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Nutrição Normal I bloco 2 ➔ Estresse Oxidativo Antioxidantes Espécies reativas de oxigênio são espécies derivadas do oxigênio que sofreram redução parcial, são reativas por serem instáveis. Os elétrons desemparelhados desses compostos reagem facilmente com outro composto. Das espécies reativas de oxigênio nas células, podemos destacar Radical Superóxido, Peróxido de Hidrogênio e Radical Hidroxila. Quando a produção dessas espécies excede a capacidade do organismo de lidar com elas (estresse oxidativo), acaba se tornando danosos para a célula. São produzidas constantemente pois apresentam papel importante, como matar patógenos, em que se aumenta a sua concentração para sinalizar às células de defesa. Quando se torna danosa à célula, essas espécies reativas interagem com compostos que podem alterar sua função ou perdêla de vez. Os danos oxidativos são irreversíveis a componentes estruturais das células, em proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos. Existem dois sistemas antioxidantes clássicos em nosso organismo: Sistema Antioxidante Enzimático e Sistema Antioxidante Não Enzimático. Existem várias enzimas capazes de atuar como antioxidantes, porém três são as mais importantes: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase. A superóxido dismutase converte radical superóxido em peróxido (menos reativo). A catalase e glutationa peroxidase pegam o peróxido de hidrogênio e o convertem em água. A enzima glutationa peroxidase tem em sua estrutura o mineral selênio, este sendo considerado antioxidante. Logo, carência de selênio pode aumentar os estresses oxidativos. A vitamina C funciona no sistema antioxidante não enzimático, possui prioridade de transitar entre suas formas estruturais, a partir de trocas/adição/remoção de elétrons. A vitamina é capaz de se regenerar, indo para sua outra forma estrutural, não formando radicais livres em sua estrutura devido a perda ou ganho de elétrons. Podemos concluir que um composto antioxidante eficiente é aquele capaz de oxidar e reduzir a molécula radioativa, enquanto ele oxidado não é reativo e pode se regenerar para controlar espécies reativas. ➔ Ferro Dependendo da sua quantidade no organismo pode se tornar danoso, pois é tóxico. No organismo é encontrado na sua forma reduzida (Fe+2) e na sua forma oxidada (Fe+3). Quando o ferro se encontra na sua forma reduzida, contribui para produção de espécies reativas de oxigênio, principalmente radical hidroxila. Uma das principais funções do ferro é participar da estrutura da Hemeproteína. Na hemoglobina ajuda no transporte de oxigênio, na mioglobina ajuda no armazenamento de oxigênio e utilização do mesmo, e nos citocromos ajuda na respiração e metabolismo. Existe uma série de enzimas em que o ferro (nãoheme) é importante, enzimas fundamentais para extração de energia livre, para transformação de energia química dos carreadores de elétrons para outra forma de energia (ATP) no nosso organismo. O ferro de origem animal é o ferro heme, já o ferro de origem vegetal é o ferro nãoheme. O ferro por ser estável não pode estar livre em nosso organismo, logo uma proteína estocálo, proteína chamada ferritina. Quando esta proteína está saturada, outra proteína se liga ao ferro, denominada hemossiderina, evitando a toxicidade do ferro no organismo. O transporte do ferro ocorre ligado a proteína transferina, fazendo distribuição tecidual. Durante toda a digestão do ferro, a etapa mais limitante é a absorção do mesmo, servindo como grande diferença entre ferro heme e ferro nãoheme. Para o ferro nãoheme, existem fatores que favorecem sua absorção, porém existem os que inibem sua absorção: FAVORECEM → ligase e reduz o ferro mucina ácido ascórbico aminoácidos DESFAVORECEM fitato taninos antiácidos → alteram o pH do estômago, diminuindo a solubilidade do ferro cálcio → ao mesmo tempo com o ferro e em maior quantidade proteínas do leite Os fatores que ajudam a absorção do ferro nãoheme, o reduzem, passando de Fe+3 para Fe+2. Aumentando a absorção e sua biodisponibilidade, já que o receptor do enterócito reconhece apenas o Fe+2. Os fatores que inibem a absorção do ferro nãoheme, o mantém como Fe+3 e também se ligam formando um complexo totalmente insolúvel, impedindo sua absorção. Não é 100% do ferro ingerido que é absorvido, pois é um mecanismo da regulação homeostática para evitar toxicidade do ferro, portanto há uma limitação de absorção do mesmo. Essa limitação aumenta quando se tem um caso de carência de ferro. A hemeproteína é degradada no intestino, liberando o heme e entrando diretamente no enterócito. O ferro nãoheme precisa ser reduzido para ser reconhecido pelo receptor. Logo, são vias diferentes de absorção. Também existem enzimas na borda em escova que aumentam a redução do ferro nãoheme. O heme dentro do enterócito é convertido em bilirrubina liberando o ferro, saindo em sua forma reduzida. É oxidado pela hefaestina para ser transportado pela transferrina. DEFICIÊNCIA DE FERRO ● 1º estágio = fase de depleção = diminuição dos estoques sem comprometimento do ferro funcional (hemoglobina) ● 2º estágio = eritropoiese deficiente = fornecimento inadequado de ferro para eritropoiese ● 3º estágio = anemia ferropriva = fornecimento de ferro insuficiente, logo um comprometimento do ferro funcional ● Consequências = doença sistêmica, imunidade celular, retardo crescimento e desenvolvimento, capacidade cognitiva, maior esforço cardíaco para manutenção de oxigenação ➔ Cálcio É o mineral mais abundante no nosso organismo. Dentro da célula se encontra na sua forma complexada, pois é um mineral de sinalização e se fosse livre as funções estariam desreguladas. O cálcio fica em sua forma livre quando há alguma sinalização para isso e dentro da célula sirva como sinalizador intracelular. O aumento da concentração de cálcio dentro da célula ativa quinases que iniciam a fosforilação de proteínas, logo o cálcio ativa e regula diferentes proteínas. Tais proteínas envolvidas em: contração muscular, secreção hormonal, liberação de neurotransmissores, transporte de vesículas, envolvidas no metabolismo de glicogênio, diferenciação e proliferação celular, motilidade celular. Os estoques intracelulares de cálcio são repostos de uma fonte constante, os ossos. Quando tem excesso de cálcio, esse vai para os ossos. O consumo de cálcio é importante para manter os níveis disponíveis do mesmo no organismo. A homeostase de cálcio é feita a partir de sinalização hormonal, que agem no osso, nos rins (controlando o que é excretado e reabsorvido) e no intestino (regulando a absorção dietética). O objetivo da homeostase é manter constante cálcio numa quantidade apropriada no sangue, em que o cálcio estará disponível para as funções intracelulares e servindo de ponte ao osso. Hormônio controlam essa homeostase, principal é o paratormônio e vitamina D também consegue controlar. O paratormônio atua nos rins e ossos, já a vitamina D atua no intestino, rins e ossos. Portanto, o consumo de vitamina D é essencial, por manter a homeostase de cálcio. O estrogênio também é um hormônio importante em mulheres para absorção intestinal e no turnover óssea, logo em menopausa são mais propensas a osteoporose pois diminui absorção e reabsorção óssea. ↳ O paratormônio aumenta a concentração de cálcio, diminuindo a excreção da mesma, a consequência disso é o aumento de cálcio no sangue. O paratormônio atua no turnover ósseo aumentando a remoção do cálcio dos ossos, aumentando também a concentração de cálcio sanguíneo. ↳ A vitamina D aumenta a absorção de cálcio no intestino, aumentando concentração de cálcio sanguínea. O efeito nos rins é a diminuição da excreção de cálcio. Já nos ossos, aumenta o depósito de cálcio, logo o desenvolvimento ósseo aumenta.A absorção de cálcio no intestino ocorre por transporte passivo e, principalmente, transporte ativo. A vitamina D aumenta a atividade de uma proteína (calbinina) intracelular, para aumentar a absorção e transporte para fora do enterócito. Existem diversos fatores que influenciam na absorção de cálcio: idade, estado fisiológico, fatores genéticos, ingestão e fatores dietéticos. Lactose, FOS e insulina aumentam a absorção, já fitato, oxalatos e taninos diminuem. No turnover ósseo há sempre o equilíbrio entre formação (mobilização) e de remoção de cálcio no osso. A diminuição de cálcio no sangue, o paratormônio aumenta e diminui a secreção de calcitonina, que por fim aumenta a mobilização de cálcio aos ossos. O paratormônio também aumenta a quantidade de vitamina D na forma ativa no organismo. A vitamina D também aumenta absorção de cálcio no osso. O paratormônio alto também aumenta o transporte ativo no rim, diminuindo a excreção de cálcio. ➔ Vitamina D Boa parte da vitamina D é sintetizada endogenamente. As doses sintetizadas variam em cada indivíduo de diferentes regiões e a função da vitamina D é bastante importante, logo sua ingestão é essencial mesmo que ela seja sintetizada. A síntese de vitamina D é cutânea, sendo na forma de próvitamina D e é essa forma que adquirimos pela alimentação, essa forma está biologicamente inativa. A ativação ocorre no fígado e nos rins. A radiação ultravioleta é essencial para síntese de vitamina D, logo o consumo da mesma é mais importante no inverno em climas temperados e pessoas com exposição restrita ao sol. Consumimos 25(OH)D (25hidroxicolecalciferol), D3 (colecalciferol) e D2 (ergocalciferol). O precursor da vitamina D é o colesterol e esse também é precursor de outros hormônios esteroides, logo a vitamina D por ser colesterol precursor e em função do seu efeito biológico é considerado um hormônio, da classe esteroide. Na pele, a vitamina D é sintetizada pelo colesterol, mediante a radiação ultravioleta a próvitamina D é convertida em prévitamina D (D3). Se a radiação for constante, a prévitamina D pode ser convertida em outros compostos. Uma vez sintetizada, a vitamina D entra na corrente sanguínea associada à proteína (DBP) pela sua natureza lipossolúvel e caminha para o fígado. A vitamina D oriunda da dieta é absorvida pelos enterócitos e se junta a quilomicrons, entra na circulação linfática, depois entra na circulação sanguínea e vai até o fígado. No fígado ocorre a hidroxilação da vitamina D, convertido vai para os rins que completa a conversão com hidroxilação formando sua forma ativa (calcidiol ou calcitriol). ➔ Vitamina A Alguns carotenoides são próvitaminas A, ou seja, dentro do organismo são convertidos a vitamina A. Na borda em escova do intestino, possui carreadores de membrana para transportar retinoides, já os carotenoides passam por difusão facilitada. No enterócito, são incorporados à quilomicrons por sua natureza lipossolúvel. Algumas funções: ↳ percepção visual = molécula de retinol no olho, no sistema de captação de luz ↳ diferenciação celular = embriogênese e tumorigênese ↳ resposta imune = faz com células de defesa proliferem mais rapidamente ↳ secreção de muco = aumenta a integridade do epitélio Funções carotenoides: → junto a compostos (polifenóis) previnem doenças crônicas ↳ antioxidantes ↳ antitumorais VITAMINA A X IMUNIDADE ● imunidade inata = a vitamina A controla a manutenção de neutrófilos, a deficiência dessa vitamina resulta em menor atividade fagocíticas e menor habilidade de matar patógenos. A deficiência também reduz atividade das células NK. ● imunidade adaptativa = a carência de vitamina A leva a uma diminuição da resposta á vacinação, logo a suplementação dessa vitamina em crianças deficientes resulta em maior resposta de anticorpos à vacinação. Crianças deficientes em vitamina A são mais prédispostas a desenvolver infecção respiratórias, diarreia, sarampo. ➔ Zinco A proteína animal aumenta a biodisponibilidade de zinco. O fitato no intestino forma um complexo mineral que é totalmente insolúvel e não é reconhecido pelos receptores dos enterócitos. Alimentos de origem vegetal apresentam fitato, por isso a biodisponibilidade de zinco é diminuída nesses. A absorção ocorre no intestino delgado, em que apresenta transportadores de zinco e é reconhecido e absorvido pelo fígado. A distribuição de zinco no organismo é principalmente no músculo esquelético e nos ossos. Algumas funções: ↳ metaloenzimas dependentes de zinco = RNA polimerase, anidrase carbônica ↳ enzimas reguladoras por zinco = frutose1,6bifosfatase (gliconeogênese) ↳ regulação da expressão de genes, síntese de proteínas ↳ zinco e atividade da enzima aromatase = diminuição desta enzima, fertilidade ↳ resposta imune = produção de anticorpo, proliferação de células Carência de zinco causa uma desregulação generalizada na transcrição gênica e na tradução de proteínas. Indivíduos em desenvolvimento, em fase de crescimento, com carência de zinco podem ter alteração e/ou retardo no crescimento e desenvolvimento. ZINCO X IMUNIDADE Deficiência de zinco induz a redução de precursores de células do sistema imunológico na medula óssea e também eritropoiese (proliferação de hemácias), devido a função do zinco de regular a transcrição gênica. A carência também diminui a atividade do timo, comprometendo a produção de linfócitos T. ↳ imunidade inata = há um prejuízo na função fagocítica e atividade das células NK ↳ imunidade adaptativa = há uma redução no número e função de linfócitos T, diminuição de resposta Th2 e Th1. A carência de zinco aumenta a susceptibilidade a infecções do trato respiratório inferior e diarreia. ➔ Homocisteína e doenças vasculares A homocisteína está relacionada ao metabolismo de B12, B6 e folato. Essa é um fator influencial de doenças cardiovasculares, logo o controle na sua concentração plasmática é essencial para a saúde do endotélio. Aterosclerose = há uma alteração na função e na permeabilidade das células endoteliais, que pode ter sido provocada pela homocisteína. Com diminuição da integridade, muitos compostos presentes no sangue podem atravessar atingindo a camada íntima da parede do vaso sanguíneo. Esses compostos são células do sistema imunológico e LDL. O LDL é um problema maior quando está oxidado, pois o macrófago o fagocita na camada íntima em grandes quantidades, muito mais do que digere. Há um acúmulo dentro do macrófago e esse se transforma em uma célula esponjosa perdendo totalmente sua mobilidade e sua capacidade de reconhecer partículas estranhas. A transformação do macrófago em célula esponjosa serve como sinal muito forte para atrair outras células do sistema imunológico, colágeno, fibrina (prótrombiotico), causando uma resposta imunológica inflamatória avançada. Vai se acumulando até romper o endotélio (ruptura da placa de ateroma), atraindo mais célula até formar um coagulo grande. Diminuise a luz do vaso e o fluxo sanguíneo fica comprometido. ➔ Ácido Fólico O folato sofre redução, se convertendo para sua forma metabolicamente ativa (tetrahidrofolato), a redução ocorre nos carbonos 5,6,7 e 8. Assim, possibilita que o folato participe de reações muito importantes para nosso organismo. Essas reações são essenciais para síntese purinas e pirimidinas (formação de nucleotídeos, aminoácidos, proteínas,etc). Durante a gestação é recomendável a suplementação de ácido fólico para evitar má formação do tubo neural do feto, visto que a embriogênese é o período com maior e rápida proliferação e diferenciação celular. Folato é transportado ligado a albumina em sua maioria, uma parte é em fração livre e outra parte ligado a outras proteínas específicas. No sangue está na forma 5metiltetrahidrofolato, sendo rapidamente distribuídaaos tecidos. O fígado é o principal órgão que metaboliza folato. Um fator que influência uma deficiência de folato é a carência de B12, pois a metionina sintetase precisa como cofator a B12 para regenerar folato sanguíneo para sua forma ativa (tetrahidrofolato). A deficiência de folato causa anemia megaloblástica, tendo menos hemácias e essas são grandes (não maduras). São hemácias imaturas porque não estão se diferenciando. ➔ Vitamina B12 → Cobalamina A biodisponibilidade de B12 depende da eficiência da digestão no estômago (pepsina), fator intrínseco e da quantidade ingerida de B12. A digestão no estômago influência porque a vitamina deve ser liberada da matriz da carne, se tem o pH ácido que desnatura e a pepsina que separa a cobalamina da proteína. No estômago há células parietais que produzem fator intrínseco e glândulas que produzem haptocorrina. No estômago, inicialmente temos a degradação ácida separando colamina da proteína da carne. Segundo há produção de fator intrínseco e produção de haptocorrina. E por fim há a ligação da haptocorrina à cobalamina, protegendoa do pH ácido. Assim que esse complexo chega ao intestino, o pH básico induz a separação do mesmo e favorece a ligação da cobalamina com o fator intrínseco. O receptor do enterócito reconhece o fator intrínseco e o absorve junto à vitamina. Dentro do enterócito há vários transportes vesiculares que separam a cobalamina do fator intrínseco e liga a cobalamina à transcobalamina II, responsável pelo transporte no sangue. Fígado e rins possuem mais receptores para transcobalamina II. A vitamina B12 participa de duas reações enzimáticas, servindo como cofator. Uma enzima é a metionina sintetase e a outra é a metilmalonilCoA mutase (mitocôndria). Essa enzima é muito importante ao metabolismo do propionato (ácido graxo de cadeia ímpar). Se não há B12, acumulase esse ácido graxo e compromete a composição de ácidos graxos da membrana da célula. A membrana plasmática mais suscetível a essa mudança é a bainha de mielina, cursando para uma alteração neurológica, pois a propagação do impulso nervoso fica comprometido. ➔ Vitamina B6 O transporte sanguíneo dessa vitamina é feito ligado à albumina e hemoglobina, principalmente na forma piridoxal fosfato (PLP) e piridoxal (PL). O metabolismo ocorre no fígado, em que o PLP é sintetizado e transportada para os tecidos. Uma das funções importantes da B6 é a produção de aminoácidos no fígado pelas transaminações, em que a vitamina serve como cofator das transaminases. Outras funções: ↳ biossíntese de Heme ↳ atua como cofator na conversão de triptofano em niacina ↳ metabolismo de lipídeos = síntese de carnitina e ácidos graxos essenciais ↳ glicogenólise e gliconeogênse = glicogênio fosforilase, transaminases
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