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É a porção de plantas ou carboidratos análogos que são resistentes à digestão e absorção no intestino delgado de humanos, com fermentação completa ou parcial no intestino grosso. O termo fibra alimentar inclui polissacarídeos, lignina, oligossacarídeos e substâncias associadas de plantas promovendo benefícios fisiológicos (American Fibras alimentares Fibras alimentares associadas de plantas promovendo benefícios fisiológicos (American Dietetic Association - ADA, 2002). De acordo com a solubilidade em água a fibra alimentar é classificada em 2 grupos distintos: fibras solúveis e fibras insolúveis e sua atividade fisiológica é determinada com base na solubilidade. ClassificaçãoClassificação das fibras alimentaresdas fibras alimentares Fibras insolúveis: Não são viscosas; são formadoras de volume fecal, fraca e lentamente fermentáveis no cólon. Agem principalmente no intestino grosso, produzindo fezes macias e acelerando o trânsito colônico. Celulose: apresenta cadeia não ramificada, com pontes de hidrogênio e Celulose: apresenta cadeia não ramificada, com pontes de hidrogênio e conformação molecular cristalina envolvida pela matriz da parede celular, o que lhe confere baixa solubilidade em água. Hemiceluloses: encontram-se junto à celulose, à lignina e à pectina na parede celular dos vegetais e o grau de solubilidade é dado pela presença de moléculas de xilose. Lignina: apresenta estrutura tridimensional complexa e é hidrofóbica As fibras insolúveis contribuem para o aumento do volume fecal por retenção de água, reduzindo o tempo de trânsito intestinal, a absorção de glicose e retardo da hidrólise do amido. São encontradas no farelo de trigo, cereais integrais, raízes e hortaliças Fibras solúveis: possuem alta capacidade de retenção de água e possuem a propriedade de formar géis em solução aquosa. Uma vez no estômago e no intestino delgado, as fibras solúveis aumentam a viscosidade do bolo alimentar, diminuindo a atividade de certas enzimas digestivas, influenciando diretamente na taxa de digestão e absorção de nutrientes, influenciando diretamente a moderação da glicemia pós prandial, a resposta insulínica, a redução do colesterol e regulação do apetite. Na indústria de alimentos, têm a propriedade de alterar a viscosidade de produtos alimentares e por isso são denominadas gomas ou hidrocolóides (Brennan, 2005). Pectina: apresenta extensa cadeia de moléculas parcialmente esterificadas de ácido galacturônico e metil galacturônico e são solúveis em água. Trata-se de uma fibra estrutural encontrada na parede celular e na camada intracelular de vegetais e sua solubilidade está associada ao grau de maturidade do vegetal. Possui alta capacidade de reter água e formar gel, capaz de retardar o esvaziamento gástrico, sendo completamente fermentada no cólon, podendo se unir, inclusive, a íons ecompletamente fermentada no cólon, podendo se unir, inclusive, a íons e material orgânico, como a bile. Gomas e mucilagens: são exsudatos formados nos caules das plantas, com elevada concentração de polissacarídeos. São compostos hidrofílicos, não digeríveis, solúveis em água e produzem gel em solução aquosa Psyllium: fibra mucilaginosa viscosa e hidrofílica, presente na casca da semente do Psyllium (Plantago ovata), com alta concentração de hemicelulose, que aumenta o volume fecal e retarda o tempo de trânsito intestinal. Beta-glucanas: as glucanas são polissacarídeos lineares, não ramificados, compostos por unidades de beta-glucanas, unidas por ligações (1 → 3) e (1 → 4) cuja irregularidade molecular se reflete na sua propriedade de solubilidade em água. Fazem parte das paredespropriedade de solubilidade em água. Fazem parte das paredes celulares dos grãos, com concentração aumentada na camada sub- aleuroma, endosperma amiláceo e camada aleuroma. As beta-glucanas resistentes a processos digestivos, formam soluções viscosas em contato com a água. Estão presentes em alta concentração na parede celular das células dos grãos de aveia. O farelo de aveia é produzido a partir das camadas mais externas do grão de aveia (principalmente a camada aleuroma e sub-aleuroma), O conceito de fibras foi ampliado de modo a incluir substancias funcionalmente semelhantes: amido resistente, inulina e frutooligossacarídeos (FOS) Amido resistente: soma do amido e dos produtos da sua degradação que não são absorvidos pelo intestino delgado, contribuindo para aumentar o “pool” de fibra alimentar que chega intacto ao cólon. Apresenta efeitos fisiológicos semelhantes aos da fibra alimentar, dentre os quais destacam-fisiológicos semelhantes aos da fibra alimentar, dentre os quais destacam- se: capacidade de aumentar o volume fecal e diluir compostos potencialmente tóxicos e cancerígenos; reduzir níveis plasmáticos pós- prandiais de glicose, insulina, triglicérides e lipoproteínas de baixa densidade; produzir AGCC Inulina: polímero de glicose extraído da raiz de chicória, tubérculos de alcachofra, da cebola, do alho, da banana ou produzido industrialmente a partir da sacarose. Fruto-oligossacarídeos (FOS): polissacarídeos de cadeia, cuja semelhança com as fibras está na ausência de degradação pelas enzimas digestivas do homem e na capacidade de permitir fermentação pelas bactérias do cólon intestinal, formando ácidos graxos de cadeia curta que exercem efeitos tróficos na mucosa intestinal. Diferem das fibras alimentares por não possuírem as características de reter líqüidos, de aumentar a viscosidade quelando os minerais e de aumentar o bolo fecal. A inulina e os fruto-oligossacarídeos (FOS) são considerados pré-bióticos, por serem ingredientes alimentares não digeridos no intestino delgado que, ao atingir o intestino grosso, são metabolizados seletivamente por um número limitado de bactérias benéficas, que alteram a microbiota, gerando uma microbiota saudável, capaz de induzir efeitos fisiológicos importantes para a saúde. Retardo no esvaziamento gástrico e menor velocidade de absorção dos nutrientes (glicose e lipídeos); Redução da colesterolemia (redução da absorção de ácidos biliares) (goma-gua, beta-glucanos, pectina, Psyllium); Redução de glicemia; Efeitos fisiológicos Efeitos fisiológicos das fibras alimentaresdas fibras alimentares Redução de glicemia; Fermentação pela microbiota intestinal, levando a formação de ácidos graxos de cadeia curta como butirato, propionato e acetato. O butirato é utilizado como fonte energética preferencial de bactérias colônicas; Regulação do trânsito intestinal (aumento da frequência e volume fecal) Proteínas, Carboidratos e Lipídios Proteínas, Carboidratos e Lipídios Lipídios Lipídios Conceito e classificações Conceito e classificações Compostos cuja definição não se baseia na estrutura química, e sim na propriedade físico-química de solubilidade. Portanto, são agrupados por serem insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos, com estrutura química bastante variável, assim como o seuorgânicos, com estrutura química bastante variável, assim como o seu papel biológico. Simples Compostos e derivados Neutros Anfipáticos Estrutural Reserva Ácidos graxos Ácidos graxos Ácidos carboxílicos que possuem cadeia carbônica (átomos de carbono e hidrogênio) geralmente não ramificada e uma única carboxila. Nos sistemas biológicos, apresentam-se unidos a outras moléculas, sendo a sua forma livre um quantitativo pequeno. O= H3C C OH = Região polar Região apolar Variável de 4 a 36 C Ácidos graxos de cadeia curta (AGCC): possuem de 4 a 6 átomos de C. Ex. acetato, butírico e propionato. Produzidos pela fermentação parcial de Classificação dos ácidos graxos quanto ao tamanho da cadeiaClassificação dos ácidos graxos quanto ao tamanho da cadeia Influencia na solubilidade do ácido graxo. Quanto maior a cadeia, maisinsolúvel é o ácido graxo. fibras alimentares por bactérias colônicas. Ácidos graxos de cadeia média (AGCM): de 8 a 12 átomos de C. Ácidos graxos de cadeia longa (AGCL): de 14 a 18 átomos de C. Ácidos graxos de cadeia muito longa (AGCML): 20 ou mais átomos de C. Ácidos graxos saturados: cadeia carbônica contendo apenas ligações simples entre os átomos de C. Ácidos graxos com qualquer comprimento de cadeia pode ser saturado. Ácidos graxos insaturados: Ácidos graxos monoinsaturados: cadeia carbônica apresentando Classificação dos ácidos graxos quanto ao grauClassificação dos ácidos graxos quanto ao grau de saturação da de saturação da cadeia carbônicacadeia carbônica Ácidos graxos monoinsaturados: cadeia carbônica apresentando uma única dupla ligação. Apenas ácidos graxos com cadeia ≥ 14 átomos de C pode existir como monoinsaturado. Ácidos graxos poliinsaturados: cadeia carbônica apresentando de 2 – 6 ligações duplas. Apenas ácidos graxos com cadeia ≥ 18 átomos de C pode existir como monoinsaturado Isômeros Isômeros ciscis --ttransrans dos ácidos graxos dos ácidos graxos Ácidos graxos insaturados podem apresentar um tipo de isomeria espacial denominada cis-trans, referente a posição espacial dos átomos de H na dupla ligação. Isomeria cis: os dois átomos de H encontram-se no mesmo plano. Característica da maior parte dos AG produzidos pelos sistemas biológicos. Isomeria trans: os dois átomos de H encontram-se em planos opostos. AG oriundos da bio-hidrogenação que ocorre nos ruminantes e em maior quantidade pela hidrogenação dos óleos vegetais para a obtenção das gorduras vegetais hidrogenadas. Os tipos de isomeria influencia no ponto de fusão dos AG e na consistência dos lipídios. Nomenclatura dos Nomenclatura dos ácidos graxos ácidos graxos Considera: comprimento da cadeia, a presença de dupla ligação, o tipo de ligação (cis-trans) e posição da dupla ligação. Adicionalmente, os AG possuem nome sistemático e comum. n° de ligações duplas Ex1: 18:0 tamanho da cadeia tamanho da cadeia n° de ligações duplas Ex2: 18:1 9c Posição da dupla ligação a partir da carboxila (* c indica que a dupla é cis) Ex3: 18:2 9c, 12c Sistema ômega de nomenclatura: Adicionalmente os AG possuem um nome sistemático e comum Segunda dupla ligação com isomeria cis Facilita a identificação de AG essenciais. Baseia-se na posição das duplas ligações contada a partir do grupo metil (-CH3) e não da carboxila. Ex3: 18:2 9c, 12c 18:2 ω-6 ÁÁcidoscidos graxos essenciais graxos essenciais Não podem ser produzidos pelos humanos, sendo provenientes do consumo dietético. Ácido linoleico (ω-6): precursor de outros AG da família ω-6. Ácido linolênico (ω-3): precursor de outros AG da família ω-3. Através de enzimas pode-se inserir um n° maior de duplas ligações na cadeia carbônica (enzimas dessaturases) e aumentar o n° de átomos de C da cadeia (enzimas elonases). Retirado de Chemin, 2016 TriacilglicerídeosTriacilglicerídeos / triglicerídeos/ triglicerídeos Ésteres formados por uma molécula de glicerol (álcool) ligada a 3 moléculas de AG. Neste mecanismo de esterificação do glicerol ocorre a remoção de uma molécula de água a cada inserção de AG, conferindo ao triglicerídeo (TG) uma característica completamente apolar e insolúvel em água.em água. Perfaz cerca de 20 a 25% do total de calorias ingeridas. Do total de lipídios ingeridos os TG correspondem cerca de 95 a 98% (os demais são fosfolipídios, esteróis – colesterol e fitoesteróis – e vitaminas lipossolúveis) CH2 - OH CH - OH CH2 – OH CH2 – OH + HO – C – R CH – OH + HO – C – R CH2 – OH + HO – C – R O O O = = = GlicerolGlicerol Reação do glicerol com 3Reação do glicerol com 3 AGAG _ _ _ _ CH2 – O – C – R CH – O – C – R CH2 – O – C – R O O O = = = TriglicerídioTriglicerídio _ _ Função dos triglicerídeosFunção dos triglicerídeos Reserva energética armazenada nos adipócitos. * Quantidade energética para cada grama armazenada é maior (9Kcal/g contra 4Kcal/g do glicogênio) * Insolubilidade em água que impossibilita o carreamento de água de hidratação (diferente do glicogênio que carrea cerca de 2g de água para cada 1g armazenado) Óleos Óleos vsvs gordurasgorduras A ingestão de triglicerídeos que compõem a dieta é feita sob a forma de óleos ou gorduras. A definição de tais características se dá pela consistência a temperatura ambiente (25°C) e é dependente do tipo de ácido graxo presente no triglicerídeo. * A saturação da cadeia propicia ponto de fusão elevado (acima da TA), enquanto que a inserção de duplas ligações promovem uma redução no ponto de fusão. * Nos ácidos graxos saturados o ponto de fusão aumenta com o tamanho da cadeia. * A isomeria trans possui ponto de fusão mais alto que o seu isômero cis. Óleos: líquidos a TA. Compostos por TG contendo uma grande proporção de AG mono e/ou poliinsaturados com duplas cis. Ex. óleos vegetais ou de origem animal como os de peixes de água fria. Gorduras: sólidas ou pastosas a TA. Compostos por TG contendo uma grande proporção de AG saturados e/ou AG insaturados com duplas trans. Ex. origem animal como manteiga, sebo ou de origem vegetal como a manteiga de cacau e gorduras hidrogenadas. A insaturação dos AG com ligação cis são passíveis ao processo de oxidação Ligações do tipo cis confere um ponto de fusão mais baixo e portanto são incapazes de conferir consistência as preparações. Qual o objetivo da hidrogenação dos óleos vegetais? FosfolípídiosFosfolípídios / / glicerofosfolipídiosglicerofosfolipídios Lipídios anfipáticos, formados por uma molécula de glicerol (álcool), 2 AG e um fosfato unido a um grupo polar variável. Não exercem função energética e possuem um quantitativo reduzido na ingestão alimentar, contudo tem-se uma produção endógena de acordo com a necessidade.com a necessidade. Glicerol + fosfato + grupo polar variável = porção polar da molécula (hidrofílica) 2 AG = porção apolar da molécula (hidrofóbica) Funções dos fosfolipídios Funções dos fosfolipídios Compõem a bicamada de todas as membranas biológicas; Agentes emulsificantes (bile); Compõem a monocamada externa das lipoproteínas A presença de ácidos graxos essenciais (provenientes estritamente da dieta) exercem influência na fluidez da membrana. Membranas da retina e neurônios são ricos em AG ω-3 (ác. Eicosapentanóico – EPA e ác. Docosahexaenóico – DHA) AG essenciais também são precursores dos eicosanóides (atuam como potentes sinalizadores e mensageiros): prostaglandinas, leucotrienos e tramboxanos vão participar de uma série de funções como agregação plaquetária e processos inflamatórios, controle da PA. Esteróis Esteróis Lipídios que possuem um núcleo esteróide composto por quatro anéis denominados cicloperidrofenantreno. As cadeias laterais presentes nesses núcleos vão diferir entre os diferentes tipos de esteróis. Esteróis de origem vegetal: fitoesteróis (estigmasterol, β-sistosterol, campesterol) Esteróis de origem animal: colesterol (presente nos tecidos animais) Em humanos a disponibilidade de colesterol vai ser proveniente de via exógena ou endógena O colesterol estará presente sob 2 formas: Forma livre: presente nas membranas e nas superfícies das lipoproteínas. Esterificado: processo que ocorre no plasma (pela enzima lecitina- colesterol aciltransferase) e no interior das células (pela enzima acil- colesterol-aciltranfesrase) Funções do colesterol Funções do colesterol Funções do colesterol Funções do colesterol Função estrutural: presente na membrana plasmática e também das diferentes organelas; Precursor de ácidos biliares (principal via de excreção do colesterol); Circulação êntero-hepática dos ácidos biliares Fibras solúveis e medicamentos (colestiramina) ↓ a absorção e ↑ a excreção pelas fezes. APO B100 LDL Liberados no duodeno propiciam a emulsificação das gorduras para o processo digestivo Excreção indireta do colesterol Excreção de cerca de 10 a 12% dos ác biliares nas fezes Reabsorção de 80 a 90% no íleo Precursor de vitamina D Pedrosa et al 2005 Precursor de hormônios esteróides Córtex Medul a AD AE Rim Rim Retirado de Berne & Levy, 6e.d., 2009 DDigestãoigestão e absorção e absorção Lipase lingual - hidrólise do TG na ligação do AG na posição sn-3 (AGCC) Lipase gástrica – idem lingual Digestão somente de 30% do TG com AGCC CCK Emulsificação das gorduras Lipase pancreática – hidrolise dos AG na posição sn-1 e sn-3 = 2 AGL + 2-monoacilglicerol AGCCAGCC ++ AGCMAGCM == LiberadosLiberados nono sistemasistema portaporta comocomo AGLAGL 22--monoacilglicerolmonoacilglicerol ++ AGCLAGCL ++ AGCMLAGCML == reesterificadosreesterificados aa TGTG dentrodentro dodo enterócitoenterócito ee secretadossecretados nana linfalinfa comocomo quilomicronsquilomicrons (QM)(QM) Digestão e absorção de demais tipos de lipídios: O colesterol livre não sofre ação enzimática no TGI, sendo prontamente absorvido; O colesterol esterificado sofre ação da colesterol hidrolase (suco pancreático) que libera o AGL e o colesterol para absorção; Fosfolipídios da dieta e da bile sofrem ação da fosfolipase A2 que Fosfolipídios da dieta e da bile sofrem ação da fosfolipase A2 que hidrolisa a ligação do AG na posição sn-2 dos fosfolipídios. TG + colesterol + vitaminas lipossolúveis (A,E,K) serão transportados como QM TG + colesterol + vitaminas lipossolúveis (A,E,K) serão transportados como QM Metabolismo das lipoproteínas Metabolismo das lipoproteínas São macroagregados de lipídios e proteínas que possuem um núcleo hidrofóbico (formado pelos TG e ésteres de colesterol) envolvidos por uma monocamada de fosfolipídios com colesterol livre e de proteínas denominadas apoproteínas. parte apolar voltada para o interior e parte polar voltada para o exterior voltada para o exterior QuilomicronsQuilomicrons (QM)(QM) // QuilomicronsQuilomicrons remanescentesremanescentes (QMR)(QMR) // LipoproteínaLipoproteína dede muitomuito baixabaixa densidadedensidade (VLDL)(VLDL) // LipoproteínaLipoproteína dede densidadedensidade intermediáriaintermediária (IDL)(IDL) // LipoproteínaLipoproteína dede baixabaixa densidadedensidade (LDL)(LDL) // LipoproteínaLipoproteína dede altaalta densidadedensidade (HDL)(HDL) QM Apo A e Apo B48 LINFA Ducto torácico Grds veias da circulação sistemica QM + Apo CII, Apo CIII e Apo E HDL TG TG QMR VLDL TG e col exógenos e Lipaselipoproteica Lipase lipoproteica TG TG TG VLDLexógenos e endógenos lipoproteica IDL LDLRica em colesterol Levando colesterol para os tecidos Apo B100 Lipoproteínas de alta densidade – transporte reverso do colesterol É a menor das lipoproteínas produzidas pelo fígado e intestino. São secretadas como HDL nascentes (com forma discóide) e possuem a função de recolher o excesso de colesterol sanguíneo, que é reesterificado e armazenado no interior da partícula. Conforme o recebimento deste colesterol, as HDL vão se tornando esféricas (HDLrecebimento deste colesterol, as HDL vão se tornando esféricas (HDL maduros) sendo reconhecidas e captadas pelo fígado através de seu receptor específico. Retirado de Chemin, 2016 MetabolismoMetabolismo dos triglicerídeos dos triglicerídeos Hormônios contraHormônios contra--regulatórios da insulina = estimulo a lipólise regulatórios da insulina = estimulo a lipólise Lipase hormônio Lipase hormônio Lipase hormônio sensível Lipase hormônio sensível Lipase hormônio sensível Lipase hormônio sensível AGAGAG GlicerolProdução de “e” ↑ β-OXIDAÇÃO ↑ Mús esq, ♥ e fíg Glicose ↑ GLICONEOGÊNESE ↑ Fígado Formação deFormação de corpos corpos cetônicoscetônicos ↑ Acetil -CoA↑ Acetil -CoA Corpos cetônicosCorpos cetônicos Fonte energética Coração Músc esquelético Rins Cérebro ATP GliconeogêneseGliconeogênese aa’s cetogênicos AG Corpos cetônicos refere-se a mistura de 3 diferentes substâncias: - hidroxibutirato (78%), acetoacetato (20%) e acetona (2%). São solúveis no sangue e na urina. BiossínteseBiossíntese de ácidos graxos de ácidos graxos Ocorre principalmente no fígado, tecido adiposo e glândula mamária, estimulada pelo excesso de acetil-CoA proveniente da oxidação da glicose e dos aa’s ReferênciasReferências bibliográficas bibliográficas AIRES, Margarida de Mello. Fisiologia. 3.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Catalani, L.A. et al. Fibras alimentares. Rev Bras Nutr Clin 2003; 18(4):178-182). CHEMIN, Sandra Maria C Seabra da |Silva; MURA, Joana D’Arc Pereira. Tratado de alimentação, nutrição e dietoterapia. 3.ed. São Paulo: Editora Payá, 2016.alimentação, nutrição e dietoterapia. 3.ed. São Paulo: Editora Payá, 2016. Mira, G.S. Visão retrospectiva em fibras alimentares com ênfase em beta-glucanas no tratamento do diabetes. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 45, n. 1, 2009. Pedrosa, M.A.C. et al. Papel da vitamina D na função neuro-muscular. Arq Bras Endocrinol Metab 2005;49/4:495-502.
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