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Profª MONICA DALMACIO Consequências metabólicas da inanição Inanição: conceito É um estado em que a pessoa se encontra extremamente enfraquecida, por falta de alimentos ou por deficiência na sua assimilação (alterações gastrointestinais). Pode ser consequência de um jejum, uma carência de alimentos, anorexia nervosa, afecções do sistema gastrointestinal severa Estado de uma célula ou de um organismo que carece de um elemento indispensável à sua vida. Adenosina Trifosfato ATP Obtenção de combustível - nutrientes Oxigênio Por que nos alimentamos??? INTRODUÇÃO • A ingestão alimentar é controlada por um sistema neuroendócrino. • Pep6deos, aminas e esteróides Þ u8lizados na codificação do es6mulo da alimentação e do estado metabólico. • Este controle depende do cérebro Û • os efeitos neurais desses mediadores Þ • controle da ingestão e coordenação com os mecanismos de gasto e armazenamento energé8co • Þ Equilíbrio do Balanço Energé8co. A energia é necessária o tempo todo. Mesmo quando estamos adormecidos ou totalmente relaxada, as células de vários órgãos estão trabalhando. Início da Alimentação • Inicia-se por estímulos internos e externos. • Estímulos Externos Þ visuais, auditivos e olfativos. • Estímulos Internos Û Metabolismo Þ privação alimentar e ¯¯ na utilização de glicose e oxidação de ácidos graxos produzidos por inibidores metabólicos específicos Þ ativa o apetite e leva ao Início da Alimentação. • Marasmo Kawashiorkor Carência total Deficiência PTN INANIÇÃO Mecanismos de Controle Indireto da Ingestão Alimentar • Insulina e Leptina (OB) Þ sinal humoral cerebral Û massa de tecido adiposo Þ Feedback negativo Þ controle da ingestão, do armazenamento energético e peso corpóreo. • Neuropeptídeo Y Þ amplamente distribuído no cérebro e localizado nas células catecolaminérgicas E INTESTINAIS. É o estimulador mais potente da ingestão de alimentos. • Após períodos de privação e/ou restrição alimentar severa Þ • respostas endócrinas periféricas induzidas pela privação alimentar; • que afetam alimentação modificando a síntese e liberação de peptídeos cerebrais que têm ações recíprocas sobre a ingestão de alimentos. INANIÇÃO Desequilíbrio Ponderal : Magreza Excessiva • Peso Deficiente Þ termo aplicado quando o indivíduo encontra-se entre 15 ou 20% ou mais abaixo do peso considerado aceitável, e/ou Índice de Massa Corporal (IMC) £ 18,4 Kg/m2 • Um IMC ¯ 18,4 Kg/m2 Û > risco de morbi- mortalidade ÞÛ com < IMC Classificação do Estado Nutricional (IMC) • IMC (Kg/m2) Classificação ____________________________________________ 18,5 – 24,9 Eutrofia 17,0 – 18,4 Magreza Grau I 16,0 – 16,9 Magreza Grau II < 16,0 Magreza Grau III ____________________________________________ Fonte : Organização Mundial de Saúde (OMS), 1995 e 1997; Cuppari, 2002 CLASSIFICAÇÃO POR ORIGEM • Magreza Primária (redução ingestão) • Magreza Secundária (patologia) • Magreza Constitucional (biotipo) Etiologia • O déficit ponderal pode ser ocasionado : �Ingestão insuficiente em quantidade e/ou qualidade de nutrientes (primária); �absorção e/ou utilização prejudicadas (secundária); �Atividade excessiva (compulsiva) (secundária) � Doenças hipercatabólicas e/ou hipermetabólicas �Estresse psicológico e/ou emocional (secundária) Definições para Desequilíbrios Nutricionais : Magreza/Inanição • Inanição Þ condição fisiológica decorrente de ingesta inadequada de macronutrientes • “Ingestão proteica e/ou energé8ca inadequada, prolongada” (Shils, 2016). • “Completa privação de energia dieté8ca (jejum), e semi-inanição condição mais comum do fornecimento insuficiente de energia e proteínas” (Shils, 2016) Magreza Primária ou Secundária • Inanição e Caquexia Þ u8lizados no passado como sinônimos, descrevendo, condição de total desnutrição Û Fome/Doença Grave/Perda Ponderal • Atualmente Þ Caquexia Þ Estresse Metabólico • Caquexia Þ Emaciação ou Desnutrição induzida pelas Citocinas (resultantes do estresse metabólico) • Inanição Þ Emaciação (privação alimentar, na ausência de estresse metabólico) • As diferentes formas de inanição são muito semelhantes, mas não idên:cas. Hemostasia Heterotrofismo (dependemos de consumo de alimentos para produzir energia) Jejum Sistemas utilizam preferencialmente glicose Resposta adaptativa INANIÇÃO • Jejum prolongado Þ ¯ níveis de insulina, devido a reserva de glicogênio hepá8co estar limitada, quase esgotada Þ • Lipólise com produção de corpos cetônicos, e em sua fase inicial de jejum Þ Proteólise Jejum Prolongado e Metabolismo dos Carboidratos • Após a alimentação Þ [ ] séricas de glicose, aminoácidos, gorduras Û a secreção de insulina c carboidratos e aminoácidos absorvidos • A insulina Þ regula a deposição de nutrientes nos tecidos c glicogênese hepática, transporte de glicose e glicogênese muscular, síntese de triacilgliceróis, transporte de aminoácidos e síntese protéica em tecidos periféricos sensíveis a insulina (músculo) • Os níveis de glucagon não se alteram durante refeições com CHO, entretanto refeições protéicas com ¯ CHO Þ liberação de glucagon. METABOLISMO Complexo Regulado enzimaticamente por inúmeras vias metabólicas Resposta Metabólica a Inanição • Alterações hormonais e disponibilidade de substratos Þ a homeostase da glicose no estágio agudo (inanição aguda) e prolongado (inanição crônica) Þ conservação da massa magra. • Ingestão alimentar deficiente Þ redução glicêmica e de aminoácidos livres no plasma Þ redução da secreção de insulina e a de glucagon Û liberação de epinefrina Þ¯ secreção de insulina • Na hipoglicemia Þ o fígado deixa de remover a glicose da circulação portal. • Fígado Þ passa a produzir glicose a partir do glicogênio hepático e muscular e dos precursores gliconeogênicos (lactato, glicerol e aas; pp alanina e glutamina) INANIÇÃO • O glicogênio hepático e muscular são depletados após 15 horas de jejum Þ devido a limitação dos depósitos de carboidratos. • O cérebro continua dependente de glicose Þ esta necessidade é suprida pela gliconeogênese (3 primeiros dias de inanição). • Níveis ¯ aas livres plasmáticos Þ Hormônio do Crescimento (GH) e ¯ da ação das Somatomedinas (fatores de crescimento insulina-like). • As Somatomedinas (IGF-1) Þ GH devido a ausência de feedback negativo. INANIÇÃO • A alteração metabólica da inanição aguda Þ fornecimento de glicose para função cerebral e gliconeogênese Þ [ ] corpos cetônicos circulantes \ as cetonas possam substituir a glicose como principal combustível oxidativo cerebral. • As adaptações metabólicas consiste na conservação de massa protéica corpórea Þ limitação de aas para a gliconeogênese. • Na inanição prolongada Þ > mobilização e oxidação de gorduras e < degradação proteica (nível muito baixo). Jejum Para o corpo conseguir energia é necessária a alimentação periódica, ou seja, alimentação várias vezes por dia Quando o alimento não está disponível, seja por recusa ou por indisponibilidade. O organismo buscará outras fontes de combustível em seus próprios tecidos. Nestas condições o corpo é forçado a desviar seu metabolismo para uma via consumptiva ou degradativa Esgota-se suas reservas de carboidratos e gorduras e, dentro de um dia ou mais, seus tecidos vitais de proteínas. Jejum Gliconeogênese Glucagon Aminoácidos Glicerol Lactato Glicose Estoque de Glicogênio esgotado em 6 horas. Metade de um dia. Jejum: regulação Jejum: gliconeogênese A partir de quais compostos nós podemos sintetizar a glicose?? Glicerol Lactato Aminoácidos Lisina e leucina não podem ser convertidas em glicose Triglicerídeos β oxidação dos Ácidos graxos Glicerol Glicose ou piruvato Lipólise nos adipócitos Corpos cetônicos para utilização temporária do cérebro. Acetil-CoA + NADH e FADH Princípios de bioquímicade Lehinnger- 5ª Ed. Excedem a capacidade de metabolização hepática Cetose/acidose Jejum: β oxidação do ácido graxo Ciclo de Krebs Carnitina Acetil-CoA em excesso é desviado para cetogênse hepática Utilizados como fonte de energia para músculo e poupando glicose para o cérebro Fonte de energia Cetose na Inanição • As [ ] de corpos cetônicos sob condições normais são mínimas no sangue circulante. • Quantidades pequenas de ácido acetoacético são produzidas e oxidadas no fígado, e sob condições basais fornecem @ 2 a 3% da necessidade total energética orgânica. • A [ ] circulante de ácidos graxos livres e sua taxa de oferta hepática é um dos principais determinantes da cetogênese e de cetonemia. Cetose na Inanição • A taxa máxima de b-oxidação hepática de ácidos graxos não pode exceder o limite superior estabelecido pela taxa hepática de utilização de energia. • Todos os tecidos mitocondriais oxidam corpos cetônicos fornecendo de 30 a 40% do gasto total energético nos primeiros 4 a 7 dias de jejum. • Após 2 semanas a oxidação muscular cetônica diminui e este tecido volta a oxidar ácidos graxos como principal combustível de repouso. • A cetogênese é máxima próxima ao 3o dia de jejum. • Após 5 semanas de jejum o metabolismo cerebral é reduzido em torno de 50%. Efeitos do jejum prolongado – Oxidação de ácidos graxos Ácidos graxos livres (FFAs) ou Ácidos graxos não esterificados (NEFAs) Correlação inversa entre os FFAs plasmáticos de jejum e a sensibilidade à insulina em obesos. Efeitos na redução da atividade de proteínas de sinalização da insulina O excesso de FFAs impedem a sinalização da insulina diretamente nos tecidos e indiretamente pela ativação de citocinas pró-inflamatórias Robbins & Cotran - Patologia - Bases Patológicas Das Doenças - 9ª Ed. 2016 Conforme aumenta a produção de corpos cetônicos, ocorre perda do apetite, que acaba sendo uma vantagem para pessoa sem acesso a alimentação, pois a procura por alimento pode representar perda de energia. Jejum: conversão de proteína em glicose Durante os primeiros dias de jejum, a proteína do corpo fornece aproximadamente 90% da glicose necessária; o glicerol aproximadamente 10%. Ou seja, se as perdas de proteínas continuarem nesta taxa (jejum permanecer), ocorrerá morte dentro de três semanas, independente da quantidade de gordura que uma pessoa tem armazenada. Entretanto, com o passar dos dias do jejum, a utilização de gordura aumenta para atender as necessidades de algumas células nervosas do sistema nervoso, porém muitas áreas do cérebro contam exclusivamente com a glicose e o corpo continua oferecendo proteínas, ainda que em uma taxa menor. Para que a proteína possa ser utilizada para gerar energia precisam ocorrer reações para liberar o grupo amina da molécula. Vejamos em seguida... Desaminação Grupo amina livre Liberação da cadeia carbônica ou cetoácido Glicose Proteínas Amônia-NH3 Ureia Efeitos do jejum prolongado - proteínas Aumento do pH Efeitos colaterais, como cefaleia, dependem da capacidade de detoxicação hepática Fígado Sobrecarga renal? Fígado Amônia é muito tóxica, então o fígado converte a amônia em ureia que tem a capacidade de metabolizar essa amônia convertendo-a em ureia, uma molécula de baixa toxicidade e de alta solubilidade, muito adequada para a excreção via urina. Reações de transaminação Glutamato Aminoácidos Alanina e glutamina Princípios de bioquímica de Lehinnger- 5ª Ed. B6 – piridoxina como cofator reações de desaminação e transaminação Metabolismo Proteico e de Energia • Após jejum noturno ocorre hipoinsulinemiaÞ • estimulando uma leve proteólise muscular líquidaÞ • liberando aminoácidos como substrato endôgeno para a gliconeogênese hepática • No jejum prolongado a [ ] de insulina cai bastanteÞ • a proteólise muscular é mais fortemente estimuladaÞ perda considerada de proteína muscular. • Após 10 dias de jejum a perda total de nitrogênio corporal pode estar na faixa de 12g/dia Þ excretado como uréia através da urina INANIÇÃO • A perda total durante este tempo corresponde aproximadamente de 1 a 2 kg de tecido magro • Caso a perda de nitrogênio corporal persista desta forma, a reserva de massa magra será depletada de forma letal dentro de 3 semanas de jejum • No entanto após 7 a 10 dias inicia-se uma adaptação, sendo que no fim de 2 a 3 semanas de jejum esta taxa de perda de nitrogênio corporal reduz a menos da metade do que inicialmente Cetose na Inanição • O aumento de oxidação de ácidos graxos no músculo Þ poupa os aminoácidos ramificados (similaridades estruturais com ácidos graxos). • A leucina tem efeito poupadora de proteína • Os corpos cetônicos estimulam um leve aumento na insulina periférica Þ efeito poupador de proteína. • A TMB após 2 semanas de jejum diminui 15% e após 3 a 4 semanas 25 a 35% abaixo do normal. • Esta redução é grande o bastante para ser devida inteiramente à perda de tecido magro, sendo esta perda a principal responsável pelas reduções posteriores com o avanço do jejum. Fisiologia e Alterações Adaptativas da Desnutrição • A desnutrição desenvolve-se gradualmente em semanas ou meses. • As adaptações metabólicas e de comportamento Þ ¯ demanda de nutrientes Û equilíbrio nutricional compatível com nível ¯ nutrientes celulares disponíveis. Como os outros sistemas podem ser afetados? Pontos importantes no jejum: Qual seria a influência da inanição e as respostas adaptativas à restrição em longo prazo? Necessidade de micronutrientes para manter as necessidade diárias, principalmente os que não são armazenados e precisam de um fornecimento diário; Necessidades de micronutrientes para manter as reações metabólicas celulares; Custos de manter um jejum prolongado quando a glicose está indisponível?? Gliconeogênese. Diminuição da disponibilidade de aminoácidos Manutenção do sistema imune Diminuição de biossíntese de proteínas, enzimas... INANIÇÃO • O estado de alimentação termina após a absorção do último nutriente Þ início para a utilização de substratos endógenos • Após jejum noturno ocorre o Estado Basal ou Pós- Absortivo Þ liberação, transferência entre órgãos e oxidação de ácidos graxos endógenos; e liberação de glicose a partir de glicogênio e aminoácidos musculares • Todos esses processos são resultantes dos baixos níveis de insulina circulantes • O substrato energético predominante no estado pós-absortivo do organismo é a gordura (2/3 do gasto energético em repouso); • como indicado no QR não protéico de 0,8 MAGREZA • Esta adaptação orgânica é fundamental, pois se a velocidade do metabolismo protéico destinado a fornecer glicose para o cérebro continuasse Þ perda protéica > 40% Þ MORTE. • Inanição persistente Þ ¯ demanda de glicose Û adaptação cerebral para oxidação de cetonas \ a velocidade de gliconeogênese ¯ Þ Efeito Global Þ Poupar a massa proteica corpórea. Consequências da inanição: Jejum: desaceleração do metabolismo 3 - Estimulação de hipotrofia dos tecidos para reduzir a utilização de energia Adaptações metabólicas ou termogênese adaptativa 2 – Economia de energia Produção de hormônios (adipocitocinas e tiroxina) que controlam o metabolismo. Leptina reduzida pela redução de adipócitos reduz a taxa metabólica Redução da atividade de sistema nervoso autônomo 1 – Aumento do gasto energético Baixa produção de insulina inicialmente aumenta a termogênese para atender as necessidades de glicose pelo cérebro – rápida perda de peso nas primeiras semanas de jejum INANIÇÃO • Na inanição aguda e crônica sem estresse ocorrem adaptações e alterações metabólicas • Na inanição com estresse (queimadura, sepse, cirurgia) Þ secreção das catecolaminas, glicocorticóides e glucagon Þ Estado hipermetabólico e hipercatabólico Þ hormônios contra-reguladores Þ gliconeogênese a partir dos aas precursores Estresse metabólico no trauma Envolvimento de fatores catabólicos (hormônios, citocinas, SNA) Jejum + Estresse = risco altode desnutrição Aumento da demanda metabólica; Dicílmente paciente previamente desnutrido; Avaliação individualizada de acordo com as características do trauma. Consiste em lesão de extensão, intensidade e gravidade variáveis, que pode ser produzida por agentes diversos (físico, químicos, elétricos), de forma acidental ou intencional, capaz de produzir perturbações locais ou sistêmicas. Estresse metabólico Mobilização e Dispêndio Energético • Ingestão energética ¯Þ ¯ Gasto energético • ¯ Gasto energético não é capaz de compensar a ingestão insuficiente Þ mobilização da gordura corporal Þ¯ na adiposidade e peso • ¯ Massa magra lentamente como consequência do catabolismo da proteína muscular Þ servindo de fonte energética INANIÇÃO • Déficit energético mais severo Þ ¯ ¯ ¯ gordura subcutânea e o catabolismo protéico Þ Atrofia Muscular • Déficit protéico grave Þ ¯ [ ] das proteínas séricas (albumina) Þ Edema • Agravamento da degradação das proteínas viscerais Þ na carência global (proteínas e de energia) Alterações Endócrinas • As alterações hormonais contribuem para a manutenção do equilíbrio energético e ¯ dos níveis de insulina, somatomedinas e hormônios tireoidianos e dos níveis de glucagon, ¯HGH, catecolaminas e glicocorticóides Þ lipólise e glicólise; • mobilização de aas; preservação das proteínas viscerais; ¯ do armazenamento de glicogênio, gordura e proteína; ¯ metabolismo energético Hematologia e Transporte de Oxigênio • ¯ [ ] hemoglobina e eritrócitos Û à necessidade de oxigênio tecidual • ¯ massa magra Û ¯ atividade física Þ < demanda de oxigênio • A < ingestão de aas Þ ¯ atividade hematopoiética Þ poupança de proteínas corporais mais necessárias Þ Resposta Adaptativa de oferta de oxigênio tecidual insuficiente Alterações das Funções Cardiovascular e Renal • Na desnutrição ocorre perda de massa visceral Þ renal e cardíaca. • Ocorre ¯ débito cardíaco, ¯ volume sistólico e ¯ pressão arterial Þ hipotensão postural e ¯ retorno venoso (circulação central prioritária sobre circulação periférica) • ¯ débito cardíaco Þ ¯ do fluxo sanguíneo renal e da taxa de filtração glomerular, entretanto a depuração de água permanece inalterada assim como a capacidade de concentrar e acidificar a urina INANIÇÃO EM ESTADOS ALTERADOS • A desnutrição Þ estado hipometabólico e alterações estruturais nas funções cardíacas e renais. • Atenção em circunstâncias que requeiram rápidos no rendimento cardíaco, na taxa metabólica e na excreção urinária de solutos (Ex.: Infecção aguda). Alterações Respiratórias • Atrofia da musculatura diafragmática e acessória Þ • sendo catabolizadas para preencher as necessidades energéticas Þ • comprometimento das trocas gasosas e força respiratória Þ • ¯ da resposta neurogênica ventilatória à hipoxia e à hipercapnia Þ • ¯ da força inspiratória, da capacidade vital, da capacidade residual funcional e da oxigenação INANIÇÃO • ¯ Substância surfactante Þ acúmulo de secreções alveolares Þ > suscetibilidade à processos infecciosos Þ Infecção Pulmonar • Diminuição do desempenho respiratório ao esforço Þ Insuficiência Respiratória Aguda (> dificuldade de interrupção no uso de respirador artificial) Alterações do Sistema Digestório • Atrofia pancreática e do TGI Þ ¯ secreções gástrica, pancreática e biliar • Devido a hipocloridria, hipomotilidade intestinal e deficiências imunológicas (¯IgA secretora) Þ super crescimento bacteriano no intestino delgado alto (bactérias colônicas anaeróbicas) • Esse crescimento bacteriano anormal Þ • conversão dos ácidos biliares conjugados em livres ou desconjugados Þ impedindo a formação de micelas Þ comprometimento na digestão e absorção de gorduras INANIÇÃO • proliferação bacteriana,comprometimento das funções pancreáticas e biliares Û à alterações morfológicas do intestino delgado Þ absorção prejudicada de lipídios e dissacarídeos (intolerância a lactose) Þ Diarréia Þ Agravamento do quadro de desnutrição. • ingestão de carboidratos Þ síntese de ácidos graxos livres no fígado Û ¯ lipólise e das apo-beta- lipoproteínas (transporte lipídico prejudicado) Þ Infiltração gordurosa hepática (Esteatose Hepática). Alterações nos Sistemas Nervoso Central e Periférico • ¯ Mielinização das células nervosas, de produção de neurotransmissores e da velocidade de impulsos nervosos. • Na criança ocorre ¯ crescimento cerebral. • As alterações funcionais não foram ainda mensuradas, estando Û à gravidade, tempo, duração da desnutrição, assim como recuperação nutricional e psicossocial. Alterações Imunológicas • As principais alterações imunológicas envolvem os Linfócitos T e o Sistema de Complemento • Ocorre atrofia do Timo Þ ¯ de Interleucina 1 ( IL- 1); redução da relação T4/T8; da produção das Linfocinas e Monocinas • As monocinas ou citocinas são polipeptídeos mediadores da resposta metabólica ao Trauma, produzidos por macrófagos ativados • Citocinas ou monocinasÞ IL-1, Caquetina e Fator de Necrose Tumoral (TNF) IMUNO • A ¯ IL-1 Þ Leucopenia Þ Infecções • TNF Û Anorexia Û Degradação muscular Û Hipertrigliceridemia Û Inibição da Lipase Lipoproteica tecidual • Consequências Globais Û morbimortalidade decorrentes de infecções oportunistas (cândida, herpes simples, bactérias gram-negativas) Alterações Reprodutivas • ¯ Gonadotropinas Þ retardo de menarca ou amenorréia • Infertilidade • > Risco de reabsorção fetal precoce • Feto BPN ou PIG • No homem ¯ da libido e potência Þ Hipogonadismo Alterações Eletrolíticas • ¯ Potássio corporal total Û¯ proteínas musculares e ¯ potássio intracelular • A hipoinsulinemia e diminuição de substratos energéticos intracelulares Þ¯ ATP e fosfocreatina • Alteração da troca celular de sódio e potássio Þ perda de potássio e [ ] de sódio intracelular • A água Û entrada de sódio intracelular Þ super Hidratação intracelular, entretanto a água corporal total encontra-se ¯ devido a perda de massa magra • As alterações eletrolíticas podem explicar em parte a fatigabilidade e força muscular esquelética¯ Restauração do Estado Nutricional • Realimentação Þ recuperação morfológica e funcional do aparelho digestivo • progressivo de HCl, pepsina e outras enzimas • atividade enzimática pancreática @ após o 10o dia de tratamento dietoterápico • quantidade de sais biliares, devido ao da síntese e modificação de flora bacteriana do intestino delgado Þ micelação, digestão e absorção de gorduras • As alterações morfológicas podem persistir por meses, após a melhora do estado clínico-nutricional 60