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Vitamina B1 – Tiamina Introdução sobre as vitaminas As vitaminas são micronutrientes orgânicos essenciais para o metabolismo biológico. Na sua maioria, são oriundos da alimentação, estando presentes em pequenas quantidades nos alimentos. A sua carência pode causar graves prejuízos ao organismo. As vitaminas são separadas em dois grandes grupos, as vitaminas lipossolúveis e hidrossolúveis. As vitaminas lipossolúveis são apolares, assim, são solúveis em óleos, gorduras e outros solventes orgânicos apolares, precisam da ação da gordura e da bile para serem absorvidas pelo intestino e podem ser acumuladas no organismo, enquanto, as vitaminas hidrossolúveis, são polares, portanto, dissolvem-se na água e em outros solventes polares, são eliminadas facilmente pela urina, não ficando retidas por muito tempo no organismo. Vitamina B1 A vitamina B1 também chamada de tiamina ou aneurina é uma vitamina hidrossolúvel que pertence ao complexo vitamínico ou ao complexo B, como é mais conhecido. A tiamina foi a primeira vitamina a ser descoberta, no início do século XX. Foi isolada a primeira vez em fungos, no ano de 1932 por Windaus. Sua estrutura foi determinada por Willians em 1936 e a sua função foi determinada em 1937 quando identificou-se como uma cocarboxilase. A tiamina foi descoberta acidentalmente como fator de descarte da cutícula do arroz durante o seu polimento. A população alimentava-se de arroz não polido, com a introdução do arroz polido na alimentação, houve um aumento na incidência de casos de polineurite (infecção simultânea de vários nervos de diferentes regiões do organismo, em geral por causas tóxicas ou infecciosas), assim, descobriu-se que a cutícula do arroz possuía uma grande quantidade de vitamina que protegia contra a polineurite Em relação a estrutura química, a tiamina apresenta um anel pirimídico, o qual é ligado por uma ponte metileno a um anel tiazol. Existem três formas de tiamina: pirofosfato de tiamina (TPP), forma mais encontrada na natureza, é a forma biologicamente ativa, que atua como coenzima em reações catabólicas e anabólicas; tiamina difosfato (TDP), predominante nos tecidos vivos; tiamina monofosfato (TMP), presente nos tecidos vivos em pequenas concentrações. A tiamina é altamente solúvel em água e bastante instável em pH alcalino, sendo facilmente degradada com o aquecimento. Como a tiamina é hidrossolúvel e termolábil, cerca de 25% dela pode ser perdida na cocção do alimento, a depender do processo de preparação do alimento. O organismo libera facilmente a tiamina através da urina, além desse mecanismo, o suor pode conter 30 a 56 nmol de tiamina/L em condições muito quentes, o que pode representar perda significativa da vitamina. O organismo não sintetiza vitamina B1, assim, é necessário à sua obtenção por meio da alimentação. Ela pode ser encontrada em todos os tecidos animais e vegetais. Os melhores depósitos temporários de TPP, no corpo humano, é os músculos esqueléticos, fígado, coração, rins e cérebro. Fontes da tiamina No Brasil, sugere-se uma ingestão diária de referência (IDR) de tiamina de 1,2 mg, sendo que pacientes sob terapia renal, hemodiálise ou diálise peritoneal, além de pessoas com síndromes de má absorção necessitam de uma maior ingestão de tiamina. As fontes de tiamina são estratos de leveduras e leveduras, farelo de trigo, cereais integrais, castanhas, nozes, lentilha, soja, hortaliças, frutas, ovos, carne vermelha, de porco e o fígado. A tiamina está presente em praticamente todos os tecidos animais e vegetais, em baixas concentrações, a maior parte da tiamina presente em produtos animais encontra-se na forma fosforilada, dos quais a maioria apresenta-se como pirofosfato de tiamina, nos produtos vegetais encontra-se predominantemente a forma não fosforilada. Tiaminases e antagonistas da tiamina podem diminuir a biodisponibilidade da vitamina. Enzimas tiaminolíticas são encontradas em uma variedade de microrganismo e alimentos. Compostos termoestáveis presentes nos alimentos (especialmente polifenóis) também causam quebra oxidativa da tiamina, assim como o sulfito, que é largamente utilizado no processamento dos alimentos. Absorção da tiamina O fosfato de tiamina é hidrolisado por fosfatases intestinais. A tiamina em altas concentrações, é absorvida por difusão simples pela borda em escova do trato gastrintestinal, já em baixas concentrações, ela é absorvida por meio do transporte ativo, mediado por carreadores no intestino. Com o consumo de álcool, o transporte ativo da vitamina é inibido no organismo. A ATPase (adenosinatrifosfatase) é uma enzima que catalisa a decomposição do trifosfato de adenosina em adenosina difosfato e um íon de fosfato livre, a sua funcionalidade depende do sódio e do potássio na membrana basolateral que acredita ser responsável pelo efluxo ativo da vitamina para o fluido serosal que é inibido pelo etanol. Cerca de 90% da tiamina presente no plasma encontra-se na forma de tiamina pirofosfato e é carreada pelos eritrócitos, o restante encontra-se na forma livre ou é transferida pela albumina plasmática na forma de tiamina monofosfato. Funções metabólicas da tiamina No meio intracelular, ou seja, dentro da célula, a tiamina é convertida em tiamina pirofosfato por meio da doção de dois grupos fosfatos oriundos do ATP, reação que é catalisada pela enzima tiamina fosfotransferase. Os estudos de Peters, nas décadas de 1920 e 1930, estabeleceram o papel de coenzima da tiamina difosfato na descarboxilação oxidativa de 2- oxoácidos e na transcetolase. A tiamina em combinação com o fosfato, forma a coenzima tiamina pirofosfato (TPP), que atua como uma cocarboxilase. Essa forma é necessária para a descarboxilação oxidativa do piruvato, formando acetato e acetil coenzima A, componente principal da via de Krebs. De modo geral, a TPP é necessária para a descarboxilação de outros - cetoácidos – derivados de aminoácidos (ácidos -cetoglutárico e cetacarboxilatos) sendo necessária no metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas. A conversão do -cetoglutarato no ciclo de Krebs formando succinil-CoA. A trancetolase e a descarboxilação oxidativa é responsável pela retirada de uma unidade aldeído ativada, transformando assim, um aldeído em uma cetose. Por suas funções essenciais no sistema nervoso, a tiamina é conhecida como vitamina antineurítica. A tiamina também tem sido utilizada no tratamento da acidose metabólica, que pode ocorrer em pacientes submetidos à nutrição parental. O difosfato de tiamina é a coenzima para três complexos multienzimáticos mitocondriais envolvidos na descarboxilação oxidativa de 2- oxoácidos, piruvato desidrogenase e 2- oxoglutarato desidrogenase; na via metabólica central de energia e na cadeia ramificada oxoácido desidrogenase e no catabolismo de leucina, isoleucina e valina. A transcetolase é a enzima chave na via de pentose fosfato do metabolismo de carboidratos. Catalisa a transferência de duas unidades de carbono de um doador cetose para um aceptor aldose açúcar. O doador de cetose forma um intermediário de transição com a timina difosfato, que sofre clivagem para liberar uma aldose de dois carbonos menores que o substrato cetose, deixando o difosfato de tiamina ligado à enzima di-idroxietil. Esta reage com um aceptor aldose para formar uma cetose maior de dois carbonos. A via de pentose fosfato é o principal caminho de metabolismo de carboidratos em alguns tecidos e uma alternativa significativa para a glicólise em todos os tecidos. A importância principal dessa via é a produção de NADPH para o uso nas reações Biosintética e na ressíntese de ribosepara a síntese de nucleotídeos. A tiamina trifosfato (não é um intermédio na formação ou no catabolismo de tiamina difosfato) está em quantidades consideráveis no tecido nervoso e no músculo esquelético, especialmente, em fibras musculares de contração rápida. Sugere-se que o trifosfato de tiamina tem ação no sistema nervoso separada de sua função como coenzima de tiamina difosfato, ela aparentemente age na bomba iônica da membrana do nervo, possivelmente como doador de fosfato para a fosforilação de uma das proteínas do canal de sódio. A tiamina é fundamental para o metabolismo dos carboidratos, proteínas e lipídeos, pois em combinação com o fósforo forma a coenzima tiamina pirofosfato (TPP) que participa da reação de descarboxilação do piruvato e a acetato e acetil coenzima-A, substância doadora de energia no ciclo de Krebs. A TPP também participa da descarboxilação de outros alfa – cetoácidos derivados de aminoácidos. A tiamina está envolvida também nos processos digestórios (as células parentais do estomago produzem ácido clorídrico na presença da vitamina B1), participa da manutenção do apetite, e da transmissão de impulsos nervosos. Deficiência de tiamina A deficiência em tiamina pode ser resultado de uma ingestão inadequada da vitamina, aumento da necessidade, perda excessiva de tiamina do corpo, o consumo de fatores antitiamina nos alimentos ou uma combinação desses fatores. A ingestão inadequada de tiamina é comum em populações de baixa renda cujas dietas são ricas em carboidratos e pobres em tiamina. O aumento da necessidade de tiamina pode ser resultante de um grande esforço físico, febre, gravidez, amamentação e crescimento na adolescência. A perda excessiva de tiamina pode ocorrer em casos de aumento de fluxo urinário, com o uso de diuréticos, por exemplo, devendo ter atenção para indivíduos com insuficiência renal que requerem hemodiálise e alcoólatras que perdem muita tiamina. Deficiências muito graves de tiamina podem gerar algumas síndromes no organismo: A síndrome mais conhecida é o beribéri, que significa “não posso, não posso”, ele pode se apresentar na forma úmida, na qual está presente o edema, sobretudo nos membros inferiores, e na forma seca, ou seja, sem a presença do edema, geralmente, é resultado de uma deficiência menos grave. Na forma úmida apresenta como sintomas: confusão mental, perda de massa muscular, neuropatia periférica, taquicardia, taquipneia, cardiomegalia e edema, enquanto, na forma seca, seus sintomas incluem fraqueza muscular, perda da sensibilidade de pés e mãos, dificuldade para falar, êmese, confusão mental, movimento involuntários dos olhos e paralisia. A neurite crônica e encefalopatia de Wernicke com psicose de Korsakoff também são síndromes ocorrentes mediante a carência de tiamina. As síndromes estão, geralmente, associados a carência da tiamina com o consumo excessivo de álcool e de narcóticos. A baixa ingestão de alimentos ricos em tiamina atrelado a diminuição da atividade hepática causa impedimento na utilização da vitamina levando a oftalmoplegia, ataxia, sintomas nervosos como confusão mental, perda de memória e coma. A degeneração mental é resultante de lesões hemorrágicas no sistema nervoso central. Além dessas síndromes, a deficiência de tiamina pode gerar alterações metabólicas. A ação da tiamina difosfato no piruvato desidrogenase resulta em prejuízo na conversão do piruvato para acetil- CoA, portanto há diminuição na entrada de piruvato no ciclo do ácido cítrico e, então, se não ocorre a conversão do piruvato em acetil-CoA, o ciclo do ácido cítrico não pode produzir elétrons para a fosforilação oxidativa, o que resulta em déficit energético que, no coração, se reflete em hipertrofia cardíaca congestiva. A deficiência em tiamina em indivíduos com dieta rica em carboidratos leva ao aumento das concentrações plasmáticas de lactato e piruvato, o que pode levar à acidose lática, com ameaça a vida. E ainda, a enzima transcetolase sofre redução de atividade o que torna o indivíduo mais vulnerável a lesões. Prevenção de doenças Estudos tem apresentado resultados que a tiamina é importante na prevenção de catarata e prevenção de agravamento de diabetes mellitus tipo I e II (em picos de glicemia, os rins são utilizados como sistema tampão, dessa forma, elimina- se mais urina e junto a essa urina, vitamina B1), e estudos mostraram que pacientes de diabetes mellitus possuíam baixa quantidade de tiamina. No entanto, faz-se necessários estudos mais complexos para determinar a relação da vitamina com o desenvolvimento dessas patologias. Como as síndromes clínicas da deficiência de tiamina apresentam distúrbios crônicos, a tiamina vem sendo estudada como mecanismo de melhora nos quadros de doenças de Alzheimer e já se descobriu que os níveis de TPP e TMP são baixos em portadores de Alzheimer, além disso, há evidências que pessoas com Alzheimer apresentam uma diminuição da atividade de enzimas dependentes de TPP. Pacientes com câncer, geralmente, recebem suplementação de tiamina, no entanto, estudos recentes mostraram que a deficiência de tiamina foi observada em alguns pacientes com câncer com tumores de rápidos crescimento, dessa forma, analisa-se a possibilidade de tumores malignos se alimentarem de tiamina e, com isso, sofrer um aumento no seu ritmo de crescimento. Além disso, a vitamina B1 aumenta a concentração, melhora a transmissão de dos neurotransmissores, auxilia na adaptação neural durante o exercício físico e auxilia no controle das cólicas. Toxicidade A suplementação de tiamina pode ser feita através de complexos multivitamínicos orais. Não há evidências de efeito tóxico da tiamina, embora altas doses por via parental são associadas com depressão respiratória em animais e choque anafilático em humanos. Hipersensibilidade e dermatite de contato são documentadas em trabalhadores da área farmacêutica que manuseiam a tiamina. A absorção da tiamina é limitada, não podendo ser absorvida mais do que 2,5mg em uma única dose. Efeitos colaterais são observados mediante a ingestão de doses diárias maiores que 400mg (náuseas, vômitos, prurido, urticária e hemorragia digestiva).
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