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Nutrição Funcional Aula 5: Estresse oxidativo e antioxidantes 2 Causas: • Geração excessiva de radicais livres • Redução da velocidade de remoção desses. Processo de estresse oxidativo deve-se a um desequilíbrio entre compostos oxidantes e antioxidantes. Nutrição Funcional Nutrição Funcional 4 • Todas as células necessitam de oxigênio para converter os nutrientes absorvidos dos alimentos em energia. • A queima do oxigênio pelas células (oxidação) libera moléculas de radicais livres que são instáveis e apresentam um elétron com carga negativa que tende a se associar rapidamente a outras moléculas de carga positiva com as quais pode reagir ou oxidar. • Assim, os radicais podem danificar as células sadias, danificar DNA, entre outros prejuízos Nutrição Funcional Nutrição Funcional Formação dos ROS ➢ Pela sua configuração eletrônica, o oxigênio tende a receber um elétron de cada vez, formando compostos intermediários altamente reativos, destacando-se o ânion radical superóxido (O2-), o peróxido de hidrogênio (H2O2) e o radical hidroxila (OH·). ➢ Conforme visto do esquema acima, o ânion radical superóxido é o primeiro intermediário da redução monovalente do oxigênio até água, sendo formado a partir dele os demais ROS. Nutrição Funcional 7 Turrens JF, J Physiol (2003), 552.2, pp. 335–344 Os mecanismos de geração de radicais livres ocorrem nas mitocôndrias, membranas celulares e no citoplasma Cerca de 2% a 5% do oxigênio metabolizado nas mitocôndrias são desviados para outra via metabólica e originam os radicais livres. Nutrição Funcional 8 ✓ Radical livre: espécie molecular capaz de existir, independentemente, com elétrons desemparelhados ✓ Espécies reativas: NÃO apresentam elétrons desemparelhados, porém são altamente reativos! Young & Woodside, J Clin Pathol 2001;54:176–186 Exemplo: H2O2 Não é radical livre (não tem elétron desemparelhado na sua última camada eletrônica), mas é uma espécie com alto potencial reativo. Participa da reação de geração de OH•, tem ação deletéria. Nutrição Funcional 9 ESPÉCIES REATIVAS Formação VIA ENDÓGENA Mitocôndria Retículo endoplasmático Citoplasma Membranas celulares Peroxissomas VIA EXÓGENA Toxinas Cigarro Poluição Dieta Radiação UV Nutrição Funcional Nutrição funcional - Estresse oxidativo e metabolismo energético • Alta produção de EROS “espécies reativas de oxigênio” • Elevada reatividade com os lipídeos insaturados nas membranas celulares. 11 ➢ Exemplos de prováveis causas externas de formação de radicais livres: - Poluição ambiental - Gases de escapamentos de veículos - Raios X e radiação ultravioleta do sol - Fumo e fumaça de cigarro e o álcool - Resíduos de pesticidas - Substâncias tóxicas presentes em alimentos e bebidas (aditivos químicos, hormônios, aflatoxinas, etc) - Estresse e alto consumo de gorduras saturadas (frituras, embutidos, etc) Nutrição Funcional 12 ESPÉCIES REATIVAS Formação Endógena GERAÇÃO E ATUAÇÃO EM FUNÇÕES FISIOLÓGICAS Modulação de genes antioxidantes Morte celular programada Ativação sistema imune Modulação de genes de defesa Ação antimicrobina Apoptose Necrose Senescência Transporte de íons Mecanismo local e sistêmico de defesa 13 ESPÉCIES REATIVAS Funções Fisiológicas ✓ Células de defesa do sistema imune: geração de radicais livres para combate à microrgaismos ✓ NADPH oxidase – sua atividade determina a eficácia dos mecanismos de defesa orgânica contra patógenos ✓ Mieloperoxidase (MPO) – enzima presente em leucócitos que gera ácido hipocloroso a partir de peróxido de hidrogênio, liberada em resposta à invasão microbiana 14 Sendo produzidos durante o metabolismo e exercendo funções fisiológicas importantes, por que os radicais livres são tão temidos? Nutrição Funcional 15 Radicais Livres (RL) • São úteis e indispensáveis às defesas contra infecções • O excesso é tóxico e prejudicial para saúde. • Quanto mais exposta aos fatores externos maior é a quantidade de RL que se acumulam no corpo. Com o tempo, esse efeito cumulativo pode causar alterações irreversíveis nas células ou mutações, que podem favorecer o aparecimento e o desenvolvimento de células cancerígenas, o enfraquecimento do sistema imunológico e o envelhecimento. Nutrição Funcional 16 ESPÉCIES REATIVAS Efeitos nocivos Glicídeos (ex: polissacarídeos) Proteínas (ex: enzimas) DNA Lipídeos (ex: membrana celular) Nutrição Funcional 17 ESPÉCIES REATIVAS Efeitos nocivos - glicídeos ✓ Reação do radical hidroxila sobre cadeia carbônica de açúcares estruturais Alteração estrutural do ácido hialurônico e colágeno Nutrição Funcional 18 ESPÉCIES REATIVAS Efeitos nocivos – ácidos nucléicos ✓ Ação sobre desoxirribose e bases nitrogenadas (especialmente guanina) ✓ Quebra da cadeia de DNA, ligação cruzada das fitas, alteração de bases, mutações e apoptose Mutações celulares, morte celular, câncer, doenças neurodegenerativas Nutrição Funcional 19 ESPÉCIES REATIVAS Efeitos nocivos – lipídeos Peroxidação Lipídica ✓ Ação sobre membranas celulares, principalmente sobre ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) Alteração na estrutura, fluidez e integridade de membrana Nutrição Funcional 20 Estresse Oxidativo Desequilíbrio 1. Produção excessiva de RL 2. ↑ requerimento de defesas antioxidantes 3. ↓ eficácia de AOX endógenos 4. ↓ consumo de AOX exógenos Nutrição Funcional 21 Estresse Oxidativo Alto requerimento de defesas antioxidantes Infecções recorrentes e/ou estados pró-inflamatórios Nutrição Funcional 22 Estresse Oxidativo Baixo consumo de antioxidantes exógenos Dieta pobre em compostos antioxidantes Nutrição Funcional 23 Estresse Oxidativo Doenças Crônicas Nutrição Funcional 24 ✓ 88–90% dos cânceres são induzidos pelo ambiente, sendo 35% pela dieta; ✓ Estudos epidemiológicos: forte associação entre o consumo de frutas e hortaliças com redução do risco de câncer (30% a 50%); ✓ Redução do risco: presença de micronutrientes como β-caroteno, vitamina E, vitamina C e selênio Estresse Oxidativo e Câncer Nutrição Funcional 25 Estresse Oxidativo e Doenças Cardiovasculares ✓ Lesões ateroscleróticas: moléculas de adesão promovem a migração de monócitos para camada interior do endotélio ✓ Moléculas de adesão são estimuladas em resposta a injúria do endotélio, tais como: ✓ Alta pressão arterial, infecção viral, xenobióticos (ex: cigarro), hiperglicemia, hipercolesterolemia ou hiperhomocisteinemia Nutrição Funcional 27 Estresse Oxidativo e Obesidade ✓ Estresse oxidativo: principal mecanismo envolvido nas co-morbidades relacionadas com a obesidade ✓ Pode se manifestar ainda nas primeiras décadas de vida tendo sua exposição crônica contribuição na progressão de DCV e diabetes ✓ Níveis plasmáticos de carotenóides, vitaminas E e C, zinco, selênio e magnésio são reduzidos em crianças e adultos obesos Nutrição Funcional Nutrição Funcional Existem três possibilidades principais para avaliar o estresse oxidativo: 1 - Exames de atividade de enzimas antioxidantes •Glutationa peroxidase eritrocitária •Glutationa redutase eritrocitária •Superóxido dismutase eritrocitário •Catalase eritrocitária •Tireodoxina redutase 2 - Exames para monitorar capacidade antioxidante •Antioxidantes totais 3 - Exames para avaliar danos causados por estresse oxidativo •Dialdeído malônico em sangue (MDA, malondialdeído malônico) - marcador de peroxidação lipídica: mais barato •Estresse oxidativo mitocondrial (OXIMITO) - marcador de dano mitocondrial: bem mais caro •8 hiudroxil-2-deoxiguanosina (marcador de dano ao DNA) - medido na urina • Homocisteína (7 a 9 µmol/L) • Ácido Úrico (Homens abaixo de 4,9 e mulheres abaixo de 3,9 mg/dl) • Vitamina E (tocoferol): depende do laboratório • Vitamina A (retinol): 0,5 a 0,7 µmol/l • Vitamina C (ácido ascórbico): maior que 1,0 mg/L • LDL oxidado avaliado na saliva.•Ferritina menor que 45 ng/mL Nutrição Funcional Outros exames: Guia Alimentar da População Brasileira Alimentos de origem vegetal são fontes de energia, proteína, vitaminas e minerais e a única ou principal fonte de vitamina C, folato, fibras e compostos bioativos (CBAs), dos quais o metabolismo humano também é dependente. • Em um novo paradigma, a ingestão insuficiente de CBAs provenientes de vegetais constitui importante componente de risco das DCNT, contribuindo na mesma magnitude do consumo excessivo de energia e de gorduras totais e saturadas na dieta. Essa visão é complementar àquela que assume que o componente genético do homem contemporâneo está majoritariamente otimizado para a dieta de nossos ancestrais do Paleolítico Nutrição Funcional - Relação DCNT e CBAs Então como agem os CBAs no organismo? • Alvos fisiológicos e mecanismos de ação! Ação antioxidante Modulação de gene e codificação de PTN Nutrição Funcional 33 ➢ Os antioxidantes estão presentes nos alimentos e os mais importantes são: - Vitamina C (frutas cítricas e vegetais verde escuros, laranja, limão, lima, acerola, caju, kiwi, morango, couve, brócolis, tomate) - Vitamina E (germe de trigo óleos de soja, arroz, algodão, milho e girassol, amêndoas, nozes, castanha o Pará, gema, vegetais folhosos e legumes; - Vitamina A encontrada principalmente em alimentos como a cenoura, abóbora, fígado, batata doce, damasco seco, brócolis, melão. Nutrição Funcional 34 - Selênio (encontrado na castanha do pará, alimentos marinhos, fígado, carne e aves) - Zinco (carnes, peixes, incluindo ostras e crustáceos, aves e leite. Cereais integrais, feijões e nozes são também boas fontes. - Flavonóides (frutas cítricas, uvas escuras ou vermelhas) - Licopeno (no tomate) - Isoflavonas (soja) - Catequinas (morango, uva e chá verde). Nutrição Funcional OBRIGADA! Prof. Dra. Luciana Bittencourt Nutricionista Luciana.bittencourt@estacio.br