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1 O USO DE ANTIOXIDANTES NO COMBATE AOS RADICAIS LIVRES Mariana Silva Sartorello Natália Romero Pissinatto Valéria Ap. Vieira da Silva Vanessa Puerta Prof. Orientadora: Neila C. Moura Prof. Colaboradora: Marisa Natalina Furlan Sega RESUMO Radicais livres são moléculas desestabilizadas que, ao se ligarem com células humanas saudáveis, causam o estresse oxidativo, fazendo com que elas deixem de existir e o indivíduo venha a ter diversos problemas para a sua saúde, como Alzheimer, Síndrome de Down ou até mesmo esquizofrenia. É de grande importância que a população conheça tais danos e compreenda que o consumo de antioxidantes, presentes em determinados alimentos, podem protegê-la desses efeitos nocivos. Para este estudo de revisão bibliográfica, a ferramenta utilizada foi o banco de dados do Google Acadêmico, que conta com diversas teses e trabalhos acadêmicos. No presente trabalho, abordou-se sobre os radicais livres, seus efeitos na saúde humana, a ação dos antioxidantes e suas classificações. Concluiu-se que o consumo de vitaminas A, B, C e E, podem contribuir para uma vida mais saudável, assim como a prática de exercícios físicos regulares e a exclusão de tabaco e outros químicos. PALAVRAS–CHAVE: Antioxidantes; Radicais Livres; Doenças; Alimentos; Saúde. 1. INTRODUÇÃO Os radicais livres (RLs), também chamados de agentes óxido-redutores, estão presentes na respiração, alimentação e, portanto, no organismo. São moléculas altamente instáveis e reativas, que, em excesso, podem causar doenças degenerativas, envelhecimento e morte celular (VASCONCELOS et al., 2014). Com isso é necessário o uso de antioxidantes, que de acordo com Fani (2015) são constituídos por vitaminas, minerais e enzimas que bloqueiam o efeito danoso dos radicais livres. 2 A formação de óxido-redutores ocorre naturalmente no organismo de todos seres vivos, devido à exposição ao oxigênio molecular (SAMPAIO; ALMEIDA, 2009). Esses agentes são gerados endogenamente como consequência direta do metabolismo do O2 (Oxigênio) e também em situações não-fisiológicas, como a exposição da célula a compostos químicos estranhos ao organismo humano (pesticidas agrícolas, inseticidas, plásticos, produtos de limpeza e fármacos) que provocam a redução incompleta de O2 (FERREIRA; MATSUBARA, 1997). A relevância desse tema está em discutir sobre o efeito acumulativo dos radicais livres no corpo humano, seus efeitos deletérios à saúde bem como orientar sobre formas de combater a produção descontrolada dessas substâncias. Além disso, é necessário alertar a população quanto à existência de antioxidantes, como as vitaminas C, E e A, os flavonoides e os carotenoides, presentes naturalmente em muitos alimentos, como frutas e vegetais. O presente estudo teve como objetivo explicar o malefício de substâncias altamente reativas, os radicais livres, na saúde humana. Além disso, apresentar o uso de antioxidantes, substratos heterogêneos formados por vitaminas, minerais e pigmentos naturais como bloqueadores do efeito danoso dos radicais livres. E, a partir desses dois princípios, estabelecer e estudar a relação radical livre-antioxidante, uma vez que o estresse-oxidativo pode provocar consequências prejudiciais à saúde do indivíduo. O material apresentado teve como apoio o uso exclusivo de revisão bibliográfica, tendo seus princípios baseados na leitura de informações de sites especializados, livros acadêmicos, monografias, revistas cientificas e dissertações. A pesquisa iniciou-se em fevereiro/2019 com término previsto para dezembro/2019. 2. DESENVOLVIMENTO 2.1 Radicais livres e suas classificações Os radicais livres são moléculas altamente reativas que podem interferir em reações normais do organismo causando alterações. São substâncias formadas através da ação catalítica de enzimas durante a transferência de 3 elétrons internamente no organismo. Sua instabilidade se dá pelo desemparelhamento de seus elétrons (fatores endógenos) ou pela exposição aos fatores exógenos (medicamentos, má alimentação, tabagismo, etc.) (SILVA; RIBEIRO; CHAVES, 2009) Segundo Ferreira e Matsubara (1997), os mecanismos de geração de radicais livres ocorrem, normalmente, nas mitocôndrias, a principal fonte geradora de radicais livres, nas membranas celulares e no citoplasma. Tais mecanismos podem, especialmente, ser favorecidos pelos íons ferro, cobre e ácidos graxos poli-insaturados. Os íons ferro e cobre são muito ativos em reações de óxido-redução capacitando-os como potentes aceleradores das reações de geração de radicais livres. A participação desses metais se dá por meio da reação do H2O2 (peroxido de hidrogênio). Na sequência, estes íons catalisam a reação entre o H2O2 e o radical O2 (oxigênio) a fim de gerar o radical OH (hidroxila). Além dos processos metabólicos provenientes da respiração aeróbica, fatores externos podem contribuir para a formação de radicais livres nos organismos (NASCIMENTO, 2018). De acordo com Sinhorini (2019) a formação exógena ocorre devido à radiação ultravioleta, ao raio X, à radiação gama em alimentos, aos fatores ambientais - como a poluição ambiental, resíduos de pesticidas presentes nos alimentos cultivados em grandes quantidades e que abastecem as grandes cidades - e nas substâncias presentes em alimentos e bebidas (aditivos químicos, hormônios, entre outros). 2.2 Doenças relacionadas aos radicais livres De acordo com Vasconcelos et al. (2014), a formação dos radicais livres ocorre espontaneamente no organismo de todos os seres vivos, devido à exposição ao oxigênio molecular cujos prejuízos variam de acordo com fatores endógenos e exógenos, o que resulta em uma alta taxa de radicais livres úmeros malefícios à saúde dos indivíduos. 4 2.2.1 Doenças neurodegenerativas Sob condições fisiológicas normais, há um equilíbrio entre a formação de espécies reativas de oxigênio e sua eliminação pelo sistema oxidante. Quando há um desequilíbrio entre produção e eliminação com tendência para predomínio de produção, diz-se que existe o estresse oxidativo (PORTO, 2001), o que aumenta a produção anormal de espécies reativas no organismo. Algumas partes do cérebro são vulneráveis ao estresse oxidativo, o que pode acarretar inúmeras doenças como Alzheimer, Esquizofrenia, Síndrome de Down, entre outras. 2.2.2 Alzheimer De acordo com Smith (1999), o Alzheimer é uma doença neurodegenerativa irreversível de aparecimento traiçoeiro, que acarreta perda da memória e diversos distúrbios nos indivíduos, com ocorrência a partir dos 60 anos. Sua causa está relacionada a fatores genéticos, a agentes etiológicos (bactérias, vírus e protozoários etc.), à toxicidade a agentes infecciosos, ao alumínio, a radicais livres de oxigênio, a aminoácidos neurotóxicos e à corrência de danos em microtúbulos e proteínas associadas. Para Oliveira et al. (2005), os sintomas do estado inicial da enfermidade podem passar despercebidos pelo paciente e seus familiares. Dificuldades para lembrar de algo e problemas para se relacionar estão presentes nesse estágio. Todavia, com a progressão da doença os sintomas passam a ser mais notórios e começam a interferir cada vez mais na vida do enfermo. As perturbações de comportamento, típicas dessa doença, podem ter consequências na alimentação dos doentes podendo estes apresentar dificuldades não só de locomoção, mas também na realização de atividades cotidianas como cozinhar, utilizar a louça, cortar os alimentos, descascar os legumes e frutas, mastigar e engolir (OLIVEIRA et al.,2005). De acordo com o Programa Nacional para a Promoção da Alimentação Saudável (2015), pessoas que possuem Alzheimer têm maior risco de 5 desnutrição energético-proteica, além de apresentarem baixos níveis de micronutrientes e ácidos graxos essências.É comum que indivíduos acometidos por essa doença apresentem deficiências em vários nutrientes, incluindo selênio, fibra, ferro, vitaminas C, K e E como também vitaminas do complexo B. É importante ressaltar que todos esses nutrientes podem possuir função protetora para as pessoas sadias e auxiliar aquelas que estão em tratamento do Alzheimer. 2.2.3 Esquizofrenia A esquizofrenia é conhecida como uma das doenças psiquiátricas mais graves e desafiadoras. É definida como uma síndrome clínica complexa que compreende manifestações psicopatológicas variadas de - pensamento, percepção, emoção, movimento e comportamento (OLIVEIRA et al., 2012). De acordo com Akil e Weinberger (2000), apud Silva (2004), existem estudos sugerindo que alguns casos da doença estão relacionados diretamente com a vida intrauterina. Isso porque, nessa fase do desenvolvimento, a falta de oxigênio, iodo, glicose e ferro pode provocar problemas na formação do sistema nervoso central do feto. Conforme Ramos e Hübner (2004), os sintomas que o paciente pode apresentar têm duração de pelo menos um mês, como: delírios, alucinações, disfunção no trabalho, desordem no humor etc. O tratamento da enfermidade pode ser feito por meio de medicamentos (neurolépticos) como uma forma de aumentar os efeitos terapêuticos no paciente. Além disso, ainda é possível aliar ao medicamento, a terapia psicológica, social e ocupacional para a obtenção de melhores resultados. 2.2.4 Síndrome de Down A Síndrome de Down (SD) é uma anormalidade. Trata-se de uma desordem cromossômica que se caracteriza pela trissomia do cromossomo 21, ou seja, os sindrômicos apresentam três cromossomos 21, ao invés de dois (PUESCHEL, 1993). 6 Além do comprometimento intelectual e atrasos no desenvolvimento, a Síndrome de Down pode ainda causar problemas cardíacos, diminuição do tônus muscular, problemas de audição e visão, alterações na coluna cervical, distúrbios da tireoide, problemas neurológicos, obesidade e envelhecimento precoce. De acordo com Nunes et al. (2016) apud Dantas et al. (2018), crianças com a patologia apresentam deficiência em micronutrientes como cálcio, ferro, zinco, vitamina A e vitamina E, e mesmo que consumam alimentos de origem vegetal, os portadores dessa síndrome podem apresentar deficiência de vitaminas e minerais. 2.3 Antioxidantes Os antioxidantes são um conjunto de substâncias heterogêneas formadas por vitaminas, minerais, pigmentos naturais e outros compostos vegetais e, ainda, enzimas, que bloqueiam o efeito danoso dos radicais livres. O termo antioxidante significa “que impede a oxidação de outras substâncias químicas, que ocorrem nas reações metabólicas ou por fatores exógenos, como as radiações ionizantes” (FANI, 2015, p.37). Segundo o autor, o conhecimento da prevenção à oxidação por gorduras e alimentos gordurosos originou-se com estudos durante a I Guerra Mundial. Atualmente centenas de compostos têm sido propostos para inibir a deterioração oxidativa das substâncias oxidáveis. 2.3.1 Classificação Os antioxidantes podem ser classificados em “primários, sinergistas, removedores de oxigênio, biológicos, agentes quelantes e antioxidantes mistos” (FANI, 2015, p.37) Os antioxidantes primários são compostos fenólicos que, como afirma Felipe (2015), são estruturas químicas presentes em pequenas quantidades em alimentos de origem vegetal, as quais podem exercer efeitos preventivos e/ou curativos em distúrbios fisiológicos no ser humano devido a sua ação antioxidante não enzimática. Essa ação promove a remoção ou inativação dos 7 radicais livres formados durante a iniciação ou propagação da reação, por intermédio da doação de átomos de hidrogênio a estas moléculas. Os antioxidantes primários agem juntamente com os sinergistas potencializando a atividade dos antioxidantes primários, quando usados em combinação adequada, como descrito por Fani (2015). Já os removedores de oxigênio são compostos que atuam capturando esse elemento presente no meio, através de reações químicas estáveis, tornando-o, consequentemente, indisponível para atuar como propagador da autoxidação (RAMALHO; JORGE, 2006). De acordo com Serrano (2017), os antioxidantes biológicos incluem várias enzimas, como a glucose oxidase. Estas substâncias podem remover oxigênio ou compostos altamente reativos dos alimentos. Os agentes quelantes têm como finalidade a formação de quelatos, ou seja, complexos hidrossolúveis nos quais o íon metálico é envolvido por ligações covalentes do agente quelante. Os mais comuns são ácido cítrico e seus sais, fosfatos e sais de ácido etileno diamino tetra acético (EDTA). (COUTINHO et al., 2018) Os antioxidantes mistos incluem compostos de plantas e animais que têm sido amplamente estudados como antioxidantes em alimentos. Entre eles estão “várias proteínas hidrolisadas, flavonoides e derivados de ácido cinâmico” (ácido caféico) (FANI, 2015, p. 37) 2.4 Nutrientes Antioxidantes O corpo humano é responsável por produzir alguns tipos de antioxidantes, dentre eles a glutationa e o Ácido Alfa-Lipóico (ALA). Segundo Schuler (2019), a glutationa é o antioxidante mais poderoso produzido pelo organismo. O que a torna tão especial é a capacidade que ela possui de potencializar a ação de outros antioxidantes, como vitaminas C e E. Sua principal função é proteger as células de dano oxidativo e peroxidativo, além de ser essencial para a desintoxicação, utilização de energia e a prevenção de doenças atreladas ao envelhecimento. Ao longo dos anos a capacidade do corpo produzir glutationa diminui, porém existem nutrientes que podem estimular a produção deste 8 antioxidante, como por exemplo, proteína e curcumina, alimentos como leite, abacate, ovos e muitos outros. O Ácido Alfa Lipóico (ALA) é uma coenzima antioxidante muito eficaz, pois, além de combater os radicais livres presentes na pele, nos músculos e na gordura, também regenera os antioxidantes oxidados (CAVALCANTI, 2006). O ALA é o único antioxidante que chega ao cérebro oferecendo benefícios para pessoas com doenças cerebrais. Ele também tem a capacidade de regenerar outros antioxidantes, como vitaminas C, E e a glutationa. Isso significa que, quando o corpo elimina esses antioxidantes, o ALA ajuda no processo de recriá- los (SCHULER, 2019). Como afirma Fani (2015), além do ALA e da glutationa, há os antioxidantes que são encontrados em determinados alimentos como a vitamina C, também conhecida como ácido ascórbico, solúvel em água e encontrada na laranja e no limão, por exemplo. Sendo assim, essa vitamina procura por radicais livres que estão em um meio aquoso (líquido), como o que está dentro das células. A vitamina C funciona sinergicamente com a vitamina E para eliminar os radicais livres. Segundo Stuppiello (2019), outra substância presente em alimentos que atua contra os radicais livres é o betacaroteno, que pode ser convertido em vitamina A (retinol) ou agir como um antioxidante para ajudar a proteger as células dos efeitos nocivos dos radicais livres. Cerca de 50% da vitamina A no corpo vêm da ingestão de betacaroteno, por isso ele é chamado de "provitamina A", ou seja, o betacaroteno é um precursor para a produção de vitamina A no organismo. O selênio é um mineral essencial que precisa ser consumido em pequenas quantidades e sem o qual o organismo não sobrevive. Ele forma o centro ativo de várias enzimas antioxidantes, incluindo a glutationa. Similar ao selênio, os minerais manganês e zinco são microelementos que formam uma parte essencial das várias enzimas antioxidantes (SOUZA, 2019). Segundo Aguiar, Oliveira e Carnib (2014), o selênio é efetivo em eliminar a ativação de vias pró-inflamatórias, por meio da quelação das moléculas de radicais livres. Na pele, o selênio está presente como parte da peroxidase da glutationa,que partilha o papel principal na defesa celular contra o estresse oxidativo. 9 2.4.1 Antioxidantes naturais Segundo Fani (2015), do ponto de vista químico, os antioxidantes são compostos aromáticos que contêm, no mínimo, uma hidroxila. Podem ser sintéticos, amplamente utilizados pela indústria alimentícia, ou naturais, substâncias bioativas, que fazem parte da constituição de diversos alimentos. Os antioxidantes não enzimáticos, em sua maioria, são exógenos, ou seja, necessitam ser absorvidos pela alimentação apropriada. São divididos em: vitaminas lipossolúveis (vitamina A, vitamina E, betacaroteno); vitaminas hidrossolúveis (vitamina C, vitaminas do complexo B); os oligoelementos (zinco, cobre, selênio, magnésio etc.) e os bioflavonoides (derivados de plantas) (KUSS, 2005). Entre os antioxidantes naturais mais utilizados na indústria estão os tocoferóis, os ácidos fenólicos e os extratos de plantas, como alecrim e sálvia. (FANI, 2015). O efeito antioxidante do alecrim deve-se, principalmente, à capacidade dos constituintes fenólicos de doar hidrogênio para o radical livre, formando radicais estáveis (RAMALHO; JORGE, 2006). Segundo Bianchi e Antunes (1999), as vitaminas E (arroz integral, amendoim), C (laranja, morango) e o β-caroteno (mamão, cenoura) são consideradas excelentes antioxidantes, capazes de sequestrar os radicais livres com grande eficiência. Conforme Couto e Canniatti-Brazaca (2010), a maioria dos antioxidantes presentes em citros é a vitamina C, a qual proporciona proteção contra a oxidação descontrolada, devido ao seu alto poder redutor. Mais de 85% da vitamina C é encontrada em frutas e hortaliças. Nesse sentido, a vitamina C é considerada o antioxidante hidrossolúvel mais importante no organismo (OLIVEIRA et al., 2011). De acordo com Oliveira et al. (2011), os antioxidantes mais abundantes da alimentação são os compostos fenólicos, tais como os flavonoides, encontrados em alimentos como brócolis, salsa, couve. 10 2.4.2 Antioxidantes sintéticos O butil-hidroxi-anisol (BHA), butil-hidroxi-tolueno (BHT), terc-butil- hidroquinona (TBHQ) e propil galato (PG) são os antioxidantes sintéticos mais utilizados na indústria de alimentos (RAMALHO; JORGE, 2006). Segundo Fani (2015), o antioxidante sintético PG tem baixo potencial para estabilizar alimentos fritos, massas assadas e biscoitos preparados com gorduras. O TBHQ é um pó cristalino branco e brilhoso considerado o melhor antioxidante para óleos de fritura, pois resiste ao calor e proporciona uma excelente estabilidade para os produtos acabados. Como afirma Ramalho e Jorge (2006), O BHA, como a maior parte dos antioxidantes fenólicos, tem eficiência limitada em óleos insaturados de vegetais ou sementes. Apresenta pouca estabilidade a elevadas temperaturas, mas é efetivo no controle de oxidação de ácidos graxos de cadeia curta, como aqueles contidos em óleo de coco e palma. O BHT “possui propriedades similares ao BHA, porém, enquanto o BHA é um sinergista para propilgalatos, o BHT não é” (FANI, 2015, p. 38). 3. CONCLUSÃO Com esse trabalho de revisão de literatura, concluiu-se que os radicais livres são moléculas altamente reativas e que fatores tanto internos quanto externos podem contribuir para a sua formação no organismo causando, assim, o estresse oxidativo, responsável por provocar diversas doenças neurodegenerativas como Alzheimer, Síndrome de Down e Esquizofrenia. Observou-se ainda que os antioxidantes são um conjunto de substâncias formadas por vitaminas, minerais, pigmentos naturais e enzimas que bloqueiam o efeito danoso dos radicais livres. São classificados em primários, sinergistas, removedores de oxigênio, biológicos, agentes quelantes e antioxidantes mistos. Verificou-se que o corpo humano é responsável por produzir alguns tipos de antioxidantes, dentre eles a glutationa e o Ácido Alfa-Lipóico (ALA). Há também os antioxidantes encontrados em alimentos que são fontes de vitaminas C, E e B. Além desses, há o betacaroteno, outra substância presente em alimentos e 11 que pode ser convertido em vitamina A (retinol). Outro potente antioxidante é o selênio, um mineral que forma o centro ativo de várias enzimas antioxidantes, incluindo a glutationa. Similar ao selênio, os minerais manganês e zinco são microelementos que formam uma parte essencial das várias enzimas antioxidantes. E, por fim, há os antioxidantes sintéticos como o BHA, BHT, PG e TBHQ, muito utilizados pela indústria de alimentos. REFERÊNCIAS AGUIAR, Aglaine de Oliveira; OLIVEIRA, Bárbara Bruna Rodrigues de; CARNIB, Lunna Paula de Alencar. Efeito dos antioxidantes vitamina C e selênio em pacientes queimados: uma revisão bibliográfica. Revista Brasileira de Queimadura. Teresina, PI, v. 13. n. 2, p. 62-66, agosto 2014. Disponível em: www.rbqueimaduras.com.br/export-pdf/197/v13n2a03.pdf. Acesso em: 07 de agosto de 2019. BIANCHI, Maria de Lourdes Pires; ANTUNES, Lusânia Maria Greggi. 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Nome RG Assinatura Mariana Silva Sartorello 54.711.331-6 Natália Romero Pissinatto 55.565.427-8 Valéria Aparecida Vieira da Silva 54.400.018-3 Vanessa Puerta 56.730.795-5 Ciência do professor responsável Nome Assinatura Data Neila Camargo de Moura 16
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