a menstruação, e em homens com sangramento indetectado do trato gastrintestinal. A deficiência de ferro também pode ser causada por uma dieta pobre em ferro ou por absorção intestinal diminuída de ferro. 2. Excesso de ferro: ao contrário das mulheres pré-menopausa, os homens adultos não devem utilizar suplementos de ferro, porque os altos níveis teciduais de ferro correlacionam-se a um risco maior de infarto do miocárdio. Foi sugerido que o ferro inorgânico livre pode promover a formação de radicais de oxigênio reativos, particularmente à conversão de H2O2 em radicais hidroxilas altamente reativas. A maior formação de radicais de oxigênio favorece a oxidação da LDL. 3. Formas de ferro na dieta: o conteúdo total de ferrona dieta não é um indicador confiável da adequação da dieta, porque a disponibilidade do ferro da dieta depende de ele está presente como ferro heme (mais rapidamente absorvido) ou não-heme (absorvido menos rapidamente). A deficiência de ferro é tratada pela adição de qualquer um dentre vários sais ferrosos (como o sulfato ferroso, gluconato ferroso ou fumarato ferroso) à dieta. VI. RECOMENDAÇÕES DIETÉTICAS Os objetivos dietéticos são simples orientações nutricionais destinadas a reduzir a doença relacionada à dieta. A. Princípios dietéticos 1. Peso corporal: atingir e manter um peso corporal apropriado. 2. Gordura total: reduzir as calorias totais de gordura à no máximo 30% das calorias totais. 3. Gorduras saturadas: reduzir as gorduras saturadas a no máximo um terço da ingesta de gordura, ou menos que 10% das calorias totais. 4. Gorduras monoinsaturados e poliinsaturados: aumentar as gorduras poliinsaturadas a até 10% das calorias totais, e as gorduras monoinsaturados a até 10% das calorias totais. 5. Carboidratos complexos: aumentar os carboidratos complexos até 50% a 60% das calorias totais. 6. Carboidratos simples: reduzir o consumo de carboidratos simples. 7. Fibra: aumento da fibra dietética para 20 a 30g/dia. 8. Colesterol: reduzir a ingesta de colesterol a menos de 300 mg/dia. 9. Sal: diminuição da ingesta diária de sal (cloreto de sódio) até 3 a 8 g/dia, ou 2.400 a 3.000 mg de sódio por dia. 10. Álcool: se você bebe, limite a ingesta de álcool a no máximo um drinque para as mulheres ou dois drinques para os homens por dia. B. Pirâmide alimentar Os princípios da dieta descritos acima focalizam a quantidade de nutrientes específicos que devem estar contidos na dieta. Em constraste, a pirâmide alimentar, formulada pelo Departamento de Agricultura dos EUA, é uma ferramenta educacional para o público leigo que destaca os tipos de alimentos a ingerir todos os dias. A pirâmide enfatiza os alimentos de grupos alimentares mostrados no nível I e nível II da mesma (pães, cereais, arroz e massa, vegetais e frutas). Cada um destes grupos alimentares fornece alguns, mas não todos, os nutrientes necessários diariamente. Os alimentos de um grupo não podem ser substituídos por alimentos de outro – em resumo, uma série de alimentos de todos níveis de pirâmide é essencial para uma boa nutrição. VII. NUTRIÇÃO E DOENÇA CRÔNICA As doenças causadas por deficiências, como o raquitismo e pelagra, não são mais comuns na população geral dos EUA, mas podem ocorrer raramente em grupos especiais, por exemplo, naqueles severamente doentes, em crianças sob maus-tratos ou idosos confinados ao domicílio. As síndromes de deficiência têm sido substituídas por doenças crônicas que são influenciadas por excessos e desequilíbrios da dieta. A. Dieta e doença arterial coronária A doença arterial coronária pode levar ao infarto do miocárdio – uma obstrução em uma artéria coronária. A obstrução dos vasos coronários é freqüentemente precedida por um estreitamento das artérias por depósitos ateroscleróticos. Entretanto, a aterosclerose não necessariamente conduz à trombose. Atualmente, acredita-se que vários fatores da dieta influenciam a incidência de doença arterial coronária, promovendo a aterosclerose e/ou trombose. Destes, o efeito da gordura da dieta (particularmente a gordura saturada) sobre o colesterol plasmático e doença cardíaca é amplamente aceito, mas a importância de outros componentes da dieta, por exemplo, os ácidos graxos insaturados na forma trans, os antioxidantes e as fibras, é menos comprovado. Assim, não se sabe se estes efeitos da dieta são aditivos ou integram de uma forma mais sutil. Está claro, porém, que a doença arterial coronária não é controlada por qualquer característica única da dieta. 1. Colesterol: O colesterol realiza uma série de funções vitais no corpo, como componente essencial das membranas celulares e como precursor dos ácidos biliares, hormônios esteróides e vitamina D. Porém, o colesterol plasmático não é precisamente regulado, e níveis elevados aumentam o risco de doença cardiovascular. a) Colesterol sangüíneo e doença cardiovascular: Indivíduos com níveis elevados de colesterol sangüíneo têm uma incidência elevada do aterosclerose, uma doença crônica na qual depósitos de colesterol, ésteres de colesterila e restos celulares se acumulam sobre as superfícies internas das artérias de calibre grande e médio. À medida que a doença progride, os depósitos reduzem ou mesmo interrompem o fluxo de sangue, causando a doença arterial coronária. As células normalmente irrigadas pela artéria afetada são privadas de oxigênio e nutrientes e rapidamente morrem. Se esta interrupção do fluxo sangüíneo ocorre em uma artéria do coração, ocorre um infarto do miocárdio ou ataque cardíaco. Como resultado, parte do músculo cardíaco torna-se não funcional, podendo resultar na morte. b) Doença cardiovascular e lipoproteína plasmática: A incidência de morte por doença cardiovascular correlaciona-se fortemente com a concentração de colesterol plasmático. Embora existia uma associação do colesterol plasmático total elevado com a doença arterial coronária, existe uma correlação muito mais forte entre os níveis de colesterol LDL no sangue e a doença cardíaca: aproximadamente 80% do colesterol sangüíneo é transportado pela LDL. Em contraste, níveis elevados de colesterol HDL tem sido associados com um risco menor para doença cardíaca. Indivíduos obesos e inativos tendem a apresentar níveis elevados de LDL, enquanto atletas têm níveis maiores de HDL que os homens, o que pode explicar, em parte, a menor incidência de doença cardíaca em mulheres. c) Efeito benéfico da redução do colesterol no sangue: Existe uma clara associação entre a colesterolemia e a doença arterial coronária. A redução do colesterol no sangue por modificação da dieta ou por administração de drogas diminui o risco de doença arterial coronária. Por exemplo, a colestiramina, uma resina iônica não-absorvível, diminui o colesterol plasmático por promover a excreção de ácidos biliares. [Nota: A droga reduz substancialmente o colesterol plasmático e diminui a incidência de doença cardíaca em homens com níveis de colesterol plasmático muito elevados]. d) Influência do colesterol da dieta sobre o colesterol plasmático: O nível de colesterol no plasma é moderadamente reduzido quando dietas pobres em colesterol são consumidas. Assim, é útil identificar e limitar os alimentos ricos em colesterol. Por exemplo, o colesterol é encontrado somente em alimentos de origem animal. Certos alimentos como a gema do ovo e certas vísceras são muito ricas em colesterol. Em contraste, os produtos vegetais, incluindo a margarina e óleos vegetais, não contêm colesterol. [Nota: O efeito do colesterol da dieta sobre o colesterol do plasma é menos importante que a quantidade e tipos de ácidos graxos consumidos]. 2. Ácidos graxos e saturados: a quantidade de gordura consumida, particularmente a gordura saturada, é o fator dietético que mais influencia o colesterol plasmático. Todas as dietas destinadas a reduzir o colesterol plasmático devem conter baixas quantidades de gordura saturada. A quantidade de colesterol no sangue também é influenciada pelos tipos de gorduras consumidas. As gorduras dietéticas contendo ácidos graxos saturados estão associadas a níveis elevados de colesterol plasmático total e colesterol LDL, resultando em um risco maior de doença arterial coronária. O colesterol plasmático total elevado, particularmente o LDL, contribui para a formação de placas ateroscleróticas nos vasos coronários. Nem todos osácidos graxos causam hipercolesterolemia. O ácido esteárico e os ácidos graxos saturados de cadeia curta (dez carbonos ou menos) tendem a não elevar o colesterol. Por oposição, os ácidos láuricos, mirístico e palmítico elevam o colesterol e promovem a aterosclerose. As principais fontes de ácidos graxos saturados que elevam o colesterol são os laticínios, carnes e alguns óleos vegetais, como o óleo de coco e de palma. 3. Ácidos graxos: Tem sido amplamente recomendado pelos profissionais da saúde que os ácidos graxos poliinsaturados devem substituir a gordura saturada na dieta. O efeito dos ácidos graxos poliinsaturados sobre a doença cardiovascular é influenciado pela localização das ligações duplas dentro da molécula. A maioria das gorduras poliinsaturadas contém ácidos graxos com ligação dupla localizada a seis carbonos da extremidade metila da molécula; estes são denominados ácidos graxos n-6 ou omega-6. Os óleos de peixe contêm ácidos graxos com uma ligação dupla a três carbonos da extremidade do grupo metila; estes são denominados ácidos graxos n-3 ou omega-3. a. Ácidos graxos n-6: O consumo de gorduras contendo ácidos graxos poliinsaturados n-6 (principalmente ácido linoléico) reduz o colesterol plasmático quando em substituição às gorduras saturadas. Estas gorduras diminuem a incidência de doença arterial coronária. O LDL plasmático é reduzido, mas o HDL, que protege contra a doença arterial coronária, também é diminuído. Os ácidos graxos n-6 são encontrados em vários óleos vegetais, incluindo os óleos de milho, açafrão, soja e girassol. b. Ácidos graxos n-3: As dietas ricas em gorduras contendo ácidos graxos poliinsaturados n-3 (também chamadas omega-3) promovem uma redução nos triacilgliceróis plasmático e parecem reduzir o risco de doença cardíaca. Os ácidos graxos n-3 (encontrados nos óleos de peixe, óleo de soja e de canola) inibem a conversão de ácido araquidônico em tromboxano A2 (TXA2) pelas plaquetas. Em vez disso, os ácidos graxos n-3 são convertidos em TXA3, que é menos trombogênico que o TXA2. Assim os produtos de óleos de peixe parecem diminuir a agregação plaquetaria, sendo antitrombogênicos. [Nota: Os peixes oleosos podem ser lembrados como CASSA: Carapau, Anchovas, Salmão, Sardinhas e Arenque.] 4. Ácidos graxos monoinsaturados: as gorduras monoinsaturadas são tão efetivas quanto as gorduras poliinsaturadas em reduzir o colesterol no sangue, quando substituem os ácidos graxos saturados. Ao contrário do efeito das gorduras poliinsaturadas n-6, as gorduras monoinsaturadas não reduzem o HDL. Os alimentos ricos em gorduras monoinsaturadas incluem os óleos de oliva e canola. 5. Antioxidantes: Lembre-se que os radicais oxidativos derivados do oxigênio molecular são removidos por dois mecanismos: o primeiro é a inativação enzimática de radicais tóxicos. Por exemplo, a glutationa peroxidase e catalase reduzem os intermediários do oxigênio reativo à água. O segundo mecanismo envolve compostos antioxidantes derivados da dieta, como as vitaminas C e E e os beta-carotenos, os quais inativam quimicamente os radicais de oxigênio. O efeito destes compostos antioxidantes sobre a doença cardiovascular pode ser medido, em parte, pela proteção da LDL contra a oxidação. Em particular, o consumo de 100 Unidades Internacionais de vitamina E por dia (a NDR é de 15 UI) pode reduzir a morte por doença coronária em aproximadamente 40%, comparado à ingesta dietética baixa da vitamina. 6. Consumo de álcool: O consumo moderado de álcool (por exemplo, dois drinques por dia) diminui o risco de doença arterial coronária. Existe uma correlação positiva entre o consumo de álcool e a concentração de HDL, que responde por grande parte do efeito protetor do álcool, os profissionais da saúde relutam em recomendar quantidades maiores de consumo de álcool aos abstêmios ou bebedores ocasionais. 7. Fibra: O efeito das dietas com elevado teor de fibras sobre a doença arterial coronária é controverso. As pessoas que ingerem grandes quantidades de alimentos ricos em fibra podem ter pouco espaço para as dietas mais tradicionais ricas em gordura e alimentos ricos em colesterol. Assim, o efeito observado da dieta rica em fibras pode, pelo menos em parte, refletir o conhecido efeito dos alimentos de baixo teor de gorduras. 8. Ácidos graxos trans: Os ácidos graxos trans não ocorrem naturalmente nos vegetais, e somente em pequenas quantidades nos animais. Porém, os ácidos graxos trans são formados durante a hidrogenação de óleos vegetais líquidos, por exemplo, na fabricação da margarina, estimando-se que contribuem com 3% a 7% da gordura consumida. Os ácidos graxos contendo ligações duplas em configuração trans, ao contrário dos isômeros cis de ocorrência natural, elevam os níveis plasmáticos de colesterol. Uma vez que o conteúdo dos ácidos graxos trans nos alimentos não é incluído em seus rótulos, o consumidor é aconselhado a minimizar o consumo de óleos extensamente hidrogenados. Geralmente as margarinas que vêm em forma de creme possuem menos ácidos graxos trans e gorduras saturadas que a margarina em bastão. B. Dieta e Câncer A dieta influencia o risco para certas formas de câncer, especialmente o câncer do esôfago, estômago, intestino grosso, mama, pulmão e próstata. Como na maioria das doenças crônicas que são influenciadas por fatores nutricionais, as incidências de câncer também é influenciada por fatores genéticos e ambientais. Grande ingestão de gordura saturada está associada com maior risco de certos cânceres, especialmente o câncer de cólon, próstata e mama. Existe uma correlação entre o risco relativo do câncer de cólon e consumo de gordura animal em mulheres. Os dados mostram que aquelas mulheres cujas dietas eram ricas em gordura animal tinham um risco significativamente maior de câncer de cólon. As populações que consomem alimentos ricos em carotenos mostram um risco menor para muitos cânceres, incluindo o de pulmão, estômago, esôfago e da cavidade oral. Os alimentos contendo vitamina C, como as frutas cítricas e vegetais, podem oferecer proteção contra o câncer de estômago. Dietas ricas em fibras estão associadas a um menor risco de câncer de cólon e diverticulite. VIII. DESNUTRIÇÃO PROTÉICO-CALÓRICA Em países desenvolvidos, a desnutrição protéico-calórica é observada mais freqüentemente em pacientes hospitalizados com doença crônica ou em indivíduos que sofrem um trauma grande, infecção severa ou efeitos de uma grande cirurgia. Estes pacientes altamente catabólicos freqüentemente requerem administração intravenosa de nutrientes para alterações metabólicas desencadeadas por trauma. Em países subdesenvolvidos, uma ingesta inadequada de proteínas e/ou energia pode ser observada. Os indivíduos afetados mostram uma série de sintomas, incluindo um sistema imune deprimido com uma capacidade reduzida de resistir à infecção. A morte por infecção secundária é comum. Duas formas extremas de desnutrição são o kwashiorkor e marasmo. A. Kwashiorkor O kwashiorkor é causado pela ingestão inadequada de proteínas em presença de ingesta adequada de calorias. O kwashiorkor é freqüentemente observado em crianças após o desmame, com cerca de um ano de idade, quando sua dieta consiste predominantemente de carboidratos. Os sintomas típicos incluem edema, lesões de pele, cabelo despigmentado, anorexia, fígado gorduroso e aumento e diminuição na albumina plasmática. O edema resulta da falta de proteínas plasmáticas adequadas para manter a distribuição de água entre o sangue e os tecidos. Uma criança com kwashiorkor freqüentemente mostra uma barriga enganadoramente grande devidoao edema. B. Marasmo O marasmo, também conhecido como desnutrição protéico-calórica, resulta da deficiência crônica de calorias e pode ocorrer em presença de ingesta adequada de proteínas. O marasmo usualmente ocorre em crianças com menos de 1 ano de idade, quando o leite materno é suplementado com sopas adequadas de cereais nativos, os quais usualmente são deficientes em proteínas e calorias. Os sintomas típicos incluem parada no crescimento, perda muscular extrema (emaciação), fraqueza e anemia. As vítimas de marasmo não mostram o edema ou alterações nas proteínas plasmáticas observadas no kwashiorkor. Questão de estudo: Escolha a melhor resposta 1. Qual das seguintes afirmações está correta? a. A necessidade dietética recomendada é a necessidade mínima de nutrientes para os indivíduos. b. As necessidades de proteína por quilograma de peso corporal são constantes ao longo da vida. c. O álcool, assim como a gordura, fornece 9 kcal/g. d. O efeito térmico do alimento é o calor produzido pelo corpo durante a digestão e absorção do alimento. e. A taxa metabólica basal tipicamente responde por 10% a 20% do gasto de energia em um indivíduo sedentário. 2. Qual dos seguintes componentes da dieta influencia mais fortemente o risco de doença arterial coronária? a. O colesterol b. As gorduras saturadas c. As gorduras poliinsaturadas d. As gorduras monoinsaturadas e. Os ácidos graxos trans 3. Dada a informação de que um homem de 70 kg está consumindo uma média diária e 275g de carboidrato, 75g de proteína e 65g de lipídio, pode-se chegar a que conclusão? a. A ingesta total de energia por dia é de aproximadamente 3.000kcal. b. Cerca de 20% das calorias são derivadas de lipídio. c. A dieta não contém uma quantidade suficiente de fibras. d. As proporções de carboidrato, proteína e lipídio na dieta estão de acordo com as recomendações de grupos acadêmicos e governamentais. e. O indivíduo está em equilíbrio de nitrogênio. 4. Todas as afirmações seguintes são recomendações dietéticas amplamente aceitas, EXCETO: a. Limitar o consumo de gorduras poliinsaturadas a 10% ou menos das calorias totais. b. Diminuir o consumo de gorduras saturadas. c. Aumentar o consumo de gorduras poliinsaturadas. d. Aumentar o consumo de fibra para 20 a 30g por dia. e. Diminuir o consumo de gorduras totais para menos que 50% das calorias totais. 5. Qual dos seguintes contém o maior percentual de gordura monoinsaturada? a. Óleo de milho b. Óleo de soja c. Óleo de oliva d. Óleo de dendê e. Óleo de coco 6. Todos os seguintes são observados em dietas ricas em fibras, EXCETO: a. Incidência reduzida de constipação b. Diminuição no colesterol sangüíneo c. Freqüência aumentada de hiperglicemia d. Absorção diminuída de Zn2+ e. Motilidade intestinal aumentada
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