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Unidade 1 Introdução à nutrição: nutrientes, água e suas funções Nesta unidade você verá: // introdução à nutrição // proteínas // carboidratos // lipídios // vitaminas // minerais // água Apresentação O principal objetivo da disciplina é promover o entendimento do aluno sobre a importância da alimentação equilibrada na manifestação de doenças específicas, que interferem na saúde geral dos indivíduos e nas funções dos membros inferiores. O aluno compreenderá as principais funções dos macronutrientes (carboidratos, proteínas e gorduras) e dos micronutrientes (vitaminas e minerais), além de água no organismo humano. Será possível compreender a importância do consumo equilibrado e adequado dos nutrientes de acordo com as necessidades de cada indivíduo. Durante o curso, serão descritas as principais deficiências nutricionais, intolerâncias e alergias alimentares e doenças metabólicas comuns que já atingem um percentual considerável da população brasileira e podem resultar em manifestações clínicas principalmente nos membros inferiores. Ao finalizar o curso, o aluno irá entender como a ingestão de nutrientes, calorias, água e aditivos químicos poderão contribuir ou não com a saúde. E como a ingestão desses interfere na manifestação de doenças e disfunções podológicas. Objetivos • Entender o que a ciência da nutrição estuda; • Compreender as funções dos macronutrientes (proteínas, carboidratos e lipídeos) e micronutrientes (vitaminas e minerais) no organismo humano, assim como as consequências de suas deficiências e toxicidades; • Identificar a necessidade da hidratação adequada e relacioná-la com o bom funcionamento do organismo humano. TÓPICOS DE ESTUDO Introdução à nutrição // As quatro leis da alimentação // A pirâmide alimentar Proteínas // Aminoácidos e estrutura das proteínas // Funções // Digestão, absorção e excreção // Recomendações e fontes Carboidratos // Classificação dos carboidratos // Características fisiológicas // Digestão e absorção Lipídeos // Classificação // Digestão e absorção dos triacilgliceróis // Lipólise e oxidação de ácidos graxos Vitaminas // Vitaminas lipossolúveis // Vitaminas hidrossolúveis Minerais // Funções // Fontes // Deficiências // Toxicidade Água // Necessidades // Funções e recomendações Introdução à nutrição A ciência da nutrição estuda os nutrientes presentes nos alimentos, as possíveis interações entre eles e o estado de saúde ou doenças das pessoas que os consomem. Existem os macronutrientes, que são as proteínas, carboidratos e lipídeos, e os micronutrientes, que são as vitaminas e minerais. Todos devem ser ingeridos durante a alimentação. Quanto mais variada e colorida a refeição, maior é a variedade de nutrientes disponíveis nela. Atualmente, o objeto de estudo da nutrição tem sido compartilhado por distintas ciências e profissionais, denotando cada vez mais a ampliação do seu caráter multidisciplinar. Diferentes áreas, como a nutrigenômica, a gastronomia e a psicologia, estudam a nutrição, assim como trabalham em conjunto com os profissionais nutricionistas em intervenções específicas na saúde. AS QUATRO LEIS DA ALIMENTAÇÃO As leis que regem a nutrição foram criadas em 1937 pelo médico argentino Pedro Escudero: Quantidade Para ter uma boa alimentação, é preciso ingerir alimentos em quantidades suficientes, evitando os excessos e as deficiências de nutrientes; Qualidade A qualidade compreende alimentos em condições adequadas ao consumo, bem conservados, no grau de maturação ideal e ricos em nutrientes; Harmonia As refeições devem estar balanceadas e com variedade suficiente para promover o equilíbrio nutricional; Adequação Alimentos adequados às necessidades e ao bom funcionamento de cada organismo individualmente. Uma alimentação balanceada deve ter uma quantidade equilibrada de carboidratos, proteínas, gorduras, fibras, vitaminas e minerais. Além disso, ela deve oferecer a hidratação adequada para garantir o bem-estar e o funcionamento correto do metabolismo. A PIRÂMIDE ALIMENTAR A pirâmide alimentar adaptada à população brasileira (Fig. 1) serve como guia alimentar geral para compor uma alimentação equilibrada e adequada em nutrientes. Ela foi elaborada com base na pirâmide alimentar norte-americana, embora os hábitos alimentares da população brasileira tenham sido levados em consideração, bem como a disponibilidade de alimentos na região onde essa população vive. Construída a partir de oito grupos alimentares (cereais, frutas, hortaliças, leguminosas, leite e derivados, carnes e ovos, doces e açúcares e óleos e gorduras), a pirâmide tem como principal objetivo recomendar variedade e equilíbrio, promovendo a ingestão de alimentos de diferentes grupos em quantidades suficientes para a manutenção da saúde (PHILIPPI et al., 1999). Para a elaboração da pirâmide alimentar, foram determinadas três dietas padronizadas: uma de 1.600 kcal, outra de 2.200 Kcal a terceira de 2.800 kcal. A partir disso, foram recomendadas as porções máximas e mínimas de cada grupo alimentar (PHILIPPI et al, 1999). Proteínas As proteínas são polímeros formados por aminoácidos que estão ligados por ligações peptídicas. O que diferencia uma proteína da outra são os tipos de aminoácidos presentes, a sequência desses aminoácidos na proteína, o número de aminoácidos e a estrutura na qual a proteína se encontra. AMINOÁCIDOS E ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS Os aminoácidos possuem a configuração conforme mostra a Figura 2, sendo que cada aminoácido possui um radical (R) diferente. EXPLICANDO O radical R difere em cada aminoácido e pode ser polar ou apolar. Ele determina e diferencia as características de cada um dos 20 aminoácidos presentes no código genético dos seres humanos. Há 20 tipos de aminoácidos diferentes, sendo que nove deles são essenciais: histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, tript ofano e valina. Esses aminoácidos essenciais devem ser obtidos por meio da alimentação. Atualmente, questiona-se se alguns aminoácidos considerados não essenciais são essenciais. Isso se deve ao fato de eles participarem indiretamente do metabolismo proteico de alguns aminoácidos essenciais. As proteínas alimentares que contêm um número maior de aminoácidos essenciais são consideradas proteínas de alto valor biológico. Cada proteína é formada por, no mínimo, 80 aminoácidos, que se encontram ligados entre si por meio de ligações peptídicas. As proteínas podem se diferenciar em números, tipos e sequência de aminoácidos. Além disso, elas podem possuir as seguintes estruturas: Primária: Possuem apenas ligações peptídicas em sequência linear; Secundária: Possuem estruturação primária em formato de espiral (hélice alfa) ou em formato de zigue-zague (folha beta); Terciária: É a estruturação secundária dobrada por ela própria (estruturação espacial); Quaternária: Duas ou mais estruturas terciárias agrupadas. As estruturas terciárias e quaternárias são consideradas espaciais. A partir dessas estruturas, a proteína passa a adquirir forma e função específicas. Na Figura 3, é possível ver a estrutura das proteínas. Por fim, sabe-se que o aquecimento da proteína promove a desnaturação, alterando sua forma e função. No entanto, a sequência de aminoácidos permanece a mesma, mantendo o valor nutricional do alimento. FUNÇÕES As proteínas desempenham papel fundamental nas funções estruturais, enzimáticas, hormonais, de transporte, de defesa e contração no organismo humano. Cerca de 17% do peso corporal é composto por proteínas. Elas constituem as fibras musculares, os ossos, os dentes, o cabelo e a pele. Além disso, atuam como enzimas digestivas, responsáveis por catalisar reações intra e extracelulares. As enzimas digestivas são necessáriaspara a quebra de diversas moléculas durante o processo de digestão de nutrientes. Muitos hormônios que regulam processos importantes no organismo são proteínas. Um exemplo importante é a insulina, hormônio responsável por regular a absorção da glicose na corrente sanguínea. Ainda, as proteínas também têm ação importante no processo de defesa no organismo humano. As chamadas imunoglobulinas (proteínas) são responsáveis por prevenir e combater infecções, protegendo o organismo contra agentes externos. Para que as proteínas possam ser direcionadas às suas funções, além da ingestão suficiente, é preciso ingerir carboidratos em quantidades adequadas e evitar que essas sejam direcionadas à produção de energia e não possam atuar em suas funções específicas. DIGESTÃO, ABSORÇÃO E EXCREÇÃO A digestão das proteínas ocorre no trato digestório a partir do estômago, local em que a enzima pepsina é ativada, e é finalizada no intestino delgado, local em que outras enzimas, como a tripsina e a quimotripsina, atuam. Além disso, são liberados aminoácidos livres e pequenos peptídeos durante esse processo. Em organismos sadios, a digestão da proteína é muito eficiente. Menos de 10% da proteína ingerida é eliminada na forma de nitrogênio. O restante é absorvido e utilizado nas demais funções do organismo. O organismo humano estoca e utiliza apenas os alfa-cetoácidos, aminoácidos sem o grupamento amina (NH3). Esse grupamento precisa ser eliminado. Para isso acontecer, o glutamato e a glutamina transportam o grupamento amina até o fígado para cair no ciclo da ureia. No entanto, quando há excesso de aminoácidos para a quantidade de transportadores, há um aumento de grupamento amina livre, podendo aumentar a quantidade de amônia sérica, sendo tóxica ao organismo e causando edemas sérios pelo corpo. Diariamente, cerca de 11 a 15 gramas de nitrogênio são excretados na urina de um adulto com adequado consumo de proteínas. Isso acontece diretamente, por meio da ureia ou da amônia, e indiretamente, por meio do ácido úrico e da creatinina. (COZZOLINO; COMINETTI, 2016). RECOMENDAÇÕES E FONTES Assim como todos os nutrientes, as recomendações de ingestão de proteínas e aminoácidos essenciais podem ser obtidas por meio das DRIs (Ingestões Dietéticas de Referência, em português). Além disso, as RDAs (Ingestão Diária Recomendada, em português) também definem o nível de ingestão dietética diária suficiente para atender às necessidades de indivíduos saudáveis de um mesmo gênero e estágio de vida. Segundo as DRIs, homens ou mulheres com idade igual ou superior a 19 anos devem ingerir acima de 0,8 gramas de proteínas por quilo de peso corporal ao dia. Já para gestantes e lactantes em qualquer idade, a ingestão deve estar acima de 1,1 gramas por quilo de peso corporal por dia (COZZOLINO; COMINETTI, 2016). Importante ressaltar que a deficiência energética de carboidratos pode comprometer o aproveitamento completo das proteínas, uma vez que as proteínas, nesses casos, são direcionadas pelo organismo para a produção e o fornecimento de energia, resultando em uma redução no aproveitamento da proteína para as funções descritas. As principais fontes de proteína da dieta podem vir de origem animal, como carnes, ovos e leites, ou de origem vegetal, como as leguminosas e cereais. Veja a Tabela 1 para saber a quantidade de proteínas em cada tipo de alimento. As proteínas são fundamentais em diversas funções no organismo. Os aminoácidos essenciais devem vir de uma alimentação adequada em proteínas de alto valor biológico e equilibrada nos demais nutrientes, para que não haja desvio na função, como ocorre na obtenção de energia. Carboidratos Os carboidratos são carbonos hidratados (com no mínimo três átomos de carbono), podendo ser classificados como poli-hidroxialdeídos e poli-hidroxicetonas. São substratos que fornecem energia, promovem saciedade e podem interferir no metabolismo dos lipídeos. As fibras alimentares, classificadas como carboidratos, possuem funções importantes para a adequação da microflora intestinal, promovendo o perfeito funcionamento intestinal e auxiliando na boa absorção de todos os nutrientes. As fibras servem como alimentos para que as bactérias intestinais boas, chamadas de probióticos, mantenham- se no intestino delgado, facilitando tanto a oferta como a absorção de nutrientes, como estimulando os processos de defesa do organismo. Os carboidratos podem ser armazenados no organismo humano por meio do glicogênio muscular e glicogênio hepático. A fórmula empírica o carboidratos é (CH2O)n. CURIOSIDADE Você sabia que o intestino humano tem um conjunto com mais de 10 trilhões de microrganismos. Trata-se dos probióticos, bactérias vivas responsáveis por diversas funções, como a síntese de algumas vitaminas do complexo B e a manutenção da imunidade. CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS Os carboidratos também podem ser classificados segundo o grau de polimerização, ou seja, eles podem ser monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos, formados principalmente por meio de ligações glicosídicas. Monossacarídeos Glicose, galactose e frutose. Dissacarídeos Sacarose (glicose + frutose), lactose (glicose + galactose) e maltose (glicose + glicose). Oligossacarídeos Maltodextrina (até 20 monossacarídeos). Polissacarídeos Amido e polissacarídeos que não são amidos (celulose, hemicelulose, pectina, mucilagens, betaglucanas). As enzimas humanas não reconhecem as ligações beta-1,2 ou beta-1,4 da glicose, presentes nos polissacarídeos não-amido, por isso não há digestão desses. Já o amido, por possuir ligações glicosídicas reconhecíveis pelas enzimas humanas, pode ser digerido e absorvido pelo organismo. Sendo assim, a glicose presente na celulose, por exemplo, não é absorvida e, por isso, promove a função de fibra alimentar no sistema de digestão. Em resumo, os carboidratos disponíveis que são capazes de sofrer degradação pelas enzimas digestivas humanas são: amido, sacarose, lactose, maltose, dextrina e isomaltose. Os polissacarídeos não amido, por sua vez, não são degradados e podem ser fermentados pela microbiota intestinal (COZZOLINO; COMINETTI, 2016). CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS É possível descrever as propriedades fisiológicas dos carboidratos considerando os mecanismos pelos quais eles influenciam na saúde. Na Tabela 2, é possível conhecer algumas propriedades fisiológicas de diferentes tipos de carboidratos. Tabela 2. Propriedades fisiológicas dos carboidratos. O amido é o principal tipo de carboidrato encontrado nos alimentos. São fontes de amido o arroz, a batata, o milho, o inhame, o feijão, a mandioca e o trigo. A lactose, por sua vez, é encontrada no leite; a sacarose e a frutose, em frutas. A maltose é menos abundante e está presente em alguns grãos germinados. Já os polissacarídeos não amido estão presentes na casca e folhas de vegetais. Estes últimos atuam como fibra alimentar. DIGESTÃO E ABSORÇÃO A digestão dos carboidratos inicia na boca e finaliza no intestino delgado até que eles sejam transformados em monossacarídeos, absorvidos no lúmen intestinal e transportados até a circulação sanguínea. Os monossacarídeos (glicose, frutose e galactose) são transportados para dentro das células do organismo por meio de diversas proteínas transportadoras GLUT, por difusão facilitada. Alguns exemplos de GLUT são: GLUT 1 para hemácias, GLUT 2 para células do fígado, GLUT 3 para o cérebro e GLUT 4 para músculos. Após a absorção, quase toda a galactose e a frutose são convertidas em glicose. A partir daí, elas têm dois destinos: podem ser utilizadas para fornecer energia ou armazenadas na forma de glicogênio nas células musculares e hepáticas. A principal função do glicogênio muscular é fornecer energia aos movimentos e a do glicogênio hepático é manter o nível de açúcar no sangue estável. As reservasde glicose no fígado podem garantir até 18 horas, no máximo, os níveis de glicose no sangue. Em indivíduos normais, a glicemia de jejum varia entre 70 a 109 mg/dL. Com as concentrações de glicose abaixo de 70 mg/dL, há um estado de hipoglicemia, com extrema fome, dor de cabeça e tontura, podendo evoluir para coma e morte. Todavia, se as concentrações de glicose sobem muito, acima de 150 a 170 mg/dL, temos um estado de hiperglicemia, promovendo fome, sede, problemas na visão e na circulação. Além disso, a glicose passa a ser eliminada na urina, sobrecarregando rins. Diversos hormônios regulam o metabolismo da glicose, como a insulina e o glucagon. A insulina, liberada pelo pâncreas quando há glicose no sangue, estimula a captação pelas células. Já o glucagon mantém as concentrações de glicose estáveis quando o organismo entra em jejum. Isso ocorre principalmente no cérebro. A ausência de insulina, ou a deficiência na sua ação, representa um grande problema, pois a glicose passa a ficar no sangue. O diabetes melito tipo 2, adquirida pelos maus hábitos alimentares, é uma doença que atinge grande parte da população mundial e representa 90% dos casos de diabetes. Há também o diabetes tipo 1, que representa 5% dos casos e o diabetes gestacional, que representa os outros 5% restantes (COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 68 e 69). Os carboidratos são fontes energéticas essenciais, podendo promover energia em diferentes velocidades. É necessário ingerir quantidade suficiente de variados tipos de carboidratos para o bom funcionamento do organismo, evitando, assim, disfunções patológicas provenientes da alimentação inadequada. Lipídeos A palavra "lipídeo" origina do grego lípos, que significa gordura. Os lipídeos são um grupo de moléculas heterogêneas, ou seja, possuem poucas características em comum. Uma característica comum a todos os lipídeos é a insolubilidade em água. É muito importante compreender as funções e o metabolismo de diferentes tipos de lipídeos, que estão relacionados principalmente com o fornecimento de energia, o transporte e a formação de substâncias ativas essenciais ao organismo humano. Lipídeos simples: - Ácidos graxos; - Gorduras neutras: formadas por ésteres de ácidos graxos e glicerol (monoacilgliceróis, diacilgliceróis e triacilgliceróis); - Cereais. Lipídeo compostos: - Fosfolipídeos; - Esfingolipídeos; - Lipoproteínas. Lipídeo variados: - Esteróis; - Clorofilas, carotenoides e vitaminas A, D, E e K. // Gorduras neutras (glicerídeos) São ácidos graxos esterificados ao glicerol, formando mono, di ou triacilgliceróis. Os lipídeos que mais se encontram na alimentação humana estão na forma de triacilgliceróis. Por serem neutros, podem ser transportados com segurança no sangue e armazenados nos adipócitos para reserva de energia. Os triacilgliceróis são formados por três hidroxilas de glicerol, condensadas com ácidos graxos. Os ácidos graxos podem ser representados pela forma RCO2H. O grupamento R é uma cadeia carbônica linear com número par de átomos de carbono, variando de 4 a 24 átomos. Para a classificação dos ácidos graxos, podemos usar o tamanho da cadeia de hidrocarbonetos, a presença ou não de ramificações, a presença ou não de duplas ligações e a posição da primeira dupla ligação. É válido ressaltar a classificação pela presença ou não de duplas ligações, uma vez que estas têm grande importância na alimentação. Os ácidos graxos saturados não possuem duplas ligações. Os ácidos graxos insaturados, por sua vez, possuem uma ou mais duplas ligações entre os átomos de carbono. Veja, na Figura 4, a diferença do ácido graxo saturado e do insaturado. As células humanas contêm muito mais ácidos graxos saturados do que insaturados. Os ácidos graxos insaturados são encontrados em maior quantidade no reino vegetal. Para a classificação de ácidos graxos segundo a posição da primeira dupla ligação em relação ao grupo metil terminal de ácido graxo, temos as seguintes possibilidades: Ômega-9; com a primeira dupla ligação entre os átomos de carbono 9 e 10. Ômega-7; com a primeira dupla ligação entre os átomos de carbono 7 e 9. Ômega-6; com a primeira dupla ligação entre os átomos de carbono 6 e 7. Ômega-3; com a primeira dupla ligação entre os átomos de carbono 3 e 4. Os ácidos graxos ômega-3 e ômega-6 não são produzidos pelo organismo humano. Dessa forma, devem ser ingeridos a partir da alimentação. Os ácidos graxos ômega-3 eicosapentaenoico (EPA) e o docosa-hexaenoico (DHA) são encontrados em peixes, como salmão, arenque, atum e sardinha. O ômega-3 possui alta capacidade anti-inflamatória, podendo melhorar consideravelmente a qualidade de vida de pessoas portadoras de doenças inflamatórias. Além disso, a ação do EPA pode auxiliar na prevenção de doenças cardiovasculares e dislipidemias. O ômega-6, por sua vez, é encontrado em abundância nos óleos vegetais, como o óleo de soja, óleo de milho, azeite de oliva e óleo de prímula. Seu consumo regular adequado também garante ação protetora ao coração e previne contra o aparecimento de dislipidemias. Os ácidos graxos saturados são encontrados no reino animal, principalmente nas carnes, leites e derivados. O excesso do consumo desses ácidos tem como principal consequência o aparecimento de doenças cardiovasculares, dislipidemias e o aumento considerável de processos inflamatórios no organismo. Os ácidos graxos trans estão presentes nos alimentos processados, uma vez que esse tipo de lipídeos é produzido pela indústria alimentícia a partir da adição de hidrogênio aos óleos vegetais. São fontes de gorduras trans biscoitos recheados, bolos, margarinas, sorvetes, massas recheadas, dentre outros. O consumo de gorduras trans é extremamente prejudicial à saúde humana, uma vez que aumentam a possibilidade de doenças coronarianas e a síndrome metabólica. O consumo frequente de ácidos graxos trans pode ser deletério ao organismo humano. // Ceras São ácidos graxos de cadeia longa ligados a álcoois de cadeia longa. Constituem as superfícies de plantas e tecidos de animais e têm a função de repelir a perda de água. // Fosfolipídeos São fosfoglicerídeos que contêm grupos polares na estrutura e, por isso, têm ação anfipáticas à molécula. Essa estrutura permite a organização em bicamadas nas membranas celulares, necessárias para garantir a fluidez e o transporte adequados. // Esfingolipídeos São encontrados basicamente associados às membranas celulares no tecido nervoso. // Esteróis São componentes importantes na estabilização das membranas celulares. Além disso, o colesterol é um precursor na síntese de ácidos biliares (responsável pela digestão de lipídeos) e de hormônios (esteroides e vitamina D). No entanto, as altas concentrações de colesterol no sangue estão relacionadas com o aumento das lipoproteínas de baixa densidade e, consequentemente, com o maior risco de doenças cardiovasculares e dislipidemias. // Lipoproteínas São complexos solúveis de proteínas e fosfolipídios sintetizados no fígado e intestino e catabolizadas nos rins. As lipoproteínas transportam os lipídeos pela corrente sanguínea e podem ser classificadas de acordo com a densidade. São lipoproteínas os quilomícrons, as VLDL (lipoproteína de muito baixa densidade), IDL (lipoproteína de densidade intermediária), LDL (lipoproteína de baixa densidade) e HDL lipoproteína de alta densidade. Quanto menor a densidade da lipoproteína, como a LDL e a VLDL, maior a quantidade de colesterol transportado para a corrente sanguínea. Portanto, níveis sanguíneos elevados de lipoproteínas LDL e VLDL são prejudiciais à saúde. As HDLs, lipoproteínas de alta densidade, fazem o transporte reverso do colesterol, levando-o ao fígado para ser metabolizado. O aumento dos níveis séricos dessas são benéficos ao organismo humano. ASSISTA Assista ao vídeo Especialista fala sobre os riscos do colesterol alto, publicado pelaTV Câmara São Paulo, para saber um pouco mais sobre os tipos de colesterol e a importância de mantê-los altos ou baixos. DIGESTÃO E ABSORÇÃO DOS TRIACILGLICERÓIS Triacilglicerol A maior quantidade de lipídeos ingeridos pela alimentação é na forma de triacilglicerol. Os triacilgliceróis iniciam a digestão na boca, passam pelo estômago, onde a movimentação proporciona e facilita a ação da lipase gástrica (enzima digestiva), e seguem ao intestino delgado. Lipase pancreática No intestino delgado, sofrem ação da bile e de enzimas pancreáticas. A principal enzima envolvida na digestão dos triacilgliceróis é a lipase pancreática. Ela hidrolisa as ligações éster, dando origem a ácidos graxos livres e betamonoacilgliceróis. Estes são incorporados em micelas e transportados aos enterócitos (células intestinais). Antes de entrar nos enterócitos, as micelas se dissociam e as moléculas lipídicas são absorvidas por difusão. Dentro dos enterócitos, os ácidos graxos são reesterificados e formam triacilgliceróis novamente. Após o processo de digestão e reesterificação, triacilgliceróis em conjunto com o colesterol, os fosfolipídeos, os ésteres de colesterol e as vitaminas lipossolúveis formam as lipoproteínas. Portanto, após a reesterificação dos triacilgliceróis, são produzidas as lipoproteínas que os transportam pela corrente sanguínea. Lipoproteínas são as partículas que transportam lipídeos na corrente sanguínea (COZZOLINO; COMINETTI, 2016). Os triacilgliceróis de cadeia média (TCM) presentes na gordura do coco não são transportados para a corrente sanguínea. Estes vão diretamente para o fígado, pelo fluxo sanguíneo portal e podem fornecer energia após 30 minutos da sua ingestão. LIPÓLISE E OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS A lipólise é o processo no qual os triacilgliceróis são dissociados em ácidos graxos e glicerol. Os ácidos graxos vão para diversos tecidos no organismo humano, como os tecidos hepático, muscular e adiposo. Os ácidos graxos são liberados por meio da betaoxidação, dependendo da necessidade. A betaoxidação é um processo de liberação de energia que ocorre na mitocôndria das células. Além de obtidos por meio da alimentação, os ácidos graxos podem ser sintetizados pelo próprio organismo, com exceção dos ácidos graxos essenciais já descritos anteriormente, como ácidos graxos insaturados ômega-3 e ômega-6. A biossíntese de ácidos graxos ocorre, principalmente, nas células do fígado e resulta na formação do ácido graxo palmítico. O processo de síntese de ácidos graxos é regulado predominantemente pelos efeitos da insulina. Sendo assim, a resistência à insulina está diretamente relacionada com o aumento da síntese de ácidos graxos e, possivelmente, ao aumento da gordura corporal e obesidade. Parte dos lipídeos são excretados pelas fezes. No entanto, o colesterol ainda pode ser reabsorvido pelo intestino, por meio da via de efluxo de colesterol transintestinal. É essencial que a alimentação ofereça quantidades suficientes de lipídeos para a manutenção de todas as funções acima descritas. O metabolismo dos lipídeos sofre interferência do ciclo metabólico da glicose. Portanto, para que todos os processos ocorram adequadamente, é necessária a ingestão adequada e equilibrada de nutrientes. Vitaminas Vitaminas são micronutrientes orgânicos vitais ao organismo humano e que precisam ser ingeridos por meio da alimentação variada. O consumo deficiente ou em excesso das vitaminas pode acarretar em problemas sérios ao organismo. As DRIs (Dietary Reference Intakes), que significa "ingestão dietética de referência", são valores de referência para a ingestão de nutrientes de indivíduos e grupos, com o objetivo de prevenir deficiências nutricionais e o risco de doenças crônicas não transmissíveis. Além disso, elas também fornecem limites superiores para a ingestão de nutrientes, de forma a prevenir os riscos de efeitos adversos pela ingestão excessiva. As DRIs foram desenvolvidas tendo-se em vista indivíduos saudáveis. As vitaminas podem ser agrupadas pelo seu papel funcional (denominadas como A, B1, B2, B6, C, D, E...) e classificadas pela capacidade de se solidificarem como lipossolúveis e hidrossolúveis. VITAMINAS LIPOSSOLÚVEIS As vitaminas lipossolúveis A, D, E e K são essenciais ao organismo humano e, por isso, precisam ser ingeridas durante a alimentação. - Elas são solúveis em lipídeos e dependem deles para que sejam digeridas e absorvidas. - Além disso, são estruturas importantes e participam em processos fundamentais na manutenção e formação de componentes estruturais do organismo humano. - Sua absorção ocorre no intestino e o transporte ocorre pelo sistema linfático. As vitaminas são armazenadas no fígado e no tecido adiposo. - Os excessos na ingestão de vitaminas lipossolúveis são mais difíceis de serem eliminados pelo organismo do que os excessos das vitaminas hidrossolúveis. Dentre as funções das vitaminas lipossolúveis, destacam-se a capacidade antioxidante dos carotenoides (vitamina A) e da vitamina E, a deposição de cálcio e outros minerais nos ossos estimulados pela vitamina D e a capacidade de coagulação sanguínea, função da vitamina K. As vitaminas lipossolúveis estão disponíveis em alimentos de origem animal e vegetal. A vitamina E está presente na maioria dos óleos vegetais. Na Tabela 3, é possível conhecer as principais funções, fontes alimentares e sintomas das deficiências e toxicidade de vitaminas lipossolúveis. VITAMINA FUNÇÕES FONTES DEFICIÊNCIAS TOXICIDADE A Possui atividade antioxidante por meio dos carotenóides; participa na formação dos tecidos e órgãos; o retinol está envolvido na síntese de rodopsina, essencial para promover a visão; confere fator de proteção às células contra diversos patógenos. Origem animal: fígado, leite e derivados. Vegetal: abacate, caqui, damasco seco, manga, acerola, suco de laranja, pajurá e tucumã (os dois últimos são frutos da Amazônia). A deficiência de Vitamina A afeta 190 milhões de pessoas no mundo. Pode causar cegueira noturna, deficiência visual grave em crianças, falta de produção de muco e diminuição da ação da resposta imune imediata, aumento de complicações em infecções comuns em crianças, como a diarreia, diminuição do apetite e alterações na pele. Altas concentrações no fígado estão ligadas à perda óssea, aumento do risco de fraturas e malformações no feto. D Participa do controle da homeostase do cálcio e do fósforo. Aumenta a absorção intestinal e cálcio e contribui com a prevenção da osteopenia e osteoporose. Exposição solar e alimentação. Alimentação: peixes, cogumelos e gema de ovo. A deficiência de vitamina D está relacionada com o aparecimento da osteopenia, osteoporose, alguns tipos de câncer, esclerose múltipla, doenças autoimunes, aumento da obesidade, doenças cardiovasculares, diabetes tipo 2 e diabetes tipo 1. Esta última quando há deficiência nos primeiros anos de vida. Altas dosagens de vitamina D causam a hipercalemia (excesso de cálcio no sangue). Isso resulta em fadiga, anorexia, náuseas e desidratação. E Possui importante ação antioxidante, garantindo a manutenção da integridade da membrana nas células. Tem papel importante na saúde em geral. Atua contra o envelhecimento, o câncer, doenças cardiovasculares, infecções e doenças inflamatórias. As fontes são os óleos vegetais e o farelo de gérmen de trigo, assim como seu óleo. Muito rara, a deficiência de vitamina E só ocorre em casos bem específicos de algumas síndromes ou em pessoas com desnutrição energético-proteica. Deficiências de vitamina E podem causar neuropatias e miopatias. Em doses acima de 1.000 UI, podem ocorrer dor de cabeça, fadiga, náusea, visão dupla, fraqueza muscular e hemorragias. K Atua na regulação da coagulação sanguínea, contribui com o metabolismoósseo e reduz o risco de fraturas na terceira idade. K1 (filoquinona): legumes de folhas verdes e óleo vegetal; K2 (menaquinona): carnes, ovos e queijos. Muito comum em quem faz uso constante de anti-inflamatórios e anticoagulantes. Sua deficiência promove falta de coagulação no sangue, possíveis sangramentos na pele e sangramentos internos. Pode também contribuir com a ocorrência de osteoporose. Não há registros significativos de toxicidade de altas ingestões de vitamina K. Fonte: COZZOLINO; COMINETTI, 2016, pp. 391-440. (Adaptado). VITAMINAS HIDROSSOLÚVEIS Algumas vitaminas hidrossolúveis podem ser sintetizadas pelo organismo humano, mas a grande maioria deve ser adquirida por meio da alimentação. As vitaminas hidrossolúveis são essenciais em diversos processos, como o metabolismo, as sínteses de DNA e RNA, o combate aos radicais livres, a síntese e degradação de nutrientes como as proteínas, dentre outros processos. A absorção das vitaminas ocorre no intestino delgado. Elas circulam pela corrente sanguínea, distribuindo-se entre os tecidos de acordo com a necessidade. Elas são solúveis em água e, por isso, são eliminadas facilmente pela urina. As vitaminas hidrossolúveis estão amplamente distribuídas em diversas fontes alimentares no reino animal e vegetal. Frutas, verduras, legumes, cereais e leguminosas, assim como carnes, leites e ovos são fontes de diversas vitaminas hidrossolúveis. A alimentação variada e rica promove ingestão adequada e evita a deficiência nutricional dessas vitaminas. A Tabela 4 mostra as principais funções, fontes alimentares e sintomas das deficiências e toxicidade de vitaminas hidrossolúveis. VITAMINA FUNÇÕES FONTES DEFICIÊNCIAS TOXICIDADE C (ácido ascórbico) Atua como antioxidante extracelular, protegendo o sangue contra radicais livres. Diversos estudos relacionam a ingestão adequada da vitamina C com a prevenção de doenças cardiovasculares e câncer. A vitamina C em doses adequadas fortalece o sistema imunológico do organismo humano. Frutas cítricas como limão, laranja, abacaxi, acerola, morango e alguns vegetais como brócolis e salsinha. Por ser instável quanto ao tempo e temperatura, o alimento rico em vitamina C precisa ser consumido, evitando a cocção e a refrigeração, assim como o tempo de exposição à temperatura ambiente após partido. A deficiência de vitamina C causa o escorbuto, caracterizado por alterações na gengiva, dores nas extremidades, hemorragias e úlceras, podendo ser até fatal. O escorbuto em lactantes causa má formação óssea em lactentes. Doses superiores a 1 grama por dia pode causar diarreia e cólica renal. A vitamina C pode se tornar um pró-oxidante em grandes quantidades no organismo. B1 (tiamina) A tiamina está envolvida no metabolismo da glicose e dos aminoácidos. Abundante nos cereais, vegetais e sementes. Muito rara, pode ocorrer em quem sofre de alcoolismo ou faz hemodiálise. Causa o beribéri, caracterizado por neuropatia periférica com comprometimento de funções, principalmente das partes distais dos membros. Altas dosagens de vitamina D causam a hipercale A toxicidade é incomum. Quando ocorre, pode ocasionar o choque anafilático. mia (excesso de cálcio no sangue). Isso resulta em fadiga, anorexia, náuseas e desidratação. B2 (riboflavina) É integrante de coenzimas importantes que atuam nas vias metabólicas, principalmente para o fornecimento de energia. Ovos, carnes, leite e derivados e farelo de trigo. Afeta principalmente mulheres e crianças. Sua deficiência pode levar a inflamações do trato respiratório, edemas, estomatite, anemias e dermatites. Não identificada. B3 (niacina) Por ser precursora de NAD e NADP, a niacina está envolvida em inúmeras reações, como síntese e degradação de nutrientes, fermentação láctea, fermentação alcoólica, metabolismo dos ácidos graxos e Ciclo de Krebs. Carnes, peixes e cereais integrais. Conhecida como Pelagra, a deficiência de niacina leva a dermatites fotossensíveis com queimaduras na face, diarreias, demência e delírios. Não identificada. B5 (ácido pantotênico) Essencial ao metabolismo dos carboidratos, lipídios e aminoácidos na produção de energia pelo Ciclo de Krebs e pela glicólise. Está envolvida na biossíntese e na oxidação dos ácidos graxos. Participa também na síntese e degradação dos aminoácidos. Fígado, carnes em geral, cogumelos, leite, grãos e vegetais. É bem rara a deficiência desta vitamina. Pode ocorrer em casos de desnutrição grave, ocasionando parestesia dos dedos do pé, depressão, fadiga e insônia. Não identificada. B6 (piridoxina) Atua como coenzima essencial em reações de transaminação, degradação de glicogênio e síntese de serotonina. Possui ação antioxidante importante no organismo. É encontrada amplamente nos vegetais. Em maior quantidade, encontramos no feijão-verde cru, na cenoura crua e no suco de laranja. A deficiência desta vitamina costuma acontecer associada às outras vitaminas do complexo B. Pode ocorrer por má absorção devido à problemas genéticos, uso de álcool e medicamentos. Os principais sintomas são dermatites, confusão mental e depressão. Ocorre por uso excessivo de suplementos em grandes quantidades. Pode causar fraqueza muscular, dores ósseas e até danos neurológicos permanentes. B7 (biotina) A biotina exerce papel fundamental como cofator para enzimas essenciais à gliconeogênese e no metabolismo das proteínas e dos carboidratos. Além disso, ela é essencial no processo de expressão gênica. Fígado, gema de ovo, amêndoas, brócolis e alcachofra. Ocorre em pessoas com redução da absorção intestinal, uso de alguns fármacos de forma contínua, indivíduos que fazem hemodiálise e em gestantes fumantes e alcoólatras. A deficiência pode causar dermatites, conjuntivites, perda de cabelos, fadiga muscular e incapacidade de coordenação de movimentos. Não identificada. B9 (ácido fólico) Essencial à síntese de metionina que age como cofator em muitas reações que dão origem aos neurotransmissores, DNA, RNA, dentre outros. Esses são essenciais à expressão gênica. As melhores fontes são vegetais verde-escuras, frutas, fígado, feijões e soja. A fortificação de farinhas é uma estratégia usada no Brasil para evitar a deficiência de ácido fólico. Ocorre na quimioterapia, alcoolismo e uso de contraceptivos orais. Gestantes também são um grupo de alto risco, pois têm uma redução nas concentrações de ácido fólico, podendo levar a defeitos no fechamento do tubo neural e possíveis defeitos cardíacos, assim como a mortalidade em recém-nascidos. A fortificação de alimentos pode levar à ingestão excessiva de folato, mascarando a deficiência de Vitamina B12 e, ainda, levar ao aumento no risco de câncer e resistência a insulina. B12 (cobalamina) Essencial à reparação da mielina para a formação e regeneração dos eritrócitos e para o metabolismo energético. Encontrada em alimentos de origem animal como bife de fígado, ostras, mariscos, arenque, truta, carne bovina, iogurte com pouca gordura, ovos e queijos. Aumenta a produção de radicais livres no sistema nervoso, causa dores de cabeça, sonolência, depressão, declínio cognitivo e outras doenças psiquiátricas. Pode levar ao retardo no crescimento uterino. Essa deficiência é comum em pacientes que passaram por cirurgias intestinais ou tem algum comprometimento no intestino. O excesso de vitamina B12 ingerida não gera consequências na saúde humana. Fonte: COZZOLINO E COMINETTI, 2016, pp. 449-571. (Adaptado). Minerais Os minerais são formados por meio da interação de processos físico-químicos em ambientes geológicos. Eles são importantes em diversos processos no organismo humano e, por não serem produzidos internamente, precisamser ingeridos a partir da alimentação. Tendo isso em mente, abordaremos alguns dos principais minerais essenciais, ou seja, que precisam ser consumidos por meio de boas fontes alimentares para o adequado funcionamento de diversos processos no organismo humano. FUNÇÕES Cálcio (Ca): É o principal constituinte do esqueleto e dos dentes. O esqueleto é um importante reservatório de cálcio para manter as concentrações sanguíneas estáveis. O cálcio participa de processos importantes, como a coagulação sanguínea e a ativação das funções da proteína (movimentos, secreção e divisão celular e transmissão nervosa). O cálcio promove a contração do músculo cardíaco. Fósforo (P): Constituinte essencial nas membranas celulares. Promove o tamponamento dos fluidos corporais, é componente estrutural do tecido ósseo e é essencial nas produções e armazenamentos de energia. Além disso, é constituído por coenzimas importantes que participam do ciclo de Krebs, promove a comunicação entre células e tecidos, participa do metabolismo da glicose e do glicogênio e regula o metabolismo dos lipídeos. Magnésio (Mg): Atua como cofator em mais de 300 reações no organismo, incluindo as sínteses de DNA, de proteínas e transferência, transporte e armazenamento de energia. Ferro (Fe): A maior parte de ferro no organismo é destinada às hemácias, que fazem o transporte de oxigênio do pulmão aos músculos e outros tecidos. Zinco (Zn): Responsável por catalisar diversas reações químicas no organismo, participando do metabolismo dos carboidratos, proteínas e lipídios. Além disso, atua no controle da expressão gênica. O zinco contribui com o crescimento e desenvolvimento adequados, assim como com o adequado funcionamento do sistema imunológico. Cobre (Cu): Fundamental à respiração, transporte de ferro, proteção contra o estresse oxidativo, formação óssea e de vasos sanguíneos e crescimento celular. Iodo (I): O iodo é componente fundamental dos hormônios da tireoide, sendo determinante no funcionamento dessa glândula e ao funcionamento do metabolismo. FONTES Cálcio (Ca): Leguminosas como feijão e grão-de-bico, leite e derivados, couve, espinafre, brócolis e amêndoas. Fósforo (P): Cereais, fontes proteicas, leite e alimentos processados com adição de sais de fosfato para sua conservação. Magnésio (Mg): Cereais integrais, frutas e hortaliças, castanha-de-caju, castanha-do-pará, grão-de- bico, nozes, pinhão e chocolate. Ferro (Fe): Alimentos de origem animal fornecem maior parte de ferro heme (facilmente absorvido). São exemplos as carnes. O ferro não heme, por sua vez, é proveniente de alimentos de origem vegetal, como leguminosas e verduras. Eles precisam ser ingeridos junto às fontes de vitamina C para a adequada absorção. Zinco (Zn): Ostras, mariscos, castanhas, leguminosas, cereais, carne vermelha, frango e gérmen de trigo. Cobre (Cu): Crustáceos, oleaginosas (castanha-de-caju), sementes e leguminosas. Iodo (I): Alimentos cultivados em solo rico em iodo, algas marinhas, frutos do mar e sal iodado. DEFICIÊNCIAS Cálcio (Ca): A deficiência de cálcio na gestante pode levar a criança ao raquitismo. Em adultos, a deficiência leva à osteopenia e à osteoporose. Fósforo (P): A deficiência de fósforo pode causar diminuição dos estoques de energia, problemas no transporte de oxigênio e alterações na função neural. Pode causar tremor, fraqueza, confusão mental, dores ósseas, rigidez articular, hemorragias, disfunção nas células de defesa. Magnésio (Mg): A deficiência de magnésio está associada ao maior risco no desenvolvimento de diabetes tipo 2 e síndrome metabólica. Pode causar também sintomas como câimbras, fraqueza muscular, convulsões, apatia, delírio, irritabilidade e excessos de cálcio na urina. Ferro (Fe): A principal consequência da deficiência de ferro no organismo leva à anemia, com redução das taxas de hemoglobina e/ou eritrócitos. A depleção de ferro ocorre significativamente em mulheres na idade fértil e em crianças até os cinco anos de idade. Algumas doenças inflamatórias, como infecções, câncer e doenças hepáticas, também levam à anemia. Zinco (Zn): A desnutrição, assim como doenças crônicas e inflamatórias, gravidez, lactação e cirurgias intestinais podem levar à deficiência de zinco. Ela é caracterizada pela anorexia, alterações no paladar, dificuldade na reparação dos tecidos, mais tempo de convalescença no estado de doença e retardo no crescimento e maturação sexual. Cobre (Cu): Mais comum em quem tem problemas de absorção e em crianças e bebês. A deficiência de cobre pode levar à anemia por incapacidade de mobilizar ferro aos compartimentos necessários. Está ligada à diminuição da resposta imune e ao aumento da susceptibilidade de infecções. Iodo (I): Grande parte da população que vive em áreas com solo pobre em iodo são deficientes desse elemento (como no sul da Ásia e África). O bócio é a principal consequência. Na gestação, pode levar a parto prematuro e abortos. Também pode aumentar a mortalidade infantil. Em adolescentes, causa atraso no desenvolvimento cognitivo. Em adultos, leva aos distúrbios na tireoide, com redução da capacidade física e mental. Água A água é o nutriente mais vital ao ser humano. Essencial à vida, este líquido participa de diversas reações bioquímicas importantes, promovendo constantes trocas metabólicas. Além disso, seus eletrólitos garantem a manutenção do equilíbrio hidroeletrolítico no organismo. NECESSIDADES É necessária a ingestão diária de água para manter as concentrações suficientes no organismo. Veja, na Tabela 5, o percentual de água por gênero e faixa etária. Tabela 5. Média percentual de água no organismo humano de acordo com gênero e faixa etária. Fonte: COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 157. (Adaptado). A hidratação adequada também garante a ingestão de eletrólitos essenciais. Estes atuam como íons, regulando a pressão osmótica e mantendo o equilíbrio hídrico no interior do organismo. A função de três eletrólitos encontrados na água é: Sódio e Cloro: Diversos processos internos necessitam do balanço adequado de sódio e cloro; Potássio: Necessário para garantir o bom funcionamento da membrana plasmática. Quando as concentrações de água estão abaixo do necessário, o sistema nervoso central detecta e sinaliza para todo o organismo de forma rápida, alterando vários processos fisiológicos importantes. Nesses casos, alguns dos sintomas são dores de cabeça, fadiga e boca seca. Quando o indivíduo entra num processo de desidratação, com perdas superiores a 6% do peso corporal total, há expressiva redução no volume do plasma, assim como do líquido intersticial, fazendo com que os rins trabalhem menos. Há grandes riscos nessas situações, pois o organismo pode ser levado à acidose metabólica, interrompendo a respiração e levando à morte. Outros sintomas de indivíduos com desidratação acentuada são: urina muito concentrada e com volume reduzido, delírios, convulsão e coma. A desidratação pode acontecer em casos de doenças como diarreia e vômitos, assim como nas perdas pelo calor e falta de ingestão de líquidos em situações extremas. FUNÇÕES E RECOMENDAÇÕES As funções e recomendações quanto ao uso da água são: - Ação como solvente, possibilitando trocas metabólicas, processos enzimáticos e bioquímicos que mantenham o metabolismo adequado; - Promoção da lubrificação adequada das partes moles do corpo, como as articulações; - Manutenção da temperatura corporal. A água é o principal fator para a manutenção da temperatura. A secreção por meio do suor permite a regulação da temperatura; - Transporte utilizado pelo organismo para a movimentação de diversas moléculas corporais para seu compartimento. A recomendação de ingestão de água depende de diversos fatores, como estado de saúde, sexo, faixa etária, estilo de vida, temperatura do ambiente e frequência de atividades físicas realizadas.Como não existe reserva de água no corpo humano, é preciso ingeri-la diariamente em quantidades suficientes para repor todas as perdas hídricas. É de extrema importância que, para manter os processos fisiológicos dependentes de água funcionando completamente, o indivíduo mantenha uma ingestão adequada de água, capaz de resultar na cor mais clara da urina. Além das perdas pela urina, há perdas por meio da sudorese na pele e outros mecanismos insensíveis de controle da osmolaridade corporal. Estima-se que as perdas pela pele ocorram em torno de 500 a 700 ml por dia (COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 161). Em ambientes muito quentes, essa perda pode aumentar consideravelmente. Há também as perdas pela respiração; durante a expiração, são perdidos em torno de 250 a 350 ml de água por dia (COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 161). Além disso, uma parte menor da água corporal também é eliminada através das fezes. A recomendação de ingestão de água deverá seguir a Tabela 6. Tabela 6. Recomendação e ingestão de água de acordo com gênero e faixa etária. Fonte: COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 160. (Adaptado). Agora é a hora de sintetizar tudo o que aprendemos nessa unidade. Vamos lá?! SINTETIZANDO A ciência da nutrição é responsável por relacionar a ingestão de nutrientes, por meio de alimentos e água, com o estado de saúde do indivíduo. Para que ocorra adequação nos processos internos do organismo humano, é necessária a ingestão equilibrada em qualidade e quantidade de macronutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos) e micronutrientes (vitaminas e minerais), assim como de água. As proteínas são componentes estruturais, enzimáticos, hormonais, de transporte, de defesa e contração no organismo humano. Os carboidratos são essenciais ao fornecimento de energia, assim como as fibras alimentares (também classificadas como carboidratos) são importantes para a manutenção da microbiota intestinal e promoção do adequado funcionamento do intestino. Com a ingestão adequada em fibras, é possível garantir uma melhor digestão e absorção de todos os nutrientes ingeridos. Os lipídeos são importantes para o fornecimento de energia, para o transporte e formação de substâncias ativas essenciais ao organismo humano, como a síntese de hormônios, o transporte de vitaminas lipossolúveis e a composição das camadas das membranas celulares. As vitaminas lipossolúveis e hidrossolúveis são necessárias à manutenção do adequado funcionamento de processos vitais ao organismo humano, como o metabolismo e a síntese de DNA e o RNA. Os minerais devem ser ingeridos adequadamente para o perfeito funcionamento do organismo. Dentre as funções dos minerais, destacam-se a capacidade de combater toxinas, a formação e manutenção das células sanguíneas e a ação de coenzimas em diversas reações. A ingestão adequada de água é essencial, visto que o organismo humano não tem capacidade de armazená-la e precisa dela para diversas funções internas importantes, como manutenção da temperatura corporal e transporte de nutrientes. Para orientação geral da população brasileira, temos a pirâmide alimentar. Essa é um guia alimentar compreendido por meio dos grupos de alimentos e suas recomendações por porções. Para as recomendações específicas em nutrientes, as DRIs (Ingestões Dietéticas de Referência) são utilizadas. Essas foram elaboradas pelo Institute of Medicine, dos Estados Unidos, em conjunto com a agência Health Canada, e compreendem as recomendações adequadas de nutrientes, assim como os limites de ingestão, com o objetivo de evitar doenças crônicas. A alimentação adequada em nutrientes e água é determinante à saúde humana. Muitos dos sintomas tratados em diversas patologias têm em sua origem a falta ou o excesso de nutrientes, assim como o desequilíbrio da alimentação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COZZOLINO, S. M. F.; COMINETTI, C. Bases bioquímicas e fisiológicas da nutrição. Barueri: Manole, 2016. ESPECIALISTA fala sobre os riscos do colesterol alto. Postado por TV Câmara São Paulo. (6 min. 30 s.). port. color. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=5r0-W8-bHvg>. Acesso em: 26 jun. 2019. PHILIPPI, S. T. Tabela de composição de alimentos. Barueri: Manole, 2013. PHILIPPI, S. T. et al. Pirâmide alimentar adaptada: guia para escolha dos alimentos. Rev. Nutr., Campinas, v. 12, n. 1, 1999. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rn/v12n1/v12n1a06>. Acesso em: 12 jun. 2019. https://www.youtube.com/watch?v=5r0-W8-bHvg http://www.scielo.br/pdf/rn/v12n1/v12n1a06 Unidade 2 - Não nutrientes, balanço energético e fator de atividade física Nesta unidade você verá: // não nutrientes // balanço energético // fator de atividade física e gasto energético OBJETIVOS DA UNIDADE • Identificar e entender a importância dos não nutrientes na saúde humana; • Compreender a importância do balanço energético e entender os sistemas que atuam na produção de energia; • Identificar os fatores de atividade física e sua relação com as vias de fornecimento de energia, assim como a importância dos carboidratos no fornecimento energético. TÓPICOS DE ESTUDO • Não nutrientes // Fibras alimentares // Compostos bioativos // Aditivos alimentares • Balanço energético // Catabolismo e anabolismo // ATP (trifosfato de adenosina) // Ciclo do ácido cítrico // Controle da produção de energia • Fator de atividade física e gasto energético // Vias de geração de energia no exercício físico // Necessidades energéticas durante o exercício físico // Importância dos carboidratos no fornecimento de energia Não nutrientes Os nutrientes são elementos presentes nos alimentos e essenciais ao organismo humano. A ingestão deles é importante para a realização de funções como a produção de energia e a formação de estruturas internas no corpo humano. Os nutrientes participam do processo de digestão e são absorvidos e utilizados em diversas funções internas. Dessa forma, é possível afirmar que os não nutrientes são elementos que podem não ser digeridos e absorvidos pelo organismo humano ou ser dispensáveis ao funcionamento extremamente básico dos sistemas internos. Mas muitos não nutrientes são interessantes à saúde por contribuírem significativamente com funções internas que protegem e fortalecem o organismo. Serão abordados aqui as fibras alimentares e os compostos bioativos, como não nutrientes importantes à saúde, e os aditivos alimentares como não nutrientes que podem ser prejudiciais à saúde humana. As fibras alimentares, presentes nos alimentos, não são digeridas e nem absorvidas, mas contribuem significativamente à saúde intestinal, tornando-se assim essenciais. Já os compostos bioativos podem atuar de forma importante e até decisiva na proteção do organismo de diferentes maneiras. Esses podem ser absorvidos, mas não são considerados indispensáveis ao funcionamento básico dos órgãos e sistemas internos. FIBRAS ALIMENTARES Fibras alimentares também podem ser classificadas como carboidratos que não são digeridos e nem absorvidos, ou seja, não há enzimas no organismo humano capazes de atuar na quebra das ligações glicosídicas presentes. No entanto, elas contribuem de forma significativa e fundamental à função intestinal. As fibras alimentares podem pertencer a três categorias: • 1: Polímeros de carboidratos comestíveis presentes na forma em que se consome um alimento vegetal; • 2: Polímeros de carboidratos presentes na forma crua de alimentos que tenham efeitos comprovadamente benéficos à saúde humana; • 3: Polímeros de carboidratos sintéticos produzidos com a finalidade de promover um efeito benéfico à saúde humana. Há diferentes tipos de substâncias presentes nos vegetais que não são digeridas e, por isso, podem ser classificadas como fibras alimentares, que segundo as autoras Silvia Cozzolino e Cristiane Cominetti são: CELULOSE: É um polissacarídeo composto apenaspor glicose, é o principal componente da parede celular dos vegetais e tem uma função estrutural importante. A celulose possui capacidade de retenção de água no intestino grosso, contribuindo para a formação do bolo fecal pastoso e facilitando a evacuação. Está presente principalmente nas hortaliças, nos cereais e nas frutas. // Hemicelulose Assim como a celulose, a hemicelulose é uma fibra estrutural capaz de absorver água no intestino grosso. No entanto, é formada por outros tipos de açúcares diferentes da glicose. A hemicelulose está presente nas hortaliças, leguminosas e castanhas. BETAGLUCANOS: São polímeros de glicose com diversos tipos de ligações, extremamente solúveis em água e que têm a capacidade de formar géis e soluções viscosas. O aquecimento desses polímeros diminui sua viscosidade que se reverte no resfriamento, conferindo uma propriedade bastante interessante à indústria alimentícia na substituição das gorduras. Eles estão presentes na aveia, cevada e seus derivados. No intestino, os betaglucanos têm a capacidade de retardar ou reduzir a absorção de nutrientes, como o colesterol, por exemplo. / Pectinas Polissacarídeos estruturais, as pectinas, são bastante utilizadas como espessantes pela indústria alimentícia. São fermentadas no cólon pelas bactérias intestinais, contribuindo para a manutenção da flora bacteriana intestinal. Estão presentes nas cascas de frutas como a maçã e em alguns vegetais. Gomas e mucilagens: São polissacarídeos presentes na parede celular de sementes e amplamente utilizados pela indústria alimentícia como espessantes e estabilizantes. Possuem a capacidade de reter ácidos biliares no intestino humano. // Frutanos São polissacarídeos de frutose com capacidade de fermentar no intestino, contribuindo para a manutenção da microflora intestinal saudável. Estão presentes nos seguintes alimentos: trigo, centeio, cevada, aveia, batata yacon, chicória, alho-poró, cebola, maçã, banana, pera e ameixa. POLIDEXTROSE: Sintetizada a partir da glicose e do sorbitol, a polidextrose possui alta capacidade fermentativa e reduz o aumento da glicemia. Ela vem sendo utilizada pela indústria alimentícia. // Amido resistente O amido resistente é formado por amido e produtos da sua degradação. Estão presentes em grãos e tubérculos, como batata crua, batata cozida e grãos integrais. O amido resistente apresenta alta fermentabilidade, produzindo efeitos benéficos sobre o funcionamento e a manutenção da microflora intestinal. Efeitos sobre a capacidade de reduzir a resposta glicêmica (açúcar no sangue) devem ser considerados. LIGNINA: Uma fibra diferente, pois não é um polissacarídeo, a lignina está ligada à hemicelulose na parede celular. Encontrada na camada externa de grãos e cereais, essa fibra é responsável por reduzir e retardar a absorção de nutrientes no intestino. A lignina pode interferir na absorção de minerais. É possível perceber que os diferentes tipos de fibras alimentares podem agir de diversas maneiras produzindo, na maior parte das vezes, efeitos benéficos ao sistema gastrintestinal. As viscosidades das fibras podem retardar o esvaziamento gástrico, aumentando a saciedade, melhorando a absorção de nutrientes e diminuindo a resposta glicêmica (açúcar no sangue). Já as fibras alimentares podem estimular os movimentos do intestino, reduzindo a absorção de carboidratos. Ao acelerar o trânsito intestinal e aumentar o volume fecal, menos substâncias tóxicas entram em contato com a mucosa intestinal, que fica mais protegida. Muitas fibras alimentares, ao estimularem a fermentação, promovem a produção de ácidos graxos de cadeia curta, que melhoram a absorção de cálcio e outros minerais. Alguns tipos de fibras alimentares, como as pectinas e os betaglucanos, têm a função de retardar o esvaziamento gástrico, contribuindo para o aumento do tempo de saciedade e a diminuição na ingestão calórica na próxima refeição. Além disso, o retardo no esvaziamento gástrico também é responsável pela redução da glicemia após a refeição. Quanto maior a capacidade de retenção hídrica da fibra alimentar, maior será o peso das fezes e menor será o tempo de trânsito intestinal. As fibras alimentares capazes de se associar aos ácidos biliares, como a lignina e seus compostos, reduzem a absorção do colesterol, e a síntese desses protege o organismo contra dislipidemias e doenças coronarianas, por exemplo. Os produtos da fermentação da fibra alimentar podem contribuir para aumentar a atividade e o crescimento da flora bacteriana intestinal boa, como as bifidobactérias e os lactobacilos, por exemplo, assim como evitar o crescimento e a atividade das bactérias responsáveis por problemas intestinais, que podem levar a formação de pólipos, câncer de cólon e até infecções bacterianas graves. Quando um nutriente contribui para o crescimento e a atividade das bactérias intestinas pode ser chamado de prebiótico. EXPLICANDO Os prebióticos são fibras capazes de se fermentar no intestino e promover o crescimento e a atividade das bactérias boas chamadas de probióticos. Os prebióticos são fibras alimentares bem resistentes à acidez gástrica e à hidrólise por enzimas. A maçã, a farinha da casca do maracujá e a banana verde são ótimas fontes de prebióticos. // Doenças crônicas não transmissíveis Atualmente, a ingestão de fibra alimentar da população brasileira é bem deficiente. Ao mesmo tempo, há evidências de que essa ingestão está diretamente relacionada à redução de doenças cardiovasculares, diabetes, obesidade e câncer de cólon. A capacidade de estimular a produção de ácidos graxos de cadeia curta pelas bactérias intestinais confere à fibra alimentar uma importante aliada na prevenção de câncer de cólon. As fibras alimentares são componentes diferentes dos nutrientes, mas exercem funções extremamente importantes ao sistema gastrintestinal e na prevenção de doenças crônicas não transmissíveis. O baixo consumo de fibras alimentares associado às mudanças no estilo de vida são determinantes ao aumento da prevalência de doenças crônicas não transmissíveis. Em sete estudos de coorte que totalizam 158 mil indivíduos, houve menor prevalência (29% menor) de desenvolvimento de doenças crônicas não transmissíveis em indivíduos que ingeriam quantidades elevadas de fibra alimentar na dieta, em comparação àqueles que apresentavam menor ingestão. No caso de acidente vascular cerebral, a prevalência foi 26% menor em quatro estudos com 134 mil indivíduos que apresentaram ingestão elevada de fibra alimentar (COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 148). A fibra alimentar contribui também tanto na prevenção quanto no tratamento de pacientes com diabetes. Quanto maior a ingestão de fibra, menor é o esvaziamento gástrico e a taxa de glicose é absorvida aos poucos e liberada de forma gradativa na corrente sanguínea. Sendo assim, menos insulina é necessária e os picos de glicemia são reduzidos. A ingestão regular de fibra alimentar aliada aos hábitos saudáveis, como a atividade física, por exemplo, contribui significativamente ao fornecimento energético adequado e à redução de sobrepeso e obesidade. A fibra alimentar também pode prevenir e auxiliar no tratamento de pessoas que apresentam dislipidemias. As fibras responsáveis por reduzir a absorção e a produção do colesterol, como as pectinas e as ligninas, por exemplo, podem ser estratégias importantes nesses casos. COMPOSTOS BIOATIVOS Os compostos bioativos são metabólitos secundários de plantas, formados durante os processos de defesa contra agentes externos. Estão presentes nas frutas e hortaliças. Esses compostos não são indispensáveis ao organismo humano, mas exercem papel importante na saúde, como destoxificação, modulação do sistema imune, modulação de enzimas digestivas, redução da agregação plaquetária, controle do metabolismo hormonal, redução da pressão arterial e redução das atividades antibacterianae antiviral. Há uma grande variedade de compostos bioativos existentes, podendo ser classificados em três grandes grupos: polifenóis, glicosinolatos e carotenoides. A atividade biológica dos compostos bioativos está relacionada com a sua estrutura molecular. // Polifenóis Caracterizado por apresentarem ao menos um anel aromático com um ou mais grupos hidroxila ligados a ele, como mostra a Figura 1. Há grandes possibilidades de variações nas estruturas de polifenóis, levando a diversos subtipos que podem ser divididos em quatro grandes famílias: flavonoides, ácidos fenólicos, lignanas e estilbenos. Os polifenóis são responsáveis pela fotoproteção e pela pigmentação de algumas plantas e microrganismos. Além disso, estão envolvidos nos processos de crescimento e desenvolvimento da defesa contra agentes externos. O pigmento amarelo-alaranjado, vermelho e azul, assim como o sabor de alguns alimentos ocorrem devido à presença dos polifenóis, que também têm capacidade de inibir algumas enzimas digestivas, como as das proteínas, tornando-os fatores antinutricionais presentes nos alimentos. EXPLICANDO Os fatores antinutricionais são todos os fatores que interferem na absorção de algum macronutriente (carboidrato, proteína ou lipídeo) ou micronutriente (vitaminas e minerais). Os polifenóis podem ser classificados em dois grandes grupos: flavonoides e não flavonoides. // Polifenóis flavonoides Os flavonoides são o grupo mais numeroso de compostos bioativos estudados devido aos seus efeitos benéficos à saúde humana. O esqueleto-base possibilita a inserção de muitos substituintes, conferindo assim diversas formas de contribuição à saúde. Veja, na Figura 2, a estrutura de diferentes tipos de flavonoides. Figura 2. Estrutura química dos principais flavonoides presentes na alimentação humana. Os flavonóis são muito abundantes na alimentação humana. Estão presentes em frutas, vegetais e vinho tinto; possuem efeitos importantes no combate às toxinas. As flavonas estão presentes, principalmente, no aipo, na salsa, nas ervas em geral, na alcachofra e em frutas cítricas. Elas possuem ações quimiopreventivas importantes. As antocianinas são responsáveis pelas colorações nas frutas vermelhas, azuis e roxas. No entanto, também podem ser encontradas em folhas, caules, sementes e tubérculos. Algumas fontes são repolho roxo, alface roxa, alho, batata de casca avermelhada e batata-doce roxa. Possuem alto poder antioxidante e podem ser benéficas tanto na prevenção como no tratamento coadjuvante do câncer, doenças degenerativas e doenças cardiovasculares. As flavonas estão presentes nas frutas cítricas e são responsáveis pelo sabor amargo presente nas cascas. São encontradas também em grãos, vegetais folhosos e ervas. As flavonas possuem capacidade de inibir a proliferação de células tumorais. As isoflavonas são encontradas em leguminosas, em especial a soja. A isoflavona possui ação importante no organismo por atuar como fitormônio, podendo ser usada principalmente em mulheres que tem queda hormonal importante nos níveis de estrógeno, principalmente durante a menopausa. Outras fontes de isoflavona são os brotos de sementes e leguminosas germinados. // Polifenóis não flavonoides Os principais polifenóis não flavonoides presentes na alimentação humana são o ácido gálico, os hidroxicinamatos e seus derivados e os estilbenos (resveratrol). Boas fontes de ácido gálico na alimentação humana são uvas, vinho, manga, chá verde e chá preto. O ácido elágico é encontrado em framboesas, morangos, romã, amoras e caqui. Os hidroxicinamatos estão presentes principalmente no café. Os estilbenos são encontrados, principalmente, na forma de resveratrol presentes no vinho tinto e no amendoim. O resveratrol em ingerido em grande quantidade possui a capacidade de proteger o organismo contra doenças cardiovasculares e câncer. // Glicosinolatos Encontrados principalmente nas brássicas como couve, repolho, brócolis e couve-flor, o consumo de glicosinolatos tem sido associado à prevenção de doenças crônicas. Após ingeridos, eles sofrem hidrólise tanto no processo de digestão quanto na fermentação intestinal, formando compostos comprovadamente com ampla atividade biológica chamados de isotiocianatos. Esses possuem atividade importante contra o aparecimento do câncer e de doenças cardiovasculares. O armazenamento e o processamento das brássicas inativam a ação dos glicosinolatos no organismo. Veja a estrutura dos glicosinolatos na Figura 3. O radical R pode variar. Figura 3. Estrutura química do glicosinolato e seus produtos de hidrólise. Fonte: COZZOLINO; COMINETTI, 2016, p. 604. // Carotenoides Os carotenoides são uma classe de compostos bioativos com pigmentos. São os responsáveis pelas cores amarela, laranja e vermelha em plantas. Na alimentação, é possível encontrar os betacarotenos, alfa-carotenos, beta-criptoxantinas, luteínas, zeaxantinas e licopeno. Os carotenoides são muito utilizados pela indústria de alimentos devido as suas capacidades antioxidantes, por poder ser utilizado como corante natural e por ser boa fonte de vitamina A. A capacidade antioxidante dos carotenoides também é bastante evidenciada, assim como a redução do risco de desenvolvimento de doenças degenerativas, câncer e doenças cardiovasculares. Diversos estudos associam a redução de doenças crônicas não transmissíveis com o aumento no consumo de carotenoides. A sua função como vitamina A também contribui à saúde humana, melhorando a resposta imunológica e promovendo uma proteção da luz solar pela pele. Os carotenoides são caracterizados pela formação de anéis com átomos de hidrogênio nas extremidades que fornecem as características de cor e capacidade antioxidante. Figura 4. Estrutura química de carotenoides presentes na alimentação. Fonte: HORST; MORENO, 2010, p. 4. O betacaroteno é o carotenoide que apresenta maior eficiência na conversão pela vitamina A, tornando-se muito importante na proteção da pele, no bom funcionamento do sistema imunológico e na visão, além de apresentar capacidade antioxidante devido ao número de duplas ligações presentes na sua estrutura. As longas cadeias, assim como a presença de duplas ligações nas suas estruturas, conferem aos carotenoides a capacidade de filtrar a luz, propriedade importante que resulta da redução dos danos oxidativos e proteção da retina. A cor amarelada da retina ocorre devido à presença dos carotenoides luteína e zeaxantina. Esses carotenoides não podem ser produzidos pelo organismo humano e devem ser ingeridos a partir da alimentação. // Compostos bioativos e doenças crônicas Há diversas evidências importantes de que os compostos bioativos atuam reduzindo o risco de aparecimento e desenvolvimento de doenças crônicas. Para isso, é necessário que sejam ingeridos em quantidades suficientes e com capacidade de absorção adequada pelo organismo, exercendo assim suas funções. Diversos estudos relacionam compostos bioativos com ações quimioprotetoras. Esses compostos podem atuar em diversas fases da carcinogênese, como na inicial, impedindo que ocorram danos no DNA ou modulando a expressão de alguns genes, até em fases mais avançadas, eliminando carcinogênicos reativos ou inibindo a proliferação celular de células malignas ou pré- malignas. As evidências apontam para a capacidade que muitos compostos têm de inibir o desenvolvimento e a estabilidade de células neoplásicas. Há também grande relação entre o consumo de polifenóis com a redução da formação de lipoproteínas LDL, reduzindo risco e agregação plaquetária, formação de coágulos e dislipidemias. Além disso, os polifenóis também sequestram radicais livres e, por isso, são poderosos antioxidantes. Os flavonoides são capazes de proteger órgãos vitais, como fígado, rins e coração. Estudos também identificaram a inibição da atividade inflamatória devido à ingestão de compostos bioativos. É muito claroo poder de ação dos compostos bioativos na prevenção e no tratamento de doenças crônicas, em especial na carcinogênese. Diversos estudos têm demonstrado sua ação nas diferentes fases. Eles são capazes de reduzir a expressão de genes supressores de alguns tumores. A alimentação rica em vegetais com compostos bioativos deve ser considerada como hábito determinante na promoção da saúde. É muito importante que essa alimentação seja acompanhada de hábitos saudáveis, como atividades físicas, redução no consumo de álcool e tabaco e controle dos níveis de estresse. As melhores fontes de compostos bioativos são os alimentos, uma vez que possuem outros nutrientes e substâncias capazes de estimular absorção e utilização adequada desses compostos no organismo humano. Alguns estudos têm demonstrado a superioridade do alimento em relação ao suplemento, mas ainda há necessidade de novos estudos com a finalidade de estabelecer recomendações de ingestão dos compostos bioativos. ADITIVOS ALIMENTARES Vejamos a ótima definição de aditivo alimentar de acordo com a Anvisa: É qualquer ingrediente adicionado intencionalmente aos alimentos, sem propósito de nutrir, com o objetivo de modificar as características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais, durante a fabricação, processamento, preparação, tratamento, embalagem, acondicionamento, armazenagem, transporte ou manipulação de um alimento. […] Essa definição não inclui os contaminantes ou substâncias nutritivas que sejam incorporadas ao alimento para manter ou melhorar suas propriedades nutricionais (BRASIL, 1997, item 1.2). Aditivos adicionados intencionalmente devem-se à necessidade tecnológica do uso para proporcionar vantagens na conservação e manutenção das propriedades dos alimentos, principalmente do ponto de vista higiênico-sanitário. Segundo a Anvisa, é proibido o uso de aditivos em alimentos quando houver evidências de que não é seguro para consumo humano, quando não for favorável ao valor nutritivo do alimento e prejudicar a absorção de nutrientes, se houver alteração da matéria-prima ou do produto já elaborado e quando não estiver autorizado pela legislação vigente. No entanto, há controvérsias entre a legislação e as consequências verificadas em diversos estudos pelo alto consumo de aditivos químicos em alimentos industrializados. A alimentação saudável vem ao longo de algumas décadas perdendo-se e dando espaço a uma alimentação prática, rápida e, ao mesmo tempo, distante das culturas locais e regionais. Trazendo como consequências o novo modelo alimentar altamente processado e massificado, que gera grandes problemas à saúde humana e com o agravante de que ainda são pouco reconhecidas e até mesmo pouco informadas às populações, ao passo que o marketing sobre os alimentos processados/industrializados cresce cada dia mais. O consumo dos alimentos processados com a presença de aditivos químicos, muitas vezes cumulativos no organismo, pode trazer efeitos adversos a curto e longo prazo. É possível afirmar que estes alimentos são capazes de promover grandes danos à saúde, como as doenças oncológicas, por exemplo. Além disso, podem promover o aparecimento de outras doenças crônicas, como a hipertensão e o diabetes, e agudas, como no caso de alergias e hiperatividade. Portanto, mais uma vez, percebe-se a necessidade de priorizar o consumo de alimentos in natura para manutenção da saúde, prevenção de doenças crônicas e alergias em geral. Balanço energético Balanço energético é o equilíbrio obtido a partir do total de energia ingerida e o total de energia gasta pelo organismo em suas atividades diárias. A energia é ingerida mediante nutrientes, como os carboidratos, por exemplo, e transformada em calorias para sua liberação. Caloria (cal) é a unidade de medida que mede o teor de energia encontrado nos alimentos e a energia gasta pelo corpo humano em suas atividades metabólicas e físicas. Os carboidratos e as proteínas fornecem 4 kcal por grama e os lipídios fornecem 9 kcal por grama nos alimentos. As vitaminas e os minerais não fornecem calorias, assim como a água. Quando não há equilíbrio no balanço energético, ocorre a perda ou o ganho de peso. Nesses casos, o organismo pode entrar nos estados de catabolismo ou anabolismo, respectivamente. CATABOLISMO E ANABOLISMO O organismo humano é muito complexo e milhares de reações químicas ocorrem simultaneamente no interior das células. As células são constituídas por dezenas de elementos, principalmente carbono, oxigênio, hidrogênio e nitrogênio, além da água. Esses átomos são agrupados em biomoléculas que se envolvem em diversas reações químicas, nas quais há constantemente o rompimento e a formação de novas ligações. Nesses processos, há transferência de energia podendo haver liberação através do calor (produção de energia). As reações químicas que liberam calor são chamadas de exotérmicas. Mas elas também podem precisar de calor; nesse caso, o processo é chamado de endotérmico. Todas as reações químicas que ocorrem nos seres vivos se processam com o objetivo de atingir um estado de equilíbrio; no entanto, há variações de energia. As variações de energia podem ser exergônicas (balanço energético negativo) ou endergônicas (balanço energético positivo). O balanço energético negativo é chamado de catabolismo, processo que compreende a quebra de macromoléculas menores. Já o balanço energético positivo é chamado de anabolismo, processo em que ocorre a síntese de compostos complexos. O anabolismo e o catabolismo ocorrem em locais diferentes nas células humanas e requerem enzimas diferentes em cada processo. Na Figura 5, o catabolismo e o anabolismo celular estão ilustrados em esquema básico. ATP (TRIFOSFATO DE ADENOSINA) O ATP é uma molécula fosfatada envolvida na produção de energia, assim como os outros fosfatos. Ela está presente nas células e na maior parte das reações bioquímicas. Sua estrutura é versátil e possibilita a hidrólise, dando origem a AMP (monofosfato de adenosina), ADP (difosfato de adenosina) e ATP (trifosfato de adenosina) – veja a Figura 6. Para cada reação, há produção de fosfato inorgânico. O ATP exerce função fundamental no metabolismo celular, participando do transporte através das membranas, do trabalho mecânico e da síntese de compostos. Os sistemas de transporte pela membrana celular podem ser passivos, quando os solutos se movem para atingirem o equilíbrio eletroquímico, ou ativos, quando as moléculas e os íons são transferidos pela membrana contra o equilíbrio eletroquímico. Nesse último caso, ocorre hidrólise do ATP com produção de energia. A transferência ativa de solutos é de responsabilidade das proteínas ATPase (adenosinatrifosfatases) pela ligação dessas às moléculas a serem transportadas. A energia obtida pelo ATP é convertida em trabalho mecânico pelo sistema actina-miosina, que é responsável por cerca de 70% do consumo de ATP na contração muscular. Nos tecidos com a taxa metabólica alta, como o fígado, o ATP é utilizado na síntese de compostos, preparando-os para que possam ser usados em reações químicas. As reações podem ser representadas assim: Reação exergônica (produção de energia) ATP + H2O → ADP + Pi + energia livre Reação endergônica (consumo de energia) ADP + Pi + energia livre → ATP + H2O Pode-se perceber que o ATP é fundamental no fornecimento de energia livre para as células, garantindo a manutenção da homeostase celular e os diversos processos fundamentais para o seu funcionamento. No entanto, o ATP também é capaz de doar um grupo fosfato para outras moléculas. Após a digestão, absorção e oxidação das moléculas de nutrientes, como os carboidratos, por exemplo, a energia obtida é armazenada para ser utilizada posteriormente. A oxidação dos nutrientes ocorre em múltiplas etapas e em regiões distintas das células, como no citoplasma e na mitocôndria. Glicose, ácidos graxos e aminoácidos podem ser oxidados