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NUTRIÇÃO HUMANA AULA 2 Prof.ª Letícia Mazepa 2 CONVERSA INICIAL Macronutriente mais consumido nas dietas de todo o mundo, os carboidratos são conhecidos principalmente pela sua capacidade de fornecimento de energia. Nesta aula, iremos compreender, além de suas demais funções, as características químicas e fisiológicas dos carboidratos, o seu metabolismo, quais são as diversas fontes alimentares em que esse macronutriente pode ser encontrado e quais são as recomendações diárias para o consumo. TEMA 1 – CONTEXTUALIZAÇÃO, CONCEITO E CLASSIFICAÇÃO Composto orgânico encontrado em diversos alimentos (especialmente de origem vegetal) e produtos alimentícios (desde os minimamente até os ultraprocessados), os carboidratos estão cada vez mais acessíveis e abundantes na mesa do consumidor. O Tema 1 consistirá em uma breve contextualização histórica a respeito desse consumo, a descrição do que são esses compostos orgânicos e quais são os critérios para a sua classificação. 1.1 Contextualização histórica Ao analisar o processo da evolução humana, é possível perceber que o consumo de grãos cultivados iniciou, apenas, há aproximadamente 10 mil anos. Antes disso, a alimentação do homem era fundamentada nos produtos de caça e algumas plantas silvestres. O arroz, por exemplo, é um dos mais antigos grãos cultivados, seguido da aveia. Atualmente, diversos tipos de cereais (trigo, centeio, cevada, milho, sorgo, painço) são amplamente cultivados em todo o mundo, assim como ocorre com o plantio da cana-de-açúcar. É importante lembrar que o avanço tecnológico na área de agricultura tem permitido, cada dia mais, o cultivo de plantas em larga escala e também resistentes a pragas. Por fim, o refinamento de grãos permitiu o desenvolvimento de alimentos mais palatáveis e acessíveis, do ponto de vista econômico, fatores que contribuíram e contribuem para o aumento da ingestão desses grãos e, consequentemente, o aumento na prevalência de diversas patologias associadas ao padrão alimentar, como é o caso da obesidade. 3 1.2 Conceito Classe de substâncias formada por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O) na razão molar de 1:2:1, Cn(H2O)n (Figura 1). Figura 1 – Estrutura química da glicose Fonte: Bacsica/Shutterstock. 1.3 Classificação Os carboidratos são classificados em dois grandes grupos: simples e complexos. Cada um deles e seus respectivos representantes serão descritos a seguir: Simples o Monossacarídeos (são a unidade básica de um carboidrato) Glicose Galactose Frutose o Dissacarídeos (união de 2 monossacarídeos) Maltose (glicose + glicose) Lactose (glicose + galactose) Sacarose (glicose + frutose) o Polióis (açúcares de álcoois) Sorbitol Manitol Xilitol https://www.shutterstock.com/pt/g/Bacsica 4 Eritritol Complexos o Oligossacarídeos (contêm de 3 a 10 monossacarídeos) Maltrodextrina, pirodextrinas, fruto e galacto- oligossacarídios, inulina, rafinose e estaquinose. o Polissacarídeos (contém mais de 10 monossacarídeos) Amido, glicogênio, polissacarídeos não amido/fibras alimentares (pectina, celulose, hemicelulose, gomas, mucilagens). As fibras alimentares são classificadas quanto à sua solubilidade: Fibras solúveis: têm a caraterística de formarem gel em contato com a água. Auxiliam na redução da absorção de carboidratos e lipídios ingeridos na dieta. São fibras solúveis: pectina, gomas, hemicelulose, betaglucanas. Fibras insolúveis: ajudam a acelerar o tempo trânsito intestinal e reduzir o risco de desenvolvimento de doenças do trato gastrintestinal, além de auxiliar no aumento da saciedade. São fibras insolúveis: celulose, lignina. TEMA 2 – FUNÇÕES Dentre as diversas funções dos carboidratos, destacam-se: Fornecimento de energia: cada grama de carboidrato fornece 4 quilocalorias (kcal). A glicose é responsável pelo fornecimento de energia para as células, especialmente para o cérebro, o único órgão do corpo humano dependente de glicose; Formação do tecido adiposo: o excesso de consumo de energia e carboidratos são metabolizados e estocados como tecido adiposo; Controle do consumo alimentar devido ao aumento da saciedade (fibras); Auxílio na eliminação do bolo fecal (fibras). TEMA 3 – DIGESTÃO, ABSORÇÃO E METABOLISMO Para serem utilizados pelas células, os carboidratos ingeridos na alimentação precisam passar pelo processo de digestão ao longo do trato 5 gastrointestinal. A seguir aprenderemos quais são as etapas de hidrólise dos carboidratos, como eles são absorvidos nos enterócitos (células intestinais) e quais os possíveis destinos que esse macronutriente terá no metabolismo. 3.1 Digestão A seguir serão descritas as fases da digestão dos carboidratos, bem como a função de cada órgão do trato gastrintestinal nesse processo. Boca: a digestão dos carboidratos inicia na boca. Quando o alimento entra em contato com a mucosa da cavidade oral, a enzima conhecida como amilase salivar, alfa amilase ou ptialina é secretada pelas glândulas salivares. A alfa-amilase é capaz de hidrolisar uma pequena parte do amido ingerido e nessa fase a quebra mecânica do alimento e a hidratação pela sua mistura com a saliva são as ações mais importantes. A etapa mais significativa da hidrólise enzimática dos carboidratos acontecerá no intestino delgado proximal; Estômago: ocorre a inativação da amilase salivar quando o bolo alimentar se mistura com o ácido gástrico. No estômago não há enzima específica para agir na hidrólise de carboidratos; Intestino delgado: no duodeno diversas enzimas digestivas agem com o objetivo de quebrar todos os carboidratos ingeridos até que sejam reduzidos a monossacarídeos. São elas: amilase pancreática (produzida pelo pâncreas e transportada até o duodeno pelo ducto pancreático), amilase intestinal e dissacaridases (maltase, lactase, sacarase), secretadas e presentes na borda em escova dos enterócitos; Intestino grosso: ao chegar no intestino grosso, grande parte do carboidrato já foi devidamente digerido e absorvido, exceto as fibras alimentares. As fibras também são conhecidas como carboidratos não digeríveis, especialmente pelo fato de nenhuma enzima digestiva ser capaz de hidrolisá-las. Por não sofrerem digestão enzimática, as fibras chegam ao cólon praticamente intactas, onde serão parcialmente fermentadas pelas bactérias que lá habitam. Alguns tipos de fibras ao serem fermentadas por essas bactérias darão origem a ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e produção de gases. 6 Os AGCC são importantes nutrientes para o intestino grosso. Dentre eles podemos destacar o butirato, o propionato e o acetato. O butirato é utilizado principalmente como fonte de energia pelos colonócitos (células pertencentes ao cólon), já o propionato é transportado via veia porta até o fígado para sofrer oxidação, e o acetato pode ser convertido em aceltil-CoA para produção energética ou para a síntese de gordura (lipogênese). 3.2 Absorção Os monossacarídeos resultantes do processo de digestão dos carboidratos, glicose, galactose e frutose deverão ser absorvidos pelos enterócitos e levados pela corrente sanguínea, via veia porta, até o fígado. Esse transporte dos monossacarídeos do lúmen intestinal para a corrente sanguínea acontece com a ajuda de transportadores específicos: transportadores ativos de glicose (SGLT1 e SGLT2) e transportadores passivos de glicose (GLUT). Glicose e galactose, em baixas concentrações, utilizam transporte ativo através do SGLT1 (cotransportador de sódio-glicose) para entrarem nos enterócitos. Em concentrações mais altas de glicose, esta entra do enterócito via transporte facilitado por meio do transportador de glicose 2 (GLUT2); já a frutose utiliza o GLUT5. Todos os monossacarídeosutilizam o GLUT2 para saírem do enterócito em direção à circulação portal. Cada tecido expressa um tipo diferente de transportador. Rins e fígado utilizam SGLT1 e 2. O GLUT 1 tem expressão em coração, rins, placenta, cérebro, enquanto o GLUT 2 encontra-se no fígado, rins, células beta pancreáticas e intestino delgado. O GLUT 3 está expresso especialmente no cérebro, mas também nos testículos, enquanto o GLUT 4 está disponível no músculo esquelético, cardíaco e tecido adiposo. Por fim, o GLUT 5 é conhecido como transportador de frutose e encontra-se predominantemente no intestino delgado e espermatozoides. A glicose é o único monossacarídeo capaz de ser oxidado no músculo. Os demais, frutose e a galactose, necessitam da conversão em glicose, a qual ocorre no fígado. 7 3.3 Metabolismo Após a absorção dos monossacarídeos pelos enterócitos, esses seguem via corrente sanguínea até o fígado, onde galactose e frutose serão convertidas em glicose. A glicose exercerá diversas funções no organismo, conforme descrito a seguir: fornecimento imediato de energia: dentro das células, a glicose pode ser utilizada para a produção de energia (adenosina trifosfato - ATP) tanto por uma via anaeróbia (glicólise) como por uma via aeróbia (oxidativa); reposição do glicogênio: o corpo humano é capaz de armazenar carboidrato na forma de glicogênio, um polissacarídeo, conforme visto no início desta aula. O glicogênio é armazenado no fígado e nos músculos, ocorrendo depleção dessa reserva após períodos de jejum e após exercícios físicos. Para realizar essa reposição, as moléculas de glicose presentes no sangue (provenientes de fontes de carboidratos ingeridas) irão sofrer o processo de condensação (união de vários monossacarídeos), para então formarem as longas cadeias de glicogênio; adipogênese (formação de tecido adiposo): uma vez que o indivíduo esteja com os níveis máximos de reserva de glicogênio, bem como uma glicemia normal (níveis de glicose no sangue), o organismo irá armazenar o excesso de glicose como gordura corporal, no tecido adiposo, após um processo que viabiliza essa conversão no fígado. 3.3.1 Ação hormonal As células do corpo são dependentes dos nutrientes para produzirem energia, especialmente da glicose. O fornecimento da glicose para as células ocorre via corrente sanguínea, que pode vir tanto do intestino (do alimento fonte de carboidrato que foi consumido) quanto do fígado (pela quebra do glicogênio armazenado ou pela síntese de glicose extraída de outros compostos). Sendo assim, é importante compreendermos a necessidade da manutenção da glicemia, nome dado para definir os níveis de glicose no sangue. Quadros de hipoglicemia ou hiperglicemia ocasionam sintomas como fraqueza, taquicardia, sudorese, tremores e, em casos extremos, pode levar até à morte. Considera-se a glicemia normal quando, em jejum, estiver entre 70 a 100 mg/dl. 8 A manutenção do nível adequado da glicemia é regulada por dois principais hormônios: insulina e glucagon, ambos sintetizados no pâncreas. A insulina é responsável por viabilizar a entrada da glicose nas células, e o glucagon libera a reserva de carboidrato (glicogênio) quando necessário. Esse mecanismo pode ser verificado na Figura 2. Figura 2 – Mecanismo de ação da insulina e do glucagon no controle da glicemia Fonte: VectorMine/Shutterstock. Ao consumir carboidrato, o nível de glicose do sangue aumenta e, em resposta a esse aumento, a insulina é secretada pelas células beta-pancreáticas e ela irá atuar nas células. Por outro lado, em resposta ao baixo nível de glicose sanguínea, o glucagon é liberado no sangue e estimula os hepatócitos a quebrarem o glicogênio armazenado e, por consequência, liberar a glicose para normalizar a glicemia. A epinefrina ou adrenalina, hormônio de fuga liberado em momentos 9 de estresse, também age no estímulo da quebra do glicogênio hepático a fim de garantir aporte energético de emergência para todas as células. 3.3.2 Resposta glicêmica Resposta glicêmica é a velocidade com que a glicose é capaz de ser absorvida, aumentar a glicemia e, consequentemente, a insulina. Cada alimento apresenta uma resposta glicêmica, assim como acontece com a combinação de diversos deles em uma única refeição. De modo geral, alimentos capazes de aumentar a glicemia mais lentamente são desejáveis. Para compreensão da resposta glicêmica dos alimentos ou refeições, foram criados os seguintes biomarcadores: índice glicêmico (IG) e carga glicêmica (CG). Índice glicêmico (IG): classificação dos alimentos segundo a sua capacidade de aumentar a glicemia em relação a um alimento controle (sendo esse o pão branco ou a glicose). Dessa forma, utilizam-se 50g de carboidrato do alimento a ser analisado, e a resposta glicêmica gerada é comparada com aquela resultante de 50g de carboidrato disponível do alimento controle. Quanto maior o índice glicêmico do alimento, maior a velocidade de digestão e absorção do mesmo e, consequentemente, maior a alteração dos níveis de glicose sanguínea (Quadro 1). Quadro 1 – Índice glicêmico (IG) dos alimentos comparados à glicose e ao pão branco. Alimento/Bebida IG (glicose) / classificação IG (pão branco) / classificação Abacaxi 59 / moderado 84 / moderado Arroz arbóreo cozido 69 / moderado 99 / alto Amendoim 14 / baixo 21 / baixo Batata cozida 85 / alto 121 / alto Feijão cozido 48 / baixo 69 / baixo Macarrão cozido 44 / baixo 64 / baixo Maçã 38 / baixo 52 / baixo Suco de tomate 38 / baixo 74 / baixo Carga glicêmica (CG): relaciona à resposta glicêmica dos alimentos considerando a quantidade efetivamente consumida. A obtenção desse dado ocorre pela multiplicação do IG do alimento (utilizando a glicose como controle) 10 com a quantidade de carboidrato disponível na porção consumida, dividido por 100. Exemplo: o IG da melancia é 72 (IG comparado à glicose). Qual é a CG de 200g de melancia? Segundo a Tabela Brasileira de Composição de Alimentos, em 200g de melancia há 16,2g de carboidrato. Os valores citados serão aplicados na equação para cálculo da CG, conforme descrito a seguir: 𝐶𝐺 = IG do alimento x quantidade (g) de carboidrato na porção 100 𝐶𝐺 = 72 x 16,2 100 𝐶𝐺 = 11,7 (classificação: moderada) Perceba que o IG da melancia é classificado como alto, porém, ao consumir apenas 200g desse alimento, a carga glicêmica é moderada. Isso se dá devido à quantidade de carboidrato disponível nessa porção. O Quadro 2 descreve a classificação de ambos biomarcadores, IG e CG. Quadro 2 – Classificação dos alimentos quanto ao índice glicêmico e a carga glicêmica Baixo (a) Moderado (a) Alto (a) Índice glicêmico1 0-55 56-69 ≥ 70 Índice glicêmico2 ≤ 75 76-94 ≥ 95 Carga glicêmica 0-10 11-19 ≥ 20 1 Utilizando a glicose como controle de referência 2 Utilizando o pão branco como controle de referência TEMA 4 – FONTES ALIMENTARES Os carboidratos estão amplamente disponíveis em diversos alimentos (Figura 3) e produtos alimentícios, processados e ultraprocessados (Figura 4). São exemplos de carboidratos: Grãos (arroz, trigo, aveia, cevada, centeio, milho); Leguminosas (feijão, lentilha, soja, grão-de-bico); Legumes (abóbora, batata, cenoura, mandioca; Frutas; 11 Mel; Leite e derivados. Figura 3 – Alimentos fontes de carboidratos. Fonte: Robyn Mackenzie/Shutterstock. Figura 4 – Produtos alimentícios ricos em carboidratos simples. Fonte: Beats1/Shutterstock. TEMA 5 – RECOMENDAÇÕES A seguir, serão apresentadas as principais recomendações de consumo de carboidratos (Quadro 3) e fibras alimentares (Quadro 4). 12 Quadro 3 – Recomendação para ingestão de carboidratos AMDR – Acceptable Macronutrient Distribution Ranges – Intervalos aceitáveis dedistribuiçlão de macronutrientes Faixa etária Quantidade > 1 ano 45 a 65% do VET* WHO/FAO (World Health Organization/Food and Agriculture Organization) Faixa etária Quantidade Adultos 55 a 75% do VET ( 1 ano 130 Gestantes (14-50 anos) 175 Lactantes (14-50 anos) 210 * VET = Valor Energético Total Quadro 4 – Valores recomendados para ingestão de fibras Sociedade Brasileira de Cardiologia (2007) População Quantidade (g/dia) Adultos 20-30 (5-10g fibra solúvel) RDA – Recommended Dietary Allowance – Ingestão diária recomendada População Quantidade (g/dia) Crianças 0 a 12 meses Não determinado 1 a 3 anos 19 4 a 8 anos 25 Homens 9 a 13 anos 31 14 a 50 anos 38 ≥ 51 anos 30 Mulheres 9 a 18 anos 26 19 a 50 anos 25 ≥ 51 anos 21 13 Gestantes (≥ 14 anos) 28 Nutrizes (≥ 14 anos) 29 NA PRÁTICA Você já ouviu falar sobre intolerância à lactose? Sabendo que a lactose é um dissacarídeo e, relembrando o processo digestão e metabolismo dos carboidratos exposto ao longo desta aula, vamos entender o que acontece com o indivíduo que é intolerante à lactose. Os dissacarídeos são hidrolisados pelas enzimas dissacaridases presentes na borda em escova do intestino delgado, sendo a lactase uma delas. Como o próprio nome sugere, a lactase é responsável pela hidrólise da lactose em seus respectivos monossacarídeos (glicose e galactose), os quais serão absorvidos pelos enterócitos. A insuficiência da lactase inviabiliza a hidrólise da lactose (Figura 5) e, pelo fato de esse dissacarídeo chegar intacto ao intestino grosso, ocorrem diversas manifestações gastrintestinais (como dor, distensão abdominal, flatulência e diarreia). As manifestações citadas ocorrem devido à fermentação da lactose provocada pelas bactérias intestinais, bem como pelo aumento da pressão osmótica (o que atrai maior volume de fluidos para o interior do intestino). Dessa forma, como o nutricionista pode ajudar os indivíduos intolerantes à lactose? 14 Figura 5 – Processo de hidrólise da lactose e intolerância à lactose Fonte: Designua/Shutterstock. FINALIZANDO Nesta aula foi possível conhecer os diferentes tipos de carboidratos, a importância desse macronutriente para o organismo, bem como o seu processo de digestão e metabolismo. Esse conhecimento irá contribuir para a adequada avaliação da qualidade de alimentos e produtos alimentícios, para análise do padrão alimentar de indivíduos e coletividades, bem como para embasar as prescrições dietoterápicas que serão aprendidas ao longo do curso.