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Vitaminas As vitaminas são substâncias orgânicas, presentes em pequena quantidade nos alimentos naturais, essenciais no metabolismo normal e cuja carência na alimentação pode causar doenças. - Existem 13 diferentes vitaminas - Relacionadas ao metabolismo células - Necessárias em pequenas quantidades (as vezes em µg) Distinguem-se dos micronutrientes por: - Não serem catabolizadas a Co2 - Não fornecerem energia - Não são utilizadas em caráter estrutural CLASSIFICAÇÃO Lipossolúveis - Absorção junto a alimentos que contém lipídios - Carreadas na corrente sanguínea normalmente ligadas a lipídios - Se ingeridas em quantidade maior que o recomendado (ultrapassando a UL), podem ser tóxicas para o nosso organismo com mais facilidade que as hidrossolúveis, pois não são excretadas tão facilmente. - A, D, E e K - Maior estabilidade em relação ao processamento de forma geral (são mais estáveis que as hidrossolúveis) Vitamina A: Retinol Vitamina D: Calcitriol Vitamina E: Tocoferol Vitamina K: Filoquinona Hidrossolúveis - Se perdem com mais facilidade, pois podem migrar para a água de cocção nos processos de preparação dos alimentos - Em geral, não são estocadas em grande quantidade Complexo B: B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12 Vitamina C B1: Tiamina B2: Riboflavina B3: Niacina B5: Ácido pantotênico B6: Piridoxina B7: Biotina B9: Folacina B12: Cianocobalamina Vitamina C: Ácido Ascórbico Local de absorção A absorção de vitaminas se inicia no jejuno, primeiro pelas hidrossolúveis e mais pro final do jejuno e início do íleo as lipossolúveis são absorvidas. - A vitamina B12 é absorvida no final do íleo - No cólon pode haver também a absorção da vitamina K sintetizada por bactérias no intestino, biotina (B7) e ácido pantotênico (B5) VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS: ADEK Vitamina A Onde encontrar? - Em alimentos de origem animal encontramos vitamina A - Em alimentos de origem vegetal podemos encontrar os carotenoides, que são precursores de vitamina A Formas de vitamina A Retinol Retinal (retinaldeido) Ácido Retinóico Precursor de vitamina A - Carotenoides Mais eficiente: B-Caroteno Biocoversão: β-Caroteno (suplemento) - 2m → Retinol (1mg) β-Caroteno (dietético) - 12 mg → Retinol (1mg) β-Criptoxantina e a-caroteno (dietéticos) - 24mg --> Retinol (1mg) Digestão, absorção e armazenamento Ésteres de retinila (lipase pancreática → Ésteres de retinila → Quilomícrons → Fígado (principalmente) → Depósito (pequena parte no Rim e olho) Carotenoides + caroteno oxigenase → Ésteres de retinila → Quilomícrons → Fígado → Depósito 40 a 50% da vitamina absorvida é armazenada no fígado, 40% é excretada. Metabolismo: Ésteres de retinila (fígado) → Células - retinol (ela é carreada do fígado para as células pela proteína ligante holo-RBP) → Retinal e retinaldeido (ácido retinóico - forma mais ativa da vit. A) Funções da vitamina A - Visão noturna Retinol → Retinol-trans →Retinal-trans → 11-cis-retinal 11-cis-retinal + Opsina → Rodopsina (olho) Rodopsina é quebrada quando incide energia luminosa → Excita o nervo ótico Deficiência de vit. A: diminuição do retinol circulante → Reconstituição lenta da rodopsina → Cegueira noturna (distúrbio funcional mais precoce da hipovitaminose A) Diferenciação celular: Formação do tecido epitelial - pele e revestimento interno Ex: Células da mucosa amadurecidas → Muco (proteção) → Na deficiência de vitamina A - Morte dos células da mucosa e substituição por células que produzem queratina → superfície seca, quebradiça e vulnerável à infecções. Vitamina A na lágrima: → Diferenciação celular e integridade estrutural - Deficiência de vitamina A leva a diminuição na produção de muco, deixando as córneas ressecadas (xerose) → Manchas de bitot (fragmentos celulares) - Ceratomalácia e ulceração (irreversível) - Pulmões, vagina, trato urinário → aumento no risco de infecções. Síntese de hormônios - Progesterona e estrogênio Desenvolvimento do tecido ósseo - Remodelação óssea - Ativação dos osteoclastos e da reabsorção óssea - Processo de formação óssea Imunidade - Diferenciação, crescimento e função de neutrófilos, células natural killer (NK), monócitos e linfócitos T e B, modulação da resposta de células fagocitárias, estímulo à fagocitose, expressão de citocinas e produção de imunoglobulinas. A deficiência em vitamina A - É prevalente em todo mundo - quase 1/3 das crianças menores de cinco anos de idade, países de baixa e média renda. - Brasil: Problema de saúde pública - Programa nacional de suplementação de vitamina A - Ministério da saúde – 2005 - Complementação de crianças de 6 a 59 meses e mulheres no puerpério imediato com megadoses de vitamina A Fontes de vitamina A Atenção: Vitamina A é toxica, cuidado com fontes que contém muita (fígado por exemplo) Recomendações de vitamina A Vitamina D - Produzida pela irradiação ultravioleta na pele - Considerada um hormônio, porque é produzida na pele e tem ação em outros órgãos. - Ergocalciferol (origem vegetal) e colecalciferol (origem animal) são precursores de vitamina D. Provitamina D e Vitamina D ativa. No vegetal: pró vitamina D2 (Ergocalciferol) Na nossa pele: Pró vitamina D3 (desidroxicolesterol) Incidência da luz solar Provitamina D2 → Vitamina D2 (calciferol) Provitamina D3 → Vitamina D3 (colecalciferol) Funções: 1. Manter a homeostase de cálcio no nosso organismo - No fígado, a vitamina D produzida ou ingerida recebe uma hidroxila, sendo convertida em 25-hidroxicolecalciferol - Nos rins ela recebe mais uma hidroxila, sendo convertida em 1,25- deidrocolecalciferol (totalmente ativa, também denominada calcitriol), pela ação do paratormônio -Calcitriol atua nos ossos e intestino, aumentando a concentração de Ca no plasma. Ossos: Reabsorção de cálcio (saída de cálcio do osso) Intestino: Absorção de cálcio (absorção do cálcio presente nos alimentos) - Reabsorção de cálcio nos rins, diminuindo a perda de Ca na urina Aumento de Ca no plasma é autorregulado - Quando o Ca no plasma está em níveis normais, há uma redução na ativação da vitamina D pela ação do paratormônio. - A produção de paratormônios é diminuída quando o nível de Ca no plasma está normalizado. - A vitamina D ativa atua na mucosa intestinal, promovendo a absorção por várias formas. 1. Aumenta o número de canais de cálcio na membrana 2. Aumenta a quantidade de proteínas transportadoras de cálcio (calmodulina e calbindina) no citoplasma. 3. Aumenta a quantidade de Ca-ATPase na membrana basolateral 4. Aumenta ainda a permeabilidade da junção intercelular de cálcio, estimulando assim a absorção passiva do íon. Vitamina D e câncer - Inibição da angiogênese em torno das células cancerosas - Promoção da apoptose em células velhas ou anormais - Inibe a capacidade de invasão de células cancerosas, metástases e proliferação. Vitamina D e doenças cardiovasculares Vitamina D e diabetes - Vitamina D tem ação no pâncreas, no tecido adiposo, no músculo e no sistema imune - No pâncreas, leva ao aumento da secreção de insulina - No tecido adiposo, aumenta a sensibilidade à insulina - No musculo, aumenta a sensibilidade a insulina - No sistema imune, diminui os componentes da inflamação relacionados ao diabetes Fatores de risco para deficiência de vitamina D - Pouca exposição à luz solar (roupas, protetor solar, confinamento, inverno) - Pele escura - Envelhecimento - Doenças do trato gastrointestinal - Fontes alimentares inadequadas - Má absorção de gorduras - Doença hepática - Insuficiência renal - Pacientes sem vesícula biliar absorvem menos vitamina D Hipovitaminose - Raquitismo (crianças)• Pernas em arco, peito de pompa e elevação frontal do crânio - Osteomalácia (adultos) • Doenças crônicas não transmissíveis Fontes alimentares Recomendações Vitamina E 8 compostos A: α- tocoferol B: β- tocoferol C: γ- Tocoferol D: δ- tocoferol E: α- tocotrienol F: β- tocotrienol G: γ- tocotrienol H: δ- tocotrienol • Esses compostos vão diferir quanto a presença do grupo metil no anel aromático; presença de insaturações • É o α-tocoferol que supre as necessidades humanas de vitamina E. - As outras formas são pouco reconhecidas pela proteína transportadora de α-tocoferol. - Quando a gente ingere as diferentes formas de vitamina E, pensando principalmente no α-tocoferol, elas vão sofrer ação das enzimas tocoferases do pâncreas. - Enzima tocoferase libera o ácido graxo do tocoferol (ésteres de tocoferóis), convertendo-os em tocoferóis livres. - Tocoferol livre é emulsificado junto com os lipídios pelos sais biliares, formando micelas e é absorvido passivamente pelos enterócitos - Tocoferol se reesterifica com ácidos graxos novamente formando ésteres de tocoferol, é incorporado aos quilomícrons e são levados pelos vasos linfáticos (pela VLDL) até a circulação sistêmica. Funções da vitamina E • Antioxidante: - O alfa tocoferol é o melhor antioxidante lipofílico biológico, - Ele gera defesa contra lesões oxidativas, por ser lipossolúvel, mantendo a integridade de membranas celulares (AGPI). - Evita peroxidação da LDL, evitando a formação de placas de ateroma - Auxilia na atividade da vitamina A e C por evitar sua oxidação e consequente perda da atividade no TGI. Deficiência de vitamina E - Oxidação pronunciada da membrana celular, promovendo, por exemplo, uma maior aderência da LDL ao vaso sanguíneo. - Formação de catarata - Influencia no início do processo cancerígeno • Toda situação que leva a um processo oxidativo acentuado, por exemplo, a atividade física, a ingestão de componentes antioxidantes deve ser aumentada, para neutralizar os radicais livres. Toxicidade - Seres humanos e animais são capazes de tolerar altas doses de vitamina E, contudo, isso pode diminuir a disponibilidade de outras vitaminas lipossolúveis. - Não é recomendado ingerir grandes quantidades de vitamina E diariamente. Fontes alimentares: Recomendação: Vitamina K - Fator anti-hemorrágico porque participa de processos de coagulação sanguínea Função: - Conversão de glutamato a carboxiglutamato, importante para que proteínas da coagulação sanguínea consigam participar da coagulação sanguínea. Fatores de coagulação sanguínea que possuem carboxiglutamato ✓ II (protrombina) ✓ VI ✓ IX ✓ X ✓ Protrombina ativa - Formação Óssea • Formação da osteocalcina, produzida pelos osteoblastos durante a formação óssea e é a principal proteína no osso não colágena • Seu exato papel não é claro, é provável que a função como regulador da maturação óssea mineral. PROPRIEDADES - Grupo das quinonas - K1 (menaquinona) sintetizada por bactérias no intestino - K2 (menaquinona) sintetizada por bactérias no intestino - K3 (menadiona) - Sintética e hidrossolúvel - Vit. K1 e K2 requerem sais biliares para serem absorvidas Metabolismo • Absorção: 40 a 80% • Transportada por quilomícrons e armazenada no fígado (como todas as lipossolúveis). • Carreada do fígado para as células pela VLDL • Armazena em baixas quantidades • 50% no fígado e 50% nas células Deficiência - Doença hemorrágica em recém nascidos - Aumento do tempo de coagulação sanguínea Causada por - Ausência de vegetais verdes na dieta - Antibióticos - Absorção prejudicada de lipídios - Doença celíaca, esteatorréia, icterícia obstrutiva (diminuição da excreção de bile) Recomendação Vitaminas Hidrossolúveis: Vitamina B1 (tiamina) Forma ativa: Tiamina Pirofosfato Absorção: - Tiamina fosforilada (origem animal) ou livre (origem vegetal) é ingerida Piruvato →Acetil-CoA Cetoglutarato → L-Glutamato - Tiamina é absorvida no duodeno por difusão passiva, quando há em grande concentração e ativa quando há menor concentração. - Tiamina livre é fosforilada através da Tiamina pirofosfoquinase na mucosa intestinal, sendo convertida em tiamina pirofosfato - A TTP é transportada para os tecidos e para o fígado através da albumina - A quantidade máxima de tiamina absorvida por dia é de 5mg/dia - O transporte ativo é inibido pelo consumo de álcool e pela deficiência de folato - Maior concentração dela está no fígado, rins e cérebro - Concentração no organismo: 30mg - Meia vida biológica: de 9 a 18 dias Funções da tiamina: - Descarboxilação oxidativa - Reações da transcetolase na via da pentose fosfato, fornecendo ribose para síntese de nucleotídeos e ácidos nucleicos - Síntese de ácidos graxos: Redução de NADPH - Transmissão do impulso nervoso Fontes: - A tiamina é encontrada em quantidades relativamente pequenas em uma ampla variedade de alimentos - Fontes ricas: leveduras, farelo de trigo, cereais integrais e castanhas - Fontes intermediárias: hortaliças, frutas, ovos, carne de frango, carneiro e boi No cozimento, há perda de cerca de 80% do conteúdo de tiamina dos alimentos Deficiência: - Sistema nervoso e cardiovascular - Beribéri seco e úmido Seco: Fraqueza progressiva dos músculos, atrofia muscular, confusão mental, anorexia, paralisia periférica, queda do pé. Úmido: Manifestações cardiovasculares, edema e atrofia muscular - Associado a alta ingestão de carboidratos em combinação com exercício físico extenuante - Encefalite de Wernicke com psicose korsakoff: confusão mental, dificuldade na coordenação motora e paralisia do nervo ocular (oftalmoplegia) ** Alterações são desencadeadas pela deficiência de tiamina no SNC - menor aproveitamento da glicose pela não conversão de piruvato a Acetil-CoA - degeneração da bainha de mielina das fibras nervosas e dos nervos periféricos Recomendações de tiamina Vitamina B2 (riboflavina) - Grupo de pigmentos fluorescentes amarelos denominados flavinas - 2 formas ativas: FMN (flavina mononucleotídeo) FAD (flavina adenina dinucleotídeo) Absorção, transporte e armazenamento: - Riboflavina dos alimentos ligada a adenosinas - Riboflavina é liberada desses nucleotídeos pela ação do suco gástrico - Riboflavina livre é absorvida (principalmente no duodeno) - Riboflavina no intestino recebe um nucleotídeo - Flavina mono nucleotídeo é transportada pela veia porta até o fígado - Do fígado FMN é transportada para os tecidos pela albumina ou RfBP - Nos tecidos ela recebe mais um nucleotídeo se transformando em Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD) • Em menores quantidades (nos alimentos) ela é transportada principalmente por transporte ativo sódio-dependente • Em altas concentrações, como por exemplo em forma de suplemento, ela é transportada por difusão passiva-saturável Função: - Inativação de radicais livres - Conversão de piridoxina a piridoxal-fosfato - Biossíntese de Niacina a partir de Triptofano - Participa de reações de oxirredução ** Devido a sua importância no metabolismo, os primeiros sinais de deficiência são verificados em tecidos de rápida regeneração celular, como pele e epitélios. Deficiência: Não ocorre isoladamente, mas junto com outras vitaminas do complexo B. - Neuropatia - Queilose - Glossite - Dermatite seborreica - Distúrbios oculares com prurido e ardor - Sensibilidade à luz e vascularização da córnea. Fontes: - Amplamente distribuída nos alimentos, ligadas a proteínas na forma de FMN e FAD - Principais fontes: Vegetais folhosos verdes, carnes, ovos, peixes,produtos lácteos, leveduras, farelo de trigo - Há síntese pelas bactérias do cólon, porém o aproveitamento é pequeno. Recomendações de riboflavina - Na gravidez, há maior necessidade em função da síntese tecidual aumentada e perdas na secreção do leite materno Vitamina B3 (Niacina) - Composto ativo: Nicotinamida - Síntese a partir de triptofano - Formas ativas: NADP+ e NAD+ - NAD: Reações catabólicas - NADP: Reações anabólicas * Participa da oxidação dos macronutrientes Absorção: Transporte ativo - Ácido nicotínico e nicotinamida são ingeridas e absorvidas por transporte ativo no estômago e no intestino delgado - Nicotinamida é levada para os tecidos (cérebro, rins, fígado, células sanguíneas), onde vai atuar como NAD e NADP Deficiência de niacina: Pelagra: Doença 3D - Dermatite - Demência (deficiência mais avançada - Não formação da serotonina) - Diarreia Quadro clínico: - Lesões dermatológicas em áreas de exposição ao sol - Lesões no trato digestório (glossite e estomatite) - Perturbações mentais • Populações que se alimentam a base de milho • Alcoólatras, deficiência proteica (porque o triptofano é desviado para a síntese de energia) • Pode ocorrer deficiência de vitamina B6 e riboflavina (triptofano- niacina) Fontes: - Carnes, fígado, leguminosas, leite, figo, ameixa, ovos - 60mg de triptofano - 1mg de niacina - Triptofano da dieta, em estado de deficiência, é usado para equilibrar o balanço nitrogenado Toxicidade: - Ácido nicotínico (doses moderadas): Vasodilatação - enrubescimento, queimação e coceira na pele - Doses altas (1 a 3g/dia) - hipotensão Recomendação de niacina Vitamina B5 (ácido pantotênico) - Amplamente distribuído nos alimentos - Deficiência pode causar desordens no sistema nervoso, perda e embranquecimento de cabelo em animais escuros e úlceras no TGI. - Não é comum deficiência de B5 nos alimentos Metabolismo: - Ingerimos, incorporado a coenzima A, fazendo parte da sua estrutura - No intestino, ele sofre ação da pirofosfatase e fosfatase, liberando o ácido pantotênico e β-mercaptoeliamina - Ácido patotênico e β-mercaptoeliamina são absorvidos por ação de transportadores específicos, independente da concentração na dieta Ácido Pantotênico é parte da coenzima A Coenzima A: - Metabolismo de glicídios - Metabolismo de proteínas - Liberação de energia dos CHO • Síntese de aminoácidos, ácidos graxos, colesterol, fosfolipídios e hormônios esteroides. • Essencial para a formação de porfirina-hemoglobina Fontes: - Levedura, fígado, rim, coração, salmão e ovos; - Brócolis, couve-flor, cogumelos, carne de porco, língua de boi, amendoins, trigo, centeio e farinha de soja - Cerca da metade do ácido pantotênico perde-se durante a moagem dos grãos, o que constitui prejuízo na dieta normal. - As frutas são relativamente pobres dessa vitamina Recomendação Vitamina B6 (piridoxina) Se encontra de 3 formas no alimento, sendo elas igualmente eficazes - Álcool (piridoxina) - Aldeído (piridoxal) - Amina (piridoxamina) As formas ativas são as coenzimas Piridoxal-5-fosfato (PLP): Coenzima para um grande número de enzimas, particularmente aquelas que catalisam as reações envolvendo aminoácidos Piridoxina: Ocorre principalmente nas plantas Piridoxal e piridoxamina: Presentes em alimentos de origem animal Funções: Metabolismo de proteína Transaminação - Baixas concentrações de piridoxina levam a baixa atividade das transaminases Desaminação: - Remoção do grupamento amino, liberando o esqueleto de carbono Dessulfuração: - Transferência ou retirada sulfifrilas Descarboxilação: • Remoção de Co2 dos grupos COOH - Formação e metabolismo do triptofano e sua conversão para niacina - Auxilia na liberação do glicogênio hepático - Formação do tecido conjuntivo - colágeno e elastina Fontes: - Amplamente distribuída entre os alimentos de origem animal e vegetal • Amendoim, gema de ovo, banana, abacate, carnes, fígado, nozes e cereais integrais. Deficiência: - A deficiência primária não é comum - Dermatite seborreica, anemia microcítica (diminuição da taxa de hemoglobina), convulsões epiléticas, depressão e confusões e anormalidades no SNC - Aumento da homocisteína circulante levando a Doenças Cardiovasculares (DCV) Recomendação Vitamina B7 (biotina) - Ligada ao metabolismo de carboidratos e de lipídios - Ácido mono-carboxílico, estável ao calor, solúvel em água e bastante suscetível à oxidação - Está relacionada ao metabolismo da vitamina B12 e do Ácido Pantotênico - Atua como coenzima em reações de carboxilação - Participa da síntese de ácidos graxos - Metabolismo propionato e catabolismo de leucina Participação na síntese de ácidos graxos: Acetil-CoA --> Malonil-CoA (com ação da Acetil-CoA carboxilase) Metabolismo Ingestão: Biotina livre, biocitina ou peptídeo biotina - Biotina ligada a proteína vai sofrer proteólise no estômago - Biotina na sua forma livre é absorvida por transporte ativo sódio- dependente - Na corrente sanguínea ela pré transportada principalmente na forma livre, com uma pequena quantidade ligada a proteína - Biotina é armazenada no fígado - Pode ser absorvida no cólon quando produzida pela flora bacteriana Excreção: Fecal (50%) - Variável de acordo com a ingestão Excreção fecal e urinária são consideravelmente maiores que a ingestão dietética, refletindo a elevada síntese de biotina pela microbiota Fonte e deficiência - Amplamente distribuída e produzida pelas bactérias intestinais, fazendo com que sua deficiência seja rara - Leite materno e de vaca são excelentes fontes - Fígado e outras vísceras, cogumelos, amendoins, gema de ovo e determinadas frutas e vegetais são fontes abundantes - Pode ocorrer deficiência em doenças intestinais inflamatórias ou acloridria - Clara de ovo cru contém uma enzima que degrada a biotina podendo levar à deficiência Sinais: Dermatite, anorexia, glossite, hipercolesterolemia, dores musculares, depressão, mal-estar, náuseas, anemia, alterações no eletrocardiograma. Recomendação Vitamina C (ácido ascórbico) Considerações gerais - Foi descoberta no século XV, quando marinheiros e viajantes que passavam longo tempo em viagens marinhas apresentavam sangramento gengival (escorbuto) - Existe a forma reduzida e a forma oxidada - É uma vitamina instável Absorção: - Transporte ativo - 80% da vitamina C ingerida é absorvida Mecanismo de regulação de vitamina C e seus metabólitos nos rins - Se ingerimos uma grande quantidade de vitamina C o rim excreta esse excesso Transporte ativo: Rápida e eficiente em baixas concentrações de vitamina C na dieta - Quanto maior a ingestão menor a absorção Funções: - Formação de colágeno: Participa da hidroxilação da prolina e lisina (dois aminoácidos presentes no colágeno) Prolina e lisina + ácido ascórbico --> Hidroxiprolina e hidroxilisina - Aumento da absorção de ferro (em até 3x com 75mg) Outras funções: ▪ Metabolismo de fenilalanina e tirosina ▪ Ativação do ácido fólico ▪ Melhora a absorção do Fe: Fe3+ Fe2+ ▪ Antioxidante (combate de radicais livres) ▪ Participa de reações de Desaminação de proteínas ▪ Previne a redução de nitrito para nitrosamina (cancerígena) ▪ Participa da conversão de colesterol a ácidos biliares ▪ Pode estar associada à função dos leucócitos, resposta imune e reações alérgicas ▪ Síntese de Carnitina ▪ Síntese de neurotransmissores: norepinefrina, serotonina Deficiência e toxicidade - Equimoses e petéquias * Os sinais de deficiência só se desenvolvem após 4 a 6 meses de baixa ingestão (< 10mg/dia) - Escorbuto:Deficiência grave (ascorbato < 0,2 mg/100mL) Cálculo renal: > de 2g/dia Vitamina C e doenças: Câncer: - Antioxidante - Aumento da imunidade - Nitrosaminas Resfriado comum: - Diminuição do período da doença e diminuição dos sintomas Doenças cardiovasculares: - Antioxidante (evitando LDL oxidada, que pode levar à formação de placa de ateroma) - Estimula a atividade da 7-a-colesterol hidrolase - Correção positiva com HDL (ingerida em quantidades adequadas a HDL pode ser maior). Minerais: Macroelementos (necessitamos de mais que 100mg por dia): Cálcio, Fósforo, Magnésio, Potássio, Sódio, Cloro, Enxofre Microelementos: - Oligoelementos: 1-100mg/dia - Elementos traços: Menos de 1mg/dia (microgramas) - Zinco, Ferro, Magnésio, Cobre e Flúor - Ultratraços: Selênio, molibdênio, Iodo, Cromo, Boro e Cobalto • Essencialidade não comprovada: Arsênio, Níquel, Vanádio e Silício • Cobalto: Recomendações de acordo com as recomendações de vitamina B12 Composição Mineral do Corpo Humano Outros elementos essenciais: Molibdênio, Flúor, Níquel, Cobalto, Silício, Estanho, Cromo, Vanádio Provavelmente essenciais: Bário, Estrôncio, Arsênio, Cádmio, Bromo. Função desconhecida: Ouro, Prata, Boro, Alumínio, Mercúrio, Lítio, Bismuto, Gálio, Chumbo e Antimônio Cálcio: - Quinto elemento da esfera biológica - Mineral divalente mais abundante no organismo - 1,5% do peso corporal do adulto (70kg - 1,2 a 1,4 kg) - 99% do cálcio do nosso organismo está armazenado nos dentes - 1 % nos fluidos e tecidos moles - Proteínas dos ossos: Osteonectina e osteocalcina Funções do Cálcio: - Transmissão dos impulsos nervosos Ca++ promove a liberação de acetilcolina no músculo gerando contração muscular - Contração e relaxamento muscular: Atividade da actina e miosina é um processo cálcio-dependente - Mensageiro intracelular: Auxilia no desencadeamento de uma resposta celular - Um estímulo (interno ou externo) na membrana celular encontra um receptor específico - Receptor ativa a PLC (fosfolipase) - PLC leva a quebra da Fosfatidilinositol bifosfato na membrana, liberando Inositol trifosfato e diacilglicerol. - InsP3 atua na membrana do retículo endoplasmático de forma a promover a liberação de Cálcio dos estoques internos do RE - Cálcio liberado vai ser ligar à calmodulina (proteína de transporte de cálcio) - Calmodulina pode ativar a quinase, que vai fazer a fosforilação de proteínas específicas, levando à resposta celular. - Cofator para enzimas e proteínas extracelulares O Cálcio do citosol pode se ligar a várias proteínas ligadoras de cálcio, como a calmodulina, ativando as quinases celulares e outras enzimas e a troponina, regulando a contratilidade muscular - Coagulação sanguínea: Protrombina (forma inativa) + tromboplastina + Cálcio --> Trombina (forma ativa) - Formação de ossos e dentes: No osso, está na forma de cristais de apatita (hidroxiapatita): Ca10 (PO4)(OH)2 ** 40% do peso da porção mineral do osso é composto de cálcio) ** O esqueleto também é uma reserva de cálcio para manter a concentração plasmática de cálcio. Absorção de cálcio +/- 25 a 60% do lúmen intestinal Duodeno e jejuno proximal: transporte transcelular (ativo - contra o gradiente de concentração), dependente de calbindina e calbindina depende de vitamina D. ** Ocorre por meio de canais de Cálcio Íleo: Transporte paracelular ( a favor do gradiente de concentração) Cólon: Envolve as duas vias Excreção: Fezes (Cálcio endógeno): 100a150mg/dia Urina: 100-250mg/dia Suor: 15mg/dia Regulação hormonal do metabolismo de cálcio - A concentração plasmática de cálcio é mantida constante tanto no meio intra quanto no meio extracelular - Principais hormônios que controlam o metabolismo: • Paratormônio • 1,5(OH)2 D (calcitriol - forma ativa da vitamina D) • Calcitonina Outros hormônios: Glicocorticoides, hormônios da tireoide, hormônio de crescimento, insulina e estrógeno Controle hormonal do metabolismo de Cálcio - Considerando uma baixa ingestão, há uma redução do cálcio plasmático. - Redução da concentração plasmática de Ca leva ao aumento da secreção de PTH - PTH atua convertendo a vitamina D da sua forma inativa na sua forma ativa - Vitamina D ativa leva ao aumento da absorção de cálcio no intestino - PTH leva a diminuição do cálcio urinário (aumenta a reabsorção de cálcio) - Diminuição do cálcio urinário leva ao aumento da conservação do cálcio dietético - PTH leva a perda óssea, ocasionando a liberação de Cálcio para a corrente sanguínea ** Dessa forma ocorre a restauração do cálcio plasmático Controle celular da concentração de cálcio citozoico - Cálcio está sempre ligado a proteínas que promovem seu controle Formação óssea: Remodelagem óssea: - Parte orgânica (colágeno) - Parte inorgânica (minerais) - Células especializadas (osteoclastos e osteoblastos) Osteoclastos vão retirando as partes velhas dos ossos e osteoblastos sintetizam a parte que foi degradada, repondo o osso ** acontecem em conjunto - PTH acelera a ação dos osteoclastos e calcitonina inibe a quebra Desequilíbrio entre absorção e reabsorção óssea - Em níveis normais de PTH vamos ter a secreção em níveis normais de fatores locais com ação normal dos osteoclastos ativando a reabsorção promovendo a manutenção da massa óssea. - Quando há elevação do PTH há um aumento da secreção de fatores locais, ocasionando uma ação aumentada dos osteoclastos e diminuída dos osteoblastos, ocasionando uma alta reabsorção e perda de massa óssea e uma mineralização limitada dessa massa óssea. ** Equilíbrio tem que ser mantido Como avaliar o estado nutricional de cálcio - A concentração plasmática não é um bom indicador, pois há um mecanismo homeostático que irá manter essa concentração constante. ** Balanço de cálcio é um dos parâmetros utilizados (Ca ingerido - Ca excretado nas fezes e na urina) Avaliação do estado nutricional - Marcadores de turnover ósseo Formação óssea: - Biomarcadores: Fosfatase alcalina total, a osteocalcina e os fragmentos de pró-colágeno Reabsorção óssea: Biomarcadores: Cálcio urinário, a Hidroxiprolina, a fosfatase ácida tartarato-resistente (TRACP) e as moléculas interligadoras de colágeno. - Marcadores de densidade: DEXA --> densitometria óssea Recomendação de cálcio (mg/dia) adicionar o esquema Biodisponibilidade de cálcio: A) Fatores fisiológicos que aumentam a absorção - Adequação de vitamina D - Aumento da massa da mucosa - Deficiência de cálcio e de fósforo - Gravidez e lactação - Permeabilidade da mucosa B) Fatores fisiológicos que reduzem a absorção - Deficiência de vitamina D - Diminuição da massa da mucosa (superfície de contato) - Menopausa e idade avançada - Redução de acidez gástrica - Aumento do trânsito intestinal C) Interação com outros componentes da dieta - Sódio • Aumento da excreção urinária de Cálcio • Cada 2,3 de Na excretado de sódio extra consumido/dia --> perda óssea de 1% ao ano quando a perda de cálcio na urina provém do esqueleto Proteína e fósforo: - Proteína (1g metabolizada) → Acidez → excreção de Cálcio • Fósforo → maior secreção de PTH → Diminuição da excreção urinária de cálcio e aumento da mobilização de cálcio dos ossos Cafeína: - Altas doses de cafeína aumentam a excreção urinária de Cálcio?? ** Controvérsias: O debate enfraqueceu o interesse no estudo do café como fator de risco para a osteoporose - Não inclusão de fatores de risco na escala preditiva de fratura informada pela oms → gama de componentes no produto fabricado e aos variados efeitos de cada composto Lipídios: - Esteatorréia → Calcio forma sabões insolúveis com os ácidos graxos no intestino- Ácido linoleico conjugado: aumento da absorção intestinal de Cálcio Ácido Graxo → proliferação de células epiteliais do cólon (efeito trófico na mucosa), maior superfície de absorção intestinal - Dieta rica em gordura: diminui a absorção intestinal de cálcio → não é a formação de sabão de cálcio, levando ao estresse oxidativo duodenal Minerais: - Suplementação com Ca pode reduzir a absorção de magnésio em ratos. - Zinco não tem relação - Excesso de Cálcio ode reduzir a biodisponibilidade de ferro heme Lactose: Aumenta a absorção de cálcio, porque o cálcio presente no leite está complexado com a lactose e a lactase no intestino liberará o cálcio. Fibras, fitato e oxalato • Fibras X absorção intestinal Ca → controverso (alguns estudos demonstram ser positivo e outros não) • Consumo de cereais integrais pode levar ao balanço negativo de Ca pela associação de fitato e oxalato às fibras (reduz a absorção) • Fibras solúveis: crescimento de bactérias benéficas: AGCC reduz pH levando ao aumento na solubilização do cálcio, aumentando sua absorção. - Proliferação dos enterócitos (produtos fermentação) maior superfície de absorção. Fontes de cálcio Deficiência de cálcio: - Retardo na calcificação de ossos e dentes associado à carência de vitamina D. • Osteoporose (adultos) e osteomalácia: Adultos • Raquitismo: Crianças Toxidez: Hipercalemia: Suplementação - Nefrolitíase - Síndrome da hipercalemia e insuficiência renal - Interação do cálcio com a absorção de outros minerais essenciais. - Elevada ingestão de cálcio (2000mg/dia) pode contribuir para o aumento da calcificação vascular e o risco de ataque cardíaco. Fósforo e magnésio - Fósforo na natureza: Fosfato (uma molécula contendo um fósforo, quatro moléculas de oxigênio e hidrogênios) - Covalentemente ligado a açúcares e outros componentes celulares da origem ao fosfato orgânico. No corpo humano: Segundo elemento inorgânico mais abundante no corpo humano - 85% do fósforo no nosso corpo está nos ossos, na sua forma inorgânica - Presente em tecidos moles - 1% no fluido celular, sendo que destes, 70% está na forma de fosfolipídio orgânico. - Nos ossos, tem relação com o cálcio, sendo sua promoção de 1:2 (fósforo: cálcio) Funções: - Formação de DNA e RNA, ATP, creatina-fosfato, fosfoenolpiruvato, etc. - Constituinte orgânico dos ossos: Fosfato de cálcio amorfo e hidroxiapatita - Constituinte dos fosfolípides e fosfoproteínas - Age como tamponante, auxiliando manutenção normal do balanço ácido-base (PH) - Participa de diversas atividades enzimáticas, visto que essas são controladas por fosforilação e desfosforilação de proteínas por quinases e fosfatases celulares. - Mantém substâncias dentro das células através da fosforilação. Digestão: - Ingestão de Fósforo inorgânico + orgânico nos alimentos - Fosfatases intestinais hidrolisam o fósforo orgânico fazendo com que a maior parte do Fósforo absorvida seja na sua forma inorgânica. - PH elevado tem potencial de formação e sais de fósforo que são insolúveis - Como o estômago tem um PH =2 e a porção proximal do intestino delgado tem um PH=5, ambos baixos, isso garante a solubilidade e biodisponibilidade do fósforo, porém, há preocupações como acloridria e medicamentos antiácidos/antiúlcera - Alimentos de origem vegetal possuem fósforo na forma de fitato, que não é digerido pelo organismo humano, já que não possui a enzima fitase. - Seres procariotos como leveduras e bactérias possuem a fitase e tem a capacidade de clivar o fitato. ** Uso de leveduras como agente de crescimento de fósforo pela ação antes de serem assadas. ** Bactérias do intestino grosso podem quebrar o fitato através da fermentação Absorção: - Considerando uma dieta mista, o índice de absorção de fósforo varia entre 60-70% - Estados fisiológicos que aumentam a absorção de fósforo devido a maior necessidade: Crescimento, gravidez e lactação - Idosos possuem um balanço negativo de fósforo e isso pode estar relacionado a alterações na expressão desse fósforo e baixa ingestão. A absorção do fósforo acontece ao longo de todo o intestino delgado, sendo que: - No duodeno o transporte é ativo dependente e sódio e dependente de carreador. - No íleo e no jejuno o transporte é passivo, não saturável: dependente da concentração de fósforo. Esse transporte acontece pela via paracelular Regulação metabólica: - O fósforo plasmático reflete o fluxo de P entre o intestino, rins, ossos e tecidos moles. Os rins são os reguladores primários dos níveos de fósforo plasmático, alterando a taxa de fósforo filtrado que é reabsorvido - 1,25(OH)2D tem ação de aumento da absorção de fósforo ao longo de todo intestino delgado, principalmente no jejuno. Excreção: - O fósforo na forma de fosfato orgânico é rapidamente absorvido, com tendência a ser excretado na urina em ver de ser utilizado pelos tecidos - O ácido fítico tende a ser excretado pela via fecal complexado com ferro ou cálcio - Nos ris os níveis de fósforo no plasma são controlados e a fração de fósforo no filtrado que é excretado na urina pode varias de 0,1% a 20%. - O paratormônio regula a excreção urinária e a concentração plasmática. Aumento do fósforo sérico, aumento do paratormônio pela a diminuição da absorção de fósforo e aumento da excreção urinária. Controle da excreção: - FGF23: Fator de crescimento de fibroblasto - Aumento do fósforo sérico leva ao aumento do PTH e do FGF23, reduzindo o calcitriol, levando a uma menor reabsorção de fósforo, maior excreção urinária e menor absorção de fosfato Determinantes das perdas urinárias: Aumento do fósforo na dieta, aumento da absorção intestinal do fósforo, aumento dos níveis plasmáticos de fósforo Outros fatores associados a hiperfosfatúria: Hiperparatireoidismo, acidose aguda respiratória ou metabólica, diuréticos e expansão do volume extracelular. Reduções na excreção urinárias: Restrição dietético de P, aumento dos níveis de insulina, tireoides, de crescimento ou glucagon, alcalose metabólica ou respiratória, hipocalemia e contração do volume extracelular. Fontes: - Carnes, aves, peixes, ovos e leite (e demais fontes de proteínas) são excelentes fontes de fósforo - Cereais e leguminosas são boas fontes de fósforo na forma de ácido fítico e de compostos organofosfatos - Refrigerantes tem acréscimo de aditivos de polifosfato - Frutas e hortaliças são pobres em fosfato Biodisponibilidade de fósforo: - Maior nos produtos de origem animal - Nos produtos de origem vegetal, o fósforo está na forma de ácido fítico, que é um composto de organofosfato, usado pelas plantas para estocar fósforo. Interação de fósforo com outros minerais: - Magnésio: Alto conteúdo de fósforo em fórmulas infantis pode reduzir a absorção de magnésio. - Ingestão de antiácidos contendo alumínio e magnésio diminuem a absorção de fósforo - Cálcio: Até 2d/dia parece não inibir a absorção de cálcio, entretanto, a ingestão de 1000mg/dia de cálcio com 372 mg de fósforo, reduzindo a absorção de 70 para 31% - Cuidado, suplementos de cálcio que podem afetar o balanço de fósforo quando em excesso. Deficiência de fósforo: Causas: Baixa ingestão, uso de antiácidos, diuréticos, aumento da excreção urinária, vômitos, etc. Sinais clínicos: - Hipofosfatemia (níveis séricos abaixo de 2,5mg//100ml de sangue) - Fraqueza, anorexia, dor, manifestações: Hematológicas, musculares, neurológicas, endócrinas, renais, etc. - A deficiência de fósforo é acompanhada da redução na sua excreção renal e de aumento na excreção urinária de cálcio, magnésio e potássio, sendo o cálcio e o magnésio provenientes dos ossos. Toxicidade: Hiperfosfatemia: relacionados com a elevada concentração desse mineral nofluido extracelular. - Os níveis de P presentes na dieta normal possivelmente não são danosos se o consumo de Ca e Vit. D for adequado. Avaliação do estado nutricional: - Nível de fósforo no soro: Mais comum - Nível de fósforo intracelular de eritrócitos, leucócitos e plaquetas Nível de fósforo no soro é o mais comum, mas não é tão adequado, pois somente 1% do fósforo do nosso organismo está no fluido extracelular, além de ser mantido sob rigoroso controle fisiológico e ser determinado pela capacidade de reabsorção tubular dos rins, que é regulado pelo PTH. O fósforo também pode ser elevado artificialmente em função do catabolismo nos músculos e ossos ou decrescer por trocas rápidas de fósforo no compartimento intracelular - Medir o nível de fósforo intracelular dos eritrócitos, leucócitos e plaquetas é mais adequado, pois correlaciona-se melhor com o nível circulante do mineral. Nível de cálcio urinário: Reflete no consumo dietético de fósforo em condições normais. Em casos de depleção de fósforo: Hipofosfatúria e hipercalciúria Magnésio: - Segundo elemento mais abundante no meio intracelular depois do potássio - Está presente no corpo do adulto em cerca de 35g, sendo o quarto mineral mais abundante no organismo. - Está distribuído 50-60% no esqueleto, 39% no espaço intracelular, ligado a proteínas e fosfatos ricos em energia, 20%no músculo esquelético e 1% no espaço intracelular - O nível normal de magnésio no soro é mantido em faixa estreita, sendo essa faixa controlada pelo balanço entre absorção do intestino e a eliminação na urina, e não se correlaciona com o total de Mg no organismo. - Havendo deficiência intracelular, os níveis séricos podem permanecer normais sem indicar essa deficiência. - A maioria do magnésio presente no nosso organismo se encontra na forma ionizável. Funções do magnésio no organismo: - Cofator de + de 300 sistemas enzimáticos - Indispensável para fosforilação oxidativa: Formação de atp e todas as reações de transferência de fosfato - Ativador de sistemas enzimáticos que controlam o metabolismo de carboidratos, lipídios, síntese proteica, integridade e transporte na membrana celular. - Mediador das contrações musculares e transmissão de impulsos nervosos - Previne a formação de cristais de cálcio-p grandes e perfeitos na superfície cristalina do osso conhecido como veneno de cristal. Absorção: - De 30-50%, na restrição: 80%, consumo elevado: 20% - Intestino delgado, principalmente jejuno e íleo - Estômago: Alguma absorção pode ocorrer - Cólon: Em casos de patologias do intestino delgado - Transporte ativo transcelular saturável-regulado --> TRPM6 - Transporte paracelular passivo - dependente da concentração de Mg no lúmen Excreção: - Balanço de magnésio é regulado pela excreção renal - Excreção urinária normal, cerca de 120-140mg/dia - Consumo muito baixo de Mg pode levar a não excreção - Mg endógeno (1,25mmol/L) é completamente absorvido Fontes: - Em ordem decrescente: Nozes, cereais integrais, produtos do mar, carnes, leguminosas, hortaliças, produtos lácteos, frutas, açúcar refinado e gorduras não contém praticamente Mg Biodisponibilidade de Mg: - Altas concentrações de fibra alimentar em frutas, vegetais e grãos podem reduzir a absorção de Mg --> Formam complexos insolúveis com o ácido fítico. - Lactose e outros carboidratos fermentáveis aumentam a absorção de magnésio - Álcool e cafeína aumentam a excreção urinária de magnésio. Deficiência: Aguda: Associada a outras patologias pré-existentes Sintomas: Falta de memória, perda de concentração, apatia, depressão, confusão mental, alucinações, ideias paranoicas, etc. Crônica em animais experimentais: Dentes e ossos defeituosos, calcificação de tecidos, lesões cardíacas, etc. Crônica em humanos: Formação de cálculos renais, doenças cardíacas Toxicidade: - Mg é excretado pelos rins de forma bastante eficiente problemas de hipermagnesemia só ocorrem quando há reduzida excreção urinária, decorrente de problemas renais e reduzida eliminação. - Hipermagnesemia: consumo excessivo ou adm. de sais de Mg, em pacientes com disfunção renal. - Sais de magnésio são comumente usados como antiácidos e laxantes. - Sintomas: sonolência, respiração difícil, hipotensão, cansaço, hipocalcemia, náuseas, vômitos. Em humanos há um decréscimo progressivo da concentração do plasma e lento nos eritrócitos e em poucos dias as excreções urinárias e fecais são reduzidas a valores muito baixos, ASSIM: - Nível sanguíneo de Mg não é um bom indicador - Avaliação do consumo de Mg - Avaliar o consumo deficiente de Mg; - Balanço de Mg: avaliar a biodisponibilidade. Magnésio e diabetes miellitus tipo 2 - O magnésio modula o transporte de glicose através das membranas, envolvendo-se em diversas ações enzimáticas que influenciam na oxidação da glicose. - O Mg intracelular possui um papel chave na regulação da ação da insulina, na captação de glicose mediada pela insulina e tônus vascular - Estudos mostram uma correlação inversa entre as concentrações de Mg sérico e o desenvolvimento de DM2 Magnésio e Atividade Física - Concentrações menores de magnésio são encontradas em atletas imediatamente após a atividade física. - Essa redução pode estar associada ao efluxo de Mg das células seguindo a proteólise associada a exercícios de grande intensidade - Alguns estudos mostram que suplementação de magnésio para atletas tem levado a melhor desempenho durante o exercício. Ferro: - Quarto elemento mais abundante na natureza - Deficiência de ferro é um problema de saúde pública - Deficiência atinge todas as camadas da sociedade → anemia ferropriva = 60 a 80% gestantes e 60 a 70% crianças em idade pré- escolar. - Essencial para quase todas as formas de vida, uma vez que é um componente essencial ou cofator para centenas de proteínas e enzimas, por conta da sua capacidade de receber e doar elétrons facilmente. Distribuição do Fe no organismo: • Homens: 50mg de Fe/kg --> 4g/80kg • Mulheres: 35mg Fe/kg --> 2,3 g/65kg Compartimentos no organismo: Ferro essencial: • Hemoglobina (60-70%) • Mioglobina (3-10%) • Enzimas Heme (1-3%) • Transferrina (0,08% mg Fe --> Fe+3) Ferro não essencial: • Ferritina: Sintetizada no fígado, baço e TGI e estocada no fígado, baço e medula óssea. • Hemossiderina: Estoque hepático de ferro, formada pela agregação de ferritina. Funções do ferro: •O ferro está ligado às funções de quatro classes de proteínas e enzimas - Proteínas Heme: Hemoglobina, mioglobina e citocromos - Enzimas com Ferro e Enxofre: Flavoproteínas, heme flavoproteínas - Proteínas de transporte e armazenamento: Transferrina, lactoferrina, ferritina, hemossiderina - Outras enzimas ativas contendo ferro • Transporte de oxigênio: Hemoglobina nos eritrócitos e mioglobina nos músculos • Reações de oxidação e redução nos sistemas citocromos, atuando como Carreador de elétrons na reação: Fe2+ <--> Fe3+ • Parte de enzimas que inativam radicais livres como catalase • Produção de energia celular na respiração mitocondrial • Proteção ao sistema imunológico --> produção de anticorpos • Síntese de colágeno • Formação de purinas (ribonucleotídeo redutase) • Remoção de lipídios do sangue • Detoxificação de drogas do fígado • Síntese de hormônios como tirosina (T4) e triiodotironina (T3): Animais severamente anêmicos, por serem incapazes de fazer termorregulação a baixas temperaturas, tornam-se hipotérmicos Absorção: Acontece por toda a extensão do intestino, porém em maior quantidade no duodeno Ferro não heme: Fe+3 - É a forma mais abundante na natureza (altamente insolúvel) • Via paracelular: Ocorre por difusão passiva em menor percentualque a transcelular • Via transcelular: Mediada por carreadores (depende de energia) - Fe inorgânico é solubilizado e ionizado pelo suco gástrico no estômago Redução de Fe a Fe2+ formando complexos de ferro e quelato (ácido ascórbico, açúcares e aminoácidos) - Dependente da força de ligação e solubilidade desse complexo: * Se estiverem ligados fracamente, o ferro vai ser separado e absorvido, mas se estiverem ligados fortemente, esse complexo vai ser excretado Absorção: - Ferro atravessa a camada de muco do Duodeno (o Fe2+ mais rápido que o Fe3+, por causa da sua solubilidade) Fe não Heme (Fe3+) - Chegando na borda em escova na forma de Fe3+, há a redução para Fe2+ - Proteína redutora de ferro (citocromo B duodenal - DCytB) faz a redução do Fe3+ para Fe2+ para ser absorvido. - Fe2+ se liga à proteína transportadora de metal divalente (DMT-1) na membrana apical dos enterócitos e é levado para o interior desses enterócitos - Fe2+ é externalizado pela Ferroportina - Conversão do Fe2+ para Fe3+ pela Hefaestina para ser captado pera transferrina Ferro Heme: Fe2+ - Ferro é ingerido na forma de hemoglobina e mioglobina - É absorvido intacto pela proteína transportadora de ferro Heme (HCP) - Fe2+ é liberado na célula e metabolizado de maneira análoga ao ferro não heme. - Fe2+ é externalizado pela ferroportina e convertido a Fe3+ pela hefaestina para ser captado pela transferrina Transferrina: Proteína de transporte de ferro no organismo, que vai transporta-lo até seus estoques (fígado, baço e medula óssea) ou tecidos. • Após a absorção, o ferro se liga a transferrina, indo pela corrente sanguínea até a medula óssea (por exemplo) onde será incorporada à hemoglobina. Ferritina: Proteína de armazenamento do ferro, sintetizada no tecido hepático • A absorção de ferro vai ser aumentada quando há maior necessidade corporal de ferro e quando as reservas deste mineral estão baixas, ou seja, em casos de deficiência. - A maioria do ferro no nosso organismo está ligada a uma proteína, o que protege o Fe da filtração glomerular e gera um mecanismo de defesa para evitar a formação de radicais livres, visto que o ferro livre no organismo reage prontamente com peróxido de hidrogênio (H2O2) formando esses radicais. Controle Homeostático da absorção de ferro Em situações de excesso de Ferro - Há ativação da Hepcidina, que se liga à ferroportina - Ferroportina ligada a Hepcidina é internalizada pelo enterócito, onde é degradada - Com a Ferroportina degradada, há uma menor liberação de ferro na corrente sanguínea - Hepcidina também age inibindo a ação da citocromo B duodenal (DCytB) e da proteína transportadora de metal divalente (DMT-1) - A DCytB faz a redução do Fe e a DMT-1 transporta o ferro não heme para dentro da célula - A inibição dessas proteínas leva a uma menor entrada de ferro dentro do enterócito Em situações de baixos níveis de ferro - Ocorre a inibição da Hepcidina, de modo que o ferro pode ser levado para a corrente sanguínea - Há aumento da expressão da DCytB e da DMT-1 de modo que há aumento da entrada do ferro no enterócito ** Em situações de infecção de inflamação há a diminuição da absorção de ferro, pois a ativação da Hepcidina. Metabolismo do ferro: - O ferro circulante no plasma é proveniente das hemoglobinas e das reservas de ferro - As células vermelhas do sangue são captadas pelo baço, e uma pequena porção da lise celular ocorre no próprio sangue - Os produtos da degradação se ligam a proteínas (haptoglobinas e hemoplexina) e são levadas ao fígado - O ferro dessas hemoglobinas degradadas é reutilizado na eritropoiese - Um adulto normal produz cerca de 20 a 25mg por dia de Fe proveniente do catabolismo das hemoglobinas. A porção Heme do Ferro é catabolizada pela Heme Oxigenase e convertida em biliverdina e a biliverdina é convertida em bilirrubina que será secretada na bile que é secretada para fora do organismo. Perdas de ferro no organismo; Homem adulto perda diária de 0,9-1mg/dia • 0,6 mg TG: 0,45 mg (sangramentos) e 0,15 mg (Fe biliar e das células intestinais descamadas) • 0,2 a 0,3 mg (descamação das células epiteliais) • Urina: +/- 0,1 mg → Perdas podem ser aumentadas por: - Parasitas intestinais - Úlceras gastrointestinais - Hemorragias Mulher adulta: - Menores perdas basais devido a menor superfície corporal (cerca de 0,7 a 0,8 mg/dia - Perdas menstruais Armazenamento de Ferro: • Cerca de 30% do ferro no corpo está armazenado no fígado, medula óssea, baço e músculo • Armazenamento como ferritina e hemossiderina • Medida de ferritina no soro é um instrumento útil para medir os depósitos de Ferro numa população • A redução de ferritina é observada antes das mudanças na hemoglobina e ferro do plasma (características de anemia) Fontes de Ferro: - Fígado, coração, rins e língua são excelentes fontes de ferro. Carnes, peixes e aves também são fontes muito boas, enquanto cereais, leguminosas, hortaliças verdes e amareladas, frutas desidratadas e ovos são apenas boas, não contendo tanto quanto as anteriores, visto que sua biodisponibilidade é menor que as outras. Por fim, leites e derivados possuem baixos teores de ferro, não constituindo boas fontes. Biodisponibilidade de ferro: Fatores que aumentam a absorção de ferro: A) Fatores fisiológicos: - Deficiência de ferro - Hemocromatose (condição em que o indivíduo não tem a Hepcidina, de forma que absorve mais ferro que o normal) - Gravidez - Eritropoiese aumentada (anemia) B) Fatores dietéticos e intraluminais - Presença de ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido subclínico, açúcar, aminoácidos sulfurados e produtos da digestão de carne de bovinos e aves Fatores que diminuem a absorção de ferro A) Fatores fisiológicos - Saturação de ferro (overload) - Anomalias na mucosa intestinal (doença celíaca) - Trânsito intestinal acelerado - Alquilia ou aclodría B) Fatores dietéticos e intraluminais - Precipitação por alcalinização (antiácidos) - Fosfatos (fosfato de cálcio); - Fitatos, fibra e farelos de arroz, trigo e milho; - Café, chá (polifenóis); - Proteína da gema do ovo (albumina); - Deficiência de vit. A. - Ingestão concomitante de sais de ferro e zinco, que gera competição pelo DMT-1, proteína de carreamento. Cálcio: - Há evidências que algumas formas de suplementos de cálcio podem inibir a absorção de ferro inorgânico em humanos, quando ingeridos simultaneamente: - O uso de 500mg de Ca em mulheres pós-menopausa reduziu 50 a 60% a absorção de ferro - O grau de inibição está relacionado a dose (doses a nível de suplementos) Considerações: - Polifenóis: Podem reduzir a absorção do ferro, entretanto os estudos ainda não são conclusivos (certas classes diminuem e certas classes aumentam) s - Fibras: em estudos antigos, vemos que elas diminuem a absorção de minerais, porém hoje sabemos que as bactérias intestinais fermentam as fibras solúveis, gerando ácidos graxos que levam a diminuição do PH intestinal, que por sua vez aumenta a solubilização do ferro e como consequência sua absorção. Principais compostos de ferro utilizados na fortificação de alimentos Deficiência de ferro: Causas: - Necessidade aumentada de ferro (crescimento e menstruação - Fonte inadequada de ferro dietético - Absorção prejudicada de Ferro dietético - Infecções parasitárias - Hemorragias Sinais clínicos: - Anemia ferropriva - Sintomas: Fadiga, dores de cabeça, tonturas e distúrbios gastrointestinais Excesso de ferro: •Absorção excessiva de Fe -Hemocromatose hereditária: Aumento dos estoques de ferro com danos a tecidos, principalmente no fígado - Consumo excessivo de ferro faz aumentar os estoques de ferro, causando danos aos tecidos, principalmente hepático. • Hemossiderose transfusional: Aumenta os estoques de ferro sem danos aos tecidos, devido a transfusão de sangue. Avaliação do estado nutricional de Ferro: • Hemoglobina: - Homens: 14-18g/dl - Mulheres: 12-14 g/dl • Hematócrito - Homens: >40% - Mulheres: >36 • Ferro sérico: - Homens: 100+/- 35microgramas/dl - Mulheres: 90+/-40microgramas/dl • Capacidade de ligação total do Ferro (TIBC) - Homens: 350 +/- 50 microgramas/dl - Mulheres: 380 +/- 70 microgramas/dl • % de saturação de transferrina Fe/TIBC x100 Normal: ~ 35% • Ferritina - Normal: 15-300microgramas/L • Protoporfirina eritrocítica (RBC protoporfirina + Fe heme) - Normal: 35 +/- 15 microgramas/dl • Receptor de transferrina do soro: - Normal:8279 +/- 1261 microgramas/dl no sangue e 5000 +/- 1100 microgramas/dl no soro Estágios da deficiência de Ferro Estagio 1: - Redução das reservas no fígado, baço e medula óssea - Parâmetro observado: Ferritina menor que 12 microgramas por decilitro Estágio 2: - Ferritina menor que 12 microgramas por decilitro - Saturação da transferrina menor que 16% - Protoporfirina eritropoiética > 70 microgramas por decilitro Estágio 3: - Ferritina menor que 12 microgramas por decilitro - Saturação de transferrina menor que 16% - Protoporfirina eritropoiética maior que 70 - Hemoglobina menor que 12 g/dl para mulheres e menor que 13% para homens - Esfregaço sanguíneo anormal (microcítico e hipocrômico) Microbiota intestinal e Ferro: - Efeito da deficiência e depleção de ferro sobre a modulação da microbiota intestinal - Influência da composição da microbiota intestinal sobre a biodisponibilidade de ferro • Deficiência de ferro pode causar a desbiose da microbiota intestinal pela redução da produção de butirato e propionato • Ácidos graxos de cadeia curta estão associados ao aumento da biodisponibilidade de ferro, uma vez que os AGCC reduzem o PH intestinal, liberando ferro dos complexos proteicos, aumentando sua absorção. Além disso, os AGCC aumentam a área de absorção intestinal por estímulos a proliferação das células epiteliais.
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