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02/05/2013 1 “Vitaminas e Minerais” Marina Yazigi Solis (solis@usp.br) doutoranda pela Faculdade de Medicina da USP membro do Laboratório de nutrição aplicado a atividade motora Relembrando os conceitos... Nutrientes macro micro carboidrato proteína lipídeo vitaminas minerais • Crescimento e desenvolvimento • Provisão de energia • Regulação do metabolismo •Funções vitais - HOMEOSTASE Nutrientes macro micro carboidrato proteína lipídeo vitaminas minerais Atuam como coenzimas (ou parte de enzimas) em reações químicas essenciais à vida: • Crescimento, desenvolvimento e manutenção das funções vitais • Regulação do metabolismo Relembrando os conceitos... VITAMINAS GLICOSE ÁCIDOS GRAXOS AMINOÁCIDOS CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO ENERGIA MAGNÉSIO POTÁSSIO COBALTO COBRE ZINCO CROMO MAGNÉSIO ENXOFRE FERRO ZINCO COBRE COBALTO CÁLCIO MAGNÉSIO POTÁSSIO + CO2 + H20 MAGNÉSIO MANGANÊS POTÁSSIO CATABOLISMO MINERAIS Conceitos – qual diferença entre os nutrientes? Nutrientes macro micro carboidrato proteína lipídeo 50%-60% 10%-15% 20%-30% 4 kcal/g 4 kcal/g 9 kcal/g vitaminas minerais ? 02/05/2013 2 Vitamina C C6H8O6 176,09 g/mol 0,1g/d <1g/d Glicose C6H12O6 180,16 g/mol 130g/d >1g/d QUANTIDADE CONSUMIDA!! Relembrando os conceitos... Casimir Funk – 1912 Vita (vida) + amina aminas vitais Compostos orgânicos NÃO sintetizados pelo organismo – ingestão pela dieta ou administração exógena (injeção ou via oral) Exceções - Vitamina D – sintetizada na pele (sol) - Algumas vitaminas do complexo B - pequenas quantidades – sintetizada por bactérias da microbiota intestinal VITAMINAS Não fornecem calorias Deficiência: avitaminose X hipovitaminose Excesso: hipervitaminose ou toxicidade Classificação: de acordo com sua solubilidade VITAMINAS Lipossolúvel A – Retinol D - Calciferol E - Tocoferol K Hidrossolúvel C – ácido ascórbico Complexo B: Tiamina (B1) Riboflavina (B2) Niacina (B3) Ácido Pantotenico(B5) Folato (B9) Biotina (B7 ou B8) Piridoxina (B6) Cobalamina (B12) VITAMINAS - Classificação VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS 1ª vitamina a ser descrita Carotenóides – precursores de vitamina A β-caroteno (forma mais ativa) VITAMINA A (retinol) Onde é armazenado? No fígado (80-90%) e tecido adiposo, rins e pulmões. Qual fonte? FONTE DE VITAMINA A: Bife de fígado cozido, sardinha, atum, ovo, Manteiga, leite Cenoura, tomate, molho de tomate, batata-doce assada, espinafre melão-cantalupo, pêssego, abacate, goiaba 02/05/2013 3 FUNÇÃO Ciclo visual possibilitam a visão (Integridade da córnea e células fotorreceptoras da retina) Ajuste da visão com baixa luminosidade Proliferação e diferenciação celular Espermatogênese Desenvolvimento fetal Células do sistema imune Crescimento ósseo – síntese proteica e diferenciação das células ósseas Junto ao ferro – principal deficiência no Brasil (40milhões de pré escolares são deficientes em vitamina A) Xeroftalmia – “olho seco” - Cegueira noturna – reversível - Mancha de Bitot – reversível - Cegueira - irreversível Alterações da pele - Hiperqueratose folicular – “pele de sapo” - Xeroderma – “escamas de peixe” DEFICIÊNCIA VITAMINA D Vitamina D ou pró - hormônio Sintetizada pela pele (reação não enzimática) por ação dos raios UV Na derme e epiderme - calcidiol FUNÇÕES Manutenção das [ ] de Ca e P (↑ absorção) Crescimento e desenvolvimento (diferenciação celular)– formação de dentes e ossos Contração muscular e batimentos cardíacos Imunidade 1,25(OH)2D é um potente modulador do sistema imune. Diversos estudos mostram que a 1,25(OH)2D aumenta a imunidade inata DEFICIÊNCIA Raquitismo (infância) • Mineralização prejudicada dos ossos em crescimento • Ossos moles e frágeis (raquíticos) – pernas arqueadas Osteomalácia (adultos) • Amolecimento dos ossos – deformidades • Diferente de osteoporose RECOMENDAÇÕES Avaliar consumo de vitamina D e cálcio Exposição à luz solar – pernas e braços, 2x/sem, 5-30 min, 10h– 15h Suplementação de vitamina D (p/ atingir 800 a 2000 UI/d) e cálcio (1500 mg/D) Qual fonte? FONTE DE VITAMINA D: Sardinha, ostra, salmão, camarão manteiga, leite e iogurte fígado, frango, carne vermelha 02/05/2013 4 Devemos considerar... Dieta pobre em vitamina D Exposição à luz solar suficiente ... ??? (Troppman et al, 2002) Inadequação da população: Idosos (baixo estado nutricional) Inadequação de atletas (Willis et al, 2008) Atletas indoor Uso de protetor solar Roupas Foi avaliado com 6 e 12 semanas: •Potência de perna (salto vertical) • Teste de força (1RM leg press e supino) •25 (OH)D sérica • 57% dos atletas tinham Vit D baixa; • Grupo que suplementou aumentou concentração de vitamina D sérica, mas nenhum parâmetro físico foi alterado • NÃO HOUVE MELHORA NA PERFOMANCE! VITAMINA E Família de antioxidantes lipossolúveis: - Tocoferóis - α, β, γ, δ (mais biologicamente ativo) Onde é armazenado? Tecido adiposo, fígado e músculo Qual fonte? FONTE DE VITAMINA E: Óleo de gérmen de trigo, óleo de girassol, óleo de milho avelã, amendoim atum em óleo, marisco ao vapor acelga cozida, molho de tomate, manga, mamão papaia, espinafre cozido e uva FUNÇÃO Protege a vitamina A, carotenóides e vitamina C contra oxidação Ação Antioxidante (não enzimático) – protege a camada celular e a oxidação de proteínas do DNA e da LDL Proteção contra câncer, DCV (aterosclerose) e doenças neurológicas (correlação inversa entre VIT E vs. Doenças do SNC) DEFICIÊNCIA Rara em seres humanos – amplamente distribuída na dieta Em condições específicas (deficiência na proteína transportadora α – tocoferol ou má absorção de gordura) VITAMINA K Descoberta em 1929 (Henrik Dam) fator anti-hemorrágico Não é armazenada de forma importante – Reposição frequente FONTE DE VITAMINA K: vegetais folhosos verdes (brócolis, alface, espinafre) Óleos, Gema do ovo Manteiga e margarina Qual fonte? Deficiência Rara em seres humanos – associação a doenças que causam má absorção de lipídeos Sintomas: Hemorragia e tempo prolongado de coagulação FUNÇÃO Coagulação sanguínea Vitamina K – cofator para síntese de protrombina 02/05/2013 5 VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS Deficiência de vitamina C é uma das doenças mais antigas: – Século XI – viagens marítimas – 1746, James Lind “descobriu” o tratamento com frutas cítricas VITAMINA C (ácido ascórbico) FONTE DE VITAMINA C: Acerola, goiaba, caju, kiwi, morango, laranja, abacate brócolis, couve, couve-flor, ervilha espinafre, repolho roxo e branco, alface páprica Qual fonte? Absorvida por transporte sódio-dependente; Pode circular na forma livre ou combinada com a albumina; Maior parte se localiza no músculo esquelético Parte da vitamina C consumida é excretada via urinária, proporcionalmente ao que se consome. Quando consumidaem excesso: Distúrbios gastrointestinais Diarreia Cálculo renal Curiosamente... Baxmann et al. Kidney Int, 2003 Atua como co-fator para várias reações Síntese de colágeno Síntese de neurotransmissores (histeria e depressão) Transporte e absorção do ferro não-heme Ação Antioxidante Permite a ação da vitamina E como antioxidante – “reciclagem” FUNÇÃO DEFICIÊNCIA SEVERA... Escorbuto - piora de cicatrização - desestabilização dos dentes - hemorragia, edema e inflamação nas gengivas Adultos – associação ao alcoolismo ou doenças RECOMENDAÇÃO Adultos – Homens = 90 mg/d e Mulheres = 75 mg/d Ingestão máxima – 2000 mg/d 1 copo de suco de laranja = 100 mg Há necessidade de suplementar? Necessidade diária Recomendação da industria 40 a 90 mg/d 1000 a 10000 mg/d 10 a 100 vezes maior!!! 02/05/2013 6 Individuo saudável precisa de mais? NÃO Vitamina C previne resfriado? Não há evidências que comprovem que a suplementação previne resfriado. Alguns estudos sugerem diminuição no tempo de doença e melhora dos sintomas • Revisão sistemática com 29 estudos clínicos (11,306 participantes) • Nenhum efeito consistente foi visto com a suplementação de vitamina C e a duração e severidade dos resfriados • Vitamina C não diminui incidência de resfriado • Não há necessidade de consumir diariamente. E a performance? • 14 sujeitos sedentários realizaram treinamento aeróbio por 8 semanas, sendo divididos em 2 grupos: – Vitamina C (1g/dia) – Placebo • Resultados: • Vitamina C piorou capacidade de endurance • Suplementação de vitamina C piorou a biogenese mitocondrial (alterando genes envolvidos neste processo) • Discussão: • Exercício moderado já atua como antioxidante (aumentando SOD e GPx) • Exercício moderado ↑ radicais livres → estímulos para ↑ da produção de endógena de mecanismos de defesa. Conjunto de 8 vitaminas hidrossolúveis: B1 (tiamina) B2 (riboflavina) B3 (niacina) B5 (ácido pantotênico) B6 (piridoxina) B9 (ácido fólico) B12 (cobalamina) VITAMINAS do COMPLEXO B Qual fonte? FONTE DE VITAMINAS DO COMPLEXO B: Carnes (suína, bovina, aves) e miúdos Cereais (arroz, Levedo de cerveja) Legumes, hortaliças , Leguminosas (feijão, ervilha, lentilha, soja) e Oleaginosas (castanha de caju, nozes, amêndoa) Frutas (laranja, manga, banana, abacate, pêssego) Ação no metabolismo energético: 1. Cofatores e coenzimas de vários sistemas: CHO, gordura e proteínas 2. Vitamina B12 e folato – síntese de hemoglobina, protéina e reparação de tecidos FUNÇÃO • Riboflavina (B2), piridoxina (B6), folato (B9) e B-12: • Inadequação em mulheres atletas – vegetarianas • Deficiência ALTERA METABOLISMO → ↓ significativa da capacidade aeróbia (VO² máx) (estudo de Van der Beek, 1998) • Exercício - aumento da necessidade: • Aumento da ingestão energética – suficiente NO EXERCÍCIO FÍSICO.. Position of the American Dietetic Association, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance (2009) 02/05/2013 7 MINERAIS Cálcio Ferro MINERAIS Estrutural: formação de ossos e dentes. Funcional: manutenção do ritmo cardíaco normal, da contratilidade muscular e da condutividade neural. Regulação: atividade de enzimas e hormônios, regulação da pressão osmótica, manutenção do equilíbrio ácido-básico CÁLCIO Mineral mais abundante no organismo 99% ossos; 1% fluidos corporais Estrutura de ossos e dentes Cálcio dos ossos – reservatório de cálcio Papel na transmissão de impulsos nervosos Papel na contração muscular e batimentos cardíacos Permite secreção de hormônios, enzimas digestivas e neurotransmissores FUNÇÃO DEFICIÊNCIA Laticínios (leites, queijos e iogurtes) - 200 ml leite = 240 mg cálcio Folhas verde escuras Suplementação – carbonato de cálcio (mais comum) Adulto – osteoporose GRUPO DE RISCO Deficiência de estrogênio (tríade da mulher atleta) Baixo consumo de cálcio da dieta (vegetariano) Baixo peso Atletas de endurance (especialmente do gênero feminino), exemplo: ciclistas e corredores FONTE Transporte de oxigênio (hemoglobina – 2,5 g) Reserva de oxigênio no músculo (mioglobina) Função imunológica Desempenho cognitivo FERRO Armazenamento: Fígado, baço e medula óssea Ferro férrico (não –heme - Fe3+) e ferro ferroso (heme- Fe2+) No corpo há cerca de 4 a 5gramas de ferros FUNÇÃO Anemia ferropriva – muito prevalente – 40% população mundial Prejudicial ao crescimento e desenvolvimento físico e mental Atividade física + Deficiência de ferro (ferritina < 12g/L) Corredoras de longa distância ↓ Fe pelo suor e fezes Atenção especial às mulheres em idade fértil e aos vegetarianos DEFICIÊNCIA ALIMENTO PESO (g) FERRO (mg) Marisco e ostra 100 22,0 Fígado de galinha 100 8,5 Feijão 259 17,02 Alcatra 100 3,4 Coração de galinha 100 6,5 Qual a fonte? 02/05/2013 8 H – 8 mg/d; M – 18 mg/d; UL = 45 mg/d Ferro Heme X Ferro não-heme Fatores que ↑ a absorção do ferro não-heme: 1. Vitamina C 2. pH baixo Fatores que ↓ a absorção: 1. Cálcio 2. Grande quantidade de fibras 3. Substâncias fenólicas – cafés e chás 4. Fitatos e fosfatos - cereais RECOMENDAÇÕES EXCESSO PODE SER PRÓ-OXIDANTE Suplementação de Fe possui efeito ergogênico? Difícil adequação em mulheres ativas e atletas (Lukaski, 2004) Depleção - 20 a 25% das mulheres (e H atletas) População de risco: atletas de endurance, vegetarianos Depleção x Deficiência Depleção de ferro – sem efeitos na performance Deficiência de ferro (anemia) – prejudica a performance (Clarkson, 1991) SUPLEMENTAÇÃO Adequação x Depleção x Anemia Recomendações de ferro na perfomance http://fnic.nal.usda.gov/dietary-guidance/dietary-reference-intakes/dri-tables RECOMENDAÇÃO GERAL para as VITAMINAS e MINERAIS Pode levar a HIPERVITAMISONSE e TOXICIDADE sonolência, vômitos, perda de peso Perda de apetite, febre, Cefaleia amarelamento da pele (vitamina A) Consumo excessivo de VITAMINAS VITAMINAS E MINERAIS E O EXERCÍCIO FÍSICO 02/05/2013 9 • Durante a AF → ↑ O² → ↑ vias metabólicas (durante e/ou após), ↑ formação de Espécies reativas e oxigênio (ERO) ou radical livre (RL) Por que suplementar? Relacionados com: Enfisema pulmonar Doenças inflamatórias Aterosclerose Câncer Envelhecimento Como são formados os RL? O 2 + e- O 2 .- (superóxido) FINAL DA CADEIA RESPIRATÓRIA: O 2 + 4 e- + 4 H+ 2H 2 O + energia (95-98%) 2-5% do O² H 2 O 2 + O 2 - OH- Fe/Cu Haber-Weiss Fe2+/Cu+ + H 2 O 2 Fe3+/Cu2+ + OH- (R hidroxil) Fenton O 2 - + 2H + e- H 2 O 2 . (peróxido de H) SOD RLs Radicais superóxido e hidroxil possui elétrons desemparelhados na última órbita Devido a alta produção de RL, todas as células possuem mecanismos de defesa: ENZIMÁTICO e NÃO ENZIMATICO 1) ENZIMÁTICOS - “Sequestram” os RLs antes que causem a lesão O2-H2O2 OH - CADEIA RESPIRATÓRIA: O2 + 4 e- + 4 H+ 2H2O 5% O2- +O2- + 2 H+ H2O2 + O2 SOD H2O + ½ O2 Catalase H2O2 + 2 GSH GSSG + 2 H2O Glutationa Peroxidase SISTEMAS ANTIOXIDANTES 2) NÃO ENZIMÁTICOS Bilirrubina, hormônios sexuais, malatonina, coenzima Q, α-tocoferol (Vitamina E) Ácido ascórbico (Vitamina C) β-caroteno (Vitamina A) Em geral agem “sequestrando” os RLs Selênio – componente da glutationa peroxidase Zinco – componente da SOD ANTIOXIDANTES Efeito dos RL em excesso: ESTRESSE OXIDATIVO Peroxidação lipídica – alteração na estrutura e permeabilidade da membrana celular Ação em proteínas e no DNA – mutação – alterações na função celular e tecidual Ação extra celular – Aterogênese - DCV Lesão muscular e queda no desempenho DEVEMOS SUPLEMENTAR? 02/05/2013 10 Suplementos mais comercializados ↑ formação de ERO ou RL, depende: Intensidade do exercício Grau de exaustão do indivíduo EXERCÍCIO e RLs Estresse oxidativo ? Indivíduos treinados ↑ enzimas antioxidantes (Oliveira el al, 2003) AF ↑ Mecanismos de defesa antioxidante Adaptação em resposta ao treinamento Equilíbrio produção de RL e mecanismos antioxidantes Atletas não sofre prejuízo na capacidade funcional e muscular quando RLs ↑ Ou seja... Objetivo: verificar o efeitos da suplementação com vitamina C (1000mg/dia) e vitamina E (400 IU/dia) na sensibilidade a insulina e estresse oxidativo. Indivíduos treinados (n=20) vs. não treinados (n=20) (jovens e saudaveis) 4 grupos: 1) Indivíduos treinados + placebo 2) Indivíduos treinados + antioxidante 3) Indivíduos não treinados + placebo 4) Indivíduos não treinado + antioxidante Duração: 4 semanas de atividade física 1) Exercício melhorou os parâmetros de sensibilidade a insulina somente na AUSÊNCIA dos antioxidantes 2) Capacidade de defesa contra os EROs aumentou somente na AUSÊNCIA dos antioxidantes 3) Exercício induziu aumento das enzimas de defesa endógena contra os EROs (SOD e glutationa perixidase) somente na AUSÊNCIA dos antioxidantes. Resultados Considerações finais... 02/05/2013 11 • Atletas que restringem ingestão energética ou com práticas regulares de perda de peso ou que restringem um grupo alimentar ou ainda, que possuem uma dieta desbalanceada poderiam apresentar redução dos níveis de vitaminas e minerais → ajuste da dieta • “Use of vitamin and mineral supplements does not improve performance in individuals consuming nutritionally adequate diets” SUPLEMENTAÇÃO Pouquíssimos estudos Resultados controversos Parece não haver efeito na performance se a ingestão ALIMENTAR for adequada!!! SUPLEMENTAÇÃO E PERFORMANCE DEFICIÊNCIA SUPLEMENTAÇÃO “MELHORA” DO DESEMPENHO OBRIGADA contato: solis@usp.br Hot topics: 1) A suplementação de BCAA reduz a fadiga central? 1) Atletas precisam consumir mais proteína? Aula Proteínas 1
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