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1/107 Universidade Federal de Juiz de Fora Departamento de Educação Física Departamento de Nutrição Nutrição Humana - ATO008 Prof. Renato Moreira Nunes.

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1 1/107 Universidade Federal de Juiz de Fora Departamento de Educação Física Departamento de Nutrição Nutrição Humana - ATO008 Prof. Renato Moreira Nunes Nutricionista 1996UFV Especialista em Farmacologia 1999EFOA Especialista em Psicologia 2011UFJF Mestre em Ciência da Nutrição 2004UFV Doutor em Biologia Molecular 2011UFV Junho de 2013 Recomendações Nutricionais, DRIs, Biodisponibilidade e Nutrigenômica

2 2/107 Introdução O ser vivo alimenta-se para satisfazer duas necessidades básicas: – Obter substâncias que lhe são essenciais – Obter energia para a manutenção dos processos vitais. Carboidratos, lipídios e proteínas Fornecer energia para o organismo.

3 3/107 CONCEITOS Alimentação e Nutrientes Macronutrientes Carboidratos Gorduras Proteínas São os principais componentes da dieta, são os responsáveis pelo fornecimento de calorias e manutenção do estado de nutrição dos indivíduos. Para saúde: – Manter o balanço energético e funções corporais vitais – Relação com doenças crônicas Doença coronariana cardíaca Hiperinsulinemia Obesidade

4 4/107 CONCEITOS Micronutrientes Minerais – Substâncias encontradas no corpo ou em alimentos em estado iônico (cátions ou ânions) ou como componentes de compostos orgânicos – Papel regulador (atividade de enzimas, equilíbrio ácido-base, pressão osmótica, entre outras) – Alguns (Zn e Fe) envolvidos no processo de crescimento – Representam 4 a 5% do peso corporal adulto Eletrólitos (importantes na manutenção do equilíbrio hidro- eletrolítico) Sódio Cloro Potássio

5 5/107 CONCEITOS Micronutrientes Minerais Macrominerais (presentes em maiores concentrações no organismo). Cálcio Fósforo Magnésio Enxofre

6 6/107 CONCEITOS Micronutrientes Minerais Microminerais - (Presentes em menores quantidades, mas com funções específicas essenciais) Ferro Zinco Cobre Iodo Cromo Selênio Manganês Molibdênio Níquel.

7 7/107 CONCEITOS Micronutrientes Minerais Elementos Ultra Traços (Presentes em diminutas quantidades e com funções metabólica ainda não elucidadas) Flúor, Cobalto, Silício, Vanádio, Estanho, Chumbo, Mercúrio, Boro, Lítio, Estrôncio, Cádmio, Arsênio.

8 8/107 CONCEITOS Micronutrientes - Vitaminas – Composto orgânico – Essencial em quantidades pequenas – Suporte às funções fisiológicas (manutenção, crescimento, desenvolvimento, reprodução) – Ausência causa síndrome deficiência específica Lipossolúveis (Vitaminas insolúveis em água e solúveis em lipídios e solventes orgânicos) A (retinol) D (calciferol) E (tocoferol) K (fitomenadiona, filoquinona, menadiona e menaquinona)

9 9/107 CONCEITOS Micronutrientes Vitaminas Hidrossolúveis (São as do complexo B e a C) Tiamina (B1), Riboflavina (B2), Niacina (B3), Ác. Pantotênico (B5), Piridoxina (B6), Biotina (B7), Ac. Fólico (B9), Cobalamina (B12), Ac. Ascórbico (C).

10 10/107 CONCEITOS Desnutrição Má Nutrição Supernutrição

11 11/107 DRIs – Ingestão Dietética de Referência Dietary Reference Intakes Conjunto de valores de referência para ingestão de nutrientes a serem utilizados no PLANEJAMENTO e na AVALIAÇÃO DE DIETAS de indivíduos e de populações SAUDÁVEIS (Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004)

12 12/ Food and Nutrition Board 1 - HISTÓRICO OBJETIVO:... Servir de meta para uma boa nutrição, e, como um padrão de medida, por meio do qual se poderia medir o progresso até o alcance da meta RDAs (Recommended Dietary Allowance) EUA

13 13/107 Ainda hoje se considera que a principal importância dos padrões de referência para a ingestão de nutrientes seja AVALIAR e PLANEJAR dietas. probabilidade da dieta estar ou não adequada utiliza o padrão de referência de ingestão de nutrientes para traduzí-los em alimentos que forneçam os nutrientes em quantidade adequada Reavaliados periodicamente até 2010

14 14/ Recommeended Nutrient Intakes (RNIs) Canadá Revalidados periodicamente até 2010 EUA + Canadá DRIs

15 15/107 2 – RECOMENDAÇÕES ATUAIS - DRIs Diferem das RDAs e RNIs anteriores: - inclusão de valores de nutrientes visando à redução do risco de doenças crônicas não-transmissíveis (dados de segurança e eficácia) - estabelecimento de níveis superiores de ingestão de nutrientes (dados de risco) avaliação do risco: risco medido meio sistemático de avaliação da probabilidade de ocorrência de efeitos adversos à saúde em humanos pelo excesso de exposição a um agente do meio ambiente (neste caso, um nutriente ou componente do alimento) - mais estudos compostos bioativos (carotenóides, flavonóides, etc)

16 16/107 DRIs: 4 valores de referência de ingestão de nutrientes MAIOR abrangência que as RDAs DRIs - planejamento de dietas - definição de rotulagem - planejamento de programas de orientação nutricional DRI de cada nutriente refere-se à ingestão deste por indivíduos aparentemente saudáveis, ao longo do tempo

17 17/107 considera: a informação disponível sobre o balanço do nutriente no organismo; o metabolismo nas diferentes faixas etárias; a redução de risco de doenças, levando-se em consideração variações individuais nas necessidades de cada nutriente; a biodisponibilidade; e os erros associados aos métodos de avaliação do consumo dietético

18 18/107 Aplicabilidade para a população brasileira: profissional ou pesquisador avaliação crítica na interpretação dos dados aspectos a serem considerados: - a ingestão dietética com seu erro associado; - as interações possíveis nas dietas considerando os hábitos alimentares das diferentes regiões; - o grau de morbidade da população; - as diferenças étnicas; e - os perfis antropométricos

19 19/107 SEMPRE que possível ASSOCIAÇÃO dos dados disponíveis de ingestão alimentar + perfil nutricional bioquímico e clínico do indivíduo NÃO utilize simplesmente os valores de recomendação, mas avalie se o valor apresentado pode ser aplicado para seu grupo de interesse ou individualmente

20 20/107 3 – DEFINIÇÕES DAS DRIs 3.1 – Necessidade média estimada (Estimated Average Requeriment - EAR) 3.2 – Ingestão dietética recomendada (Recommended Dietary Allowance -RDA) 3.3 – Ingestão adequada (Adequate Intake - AI) 3.4 – Limite superior tolerável de ingestão (Tolerable Upper Intake Level - UL) Necessidade Estimada de Energia (Estimated Energy Requirement - EER Espectro aceitável da distribuição de macronutrientes (Acceptable Macronutrient Distribution Ranges - AMDR)

21 21/ – Necessidade média estimada (Estimated Average Requeriment - EAR) É um valor de ingestão diária de um nutriente que se estima que supra a necessidade de metade (50%) dos indivíduos saudáveis de um determinado grupo de mesmo gênero e estágio de vida. Conseqüentemente, metade da população teria, a esse nível, uma ingestão abaixo de suas necessidades. A EAR é usada na determinação da RDA e corresponde à mediana da distribuição de necessidades de um dado nutriente para um dado grupo de mesmo gênero e estágio de vida. Coincide com a média quando a distribuição é simétrica.

22 22/107 EAR – Necessidade Média Estimada Média 50% EAR DP

23 23/107

24 24/ –Ingestão dietética recomendada (Recommended Dietary Allowance -RDA) É o nível de ingestão dietética diária que é suficiente para atender as necessidades de um nutriente de praticamente todos (97 a 98%) os indivíduos saudáveis de um determinado grupo de mesmo gênero e estágio de vida. Observação: A RDA de um nutriente é um valor a ser usado como meta de ingestão dietética para indivíduos saudáveis. Não deve ser utilizada para avaliar as dietas de indivíduos ou grupos ou para planejar dieta de grupos.

25 25/107 Se o desvio padrão da EAR está disponível e os requerimentos para o nutriente em questão apresentam distribuição normal, então: RDA = EAR + 2 desvios-padrão A RDA para os nutrientes é um valor para ser usado como meta para ingestão de indivíduos saudáveis. Não deve ser usada para: avaliar a dieta de indivíduos ou grupos ou para o planejamento de dietas para grupos RDA- Recommended dietary allowance

26 26/107 Média 2,28%97,72% EAR DP RDA

27 27/107 RDA – Ingestão Dietética Recomendada

28 28/107

29 29/107

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31 31/ – Ingestão adequada (Adequate Intake - AI) É utilizada quando não há dados suficientes para a determinação da RDA. Pode-se dizer que é um valor prévio à RDA. Baseia-se em níveis de ingestão ajustados experimentalmente ou em aproximações da ingestão observada de nutrientes de um grupo de indivíduos aparentemente saudável.

32 32/ – Limite superior tolerável de ingestão (Tolerable Upper Intake Level – UL) É o valor mais alto de ingestão diária continuada de um nutriente que aparentemente não oferece nenhum efeito adverso à saúde em quase todos os indivíduos de um estágio de vida ou gênero. À medida que a ingestão aumenta para além do UL o risco potencial de efeitos adversos também aumenta. Não é um nível de ingestão recomendado UL se aplica a uso diário crônico (Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004) Uso de suplementos e alimentos fortificados

33 33/107

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35 35/107 DRIs – Dietary Reference Intakes Incluem 2 novos conceitos de referência: EER AMDR (Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004)

36 36/ Necessidade Estimada de Energia (Estimated Energy Requirement - EER Média de ingestão energética dietética a qual mantém o BALANÇO ENERGÉTICO em adultos saudáveis com idade, sexo, peso, altura e nível de atividade física de acordo com um bom estado de saúde (Costa e Oliveira, 2008; Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004)

37 37/107 Necessidades de energia ou GET = Gasto Energético Basal + Termogênese induzida pela dieta + Atividade Física Termogênese induzida pela dieta: gasto energia com digestão, absorção e metabolismo de nutrientes. Pico 1-4h após refeição. Menor CH (10%) e lipídeo (5%), maior proteína (até 25%) Atividade Física: Depende da duração e intensidade da atividade. Em geral um indivíduo sedentário requer 30% a mais que o GEB para a atividade física enquanto atletas requerem cerca de 100% ou mais. Gasto Energético Basal = GEB, Quantidade de energia utilizada em 24h por pessoa em repouso, ao acordar, 12h após última refeição temperatura ambiente confortável. Gasto Energético Repouso = GER, pessoa em repouso 30 min 3 a 4 h após refeição.

38 38/107 EER – Necessidade Estimada de Energia Equações foram desenvolvidas para indivíduos de peso normal (IMC de 18,5 a 25 kg/m 2 ), de 0 a 100 anos de idade, baseando-se em dados de gasto energético medidos pela técnica da água duplamente marcada (Costa e Oliveira, 2008; Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004)

39 39/107 EER – Necessidade Estimada de Energia Para crianças e mulheres grávidas ou lactantes, o EER inclui as necessidades de deposição de tecido ou de secreção de leite a uma taxa consistente com um bom estado de saúde Não há RDA e UL para as EERs (Costa e Oliveira, 2008; Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004)

40 40/107 EER para lactentes e crianças de 0 a 2 anos de idade (Costa e Oliveira, 2008) Não considera o sexo e a altura da criança, uma vez que esses fatores interferem no peso e, dessa forma, somente o peso se correlaciona diretamente com o gasto energético total Atividade física também não foi considerada Considera-se uma quota de deposição = fase de crescimento

41 41/107 EER para adultos acima de 19 anos Homens EER = 662 – 9,53 x idade [anos] + atividade física x (15,91 x peso [kg] + 539,6 x altura [m]) Onde, a atividade física (AF) será: – AF = 1,00 se o FAF for estimado como sendo de 1,0 <1,4 (sedentário) – AF = 1,11 se o FAF for estimado como sendo de 1,4 <1,6 (pouco ativo) – AF = 1,25 se o FAF for estimado como sendo de 1,6 <1,9 (ativo) – AF = 1,48 se o FAF for estimado como sendo de 1,9 <2,5 (muito ativo)

42 42/107 EER para adultos acima de 19 anos Mulheres EER = 354 – 6,91 x idade [anos] + atividade física x (9,36 x peso [kg] x altura [m]) Onde, a atividade física (AF) será: – AF = 1,00 se o FAF for estimado como sendo de 1,0 <1,4 (sedentário) – AF = 1,12 se o FAF for estimado como sendo de 1,4 <1,6 (pouco ativo) – AF = 1,27 se o FAF for estimado como sendo de 1,6 <1,9 (ativo) – AF = 1,45 se o FAF for estimado como sendo de 1,9 <2,5 (muito ativo)

43 43/107 Atividade Física Nível de Atividade Física (NAF) Atividade Física Sedentário (1,0 <1,4 )Trabalhos domésticos de esforço leve a moderado, atividades do cotidiano, sentado Pouco ativo ( 1,4 <1,6 )Caminhadas (6,4km/h) + mesmas atividade do sedentário Ativo(1,6 <1,9 )Ginástica aeróbica, corrida, natação, tênis + mesmas atividade do sedentário Muito Ativo (1,9 <2,5Ciclismo de intensidade moderada, corrida, pular corda, tênis + mesmas atividade do sedentário

44 44/ – Espectro aceitável da distribuição de macronutrientes (Acceptable Macronutrient Distribution Ranges - AMDR) – Conceito: Espectro percentual, em relação ao total energético da dieta, no qual o consumo de carboidratos, gorduras e proteínas não está associado a ocorrência de doenças crônicas. – Representam: Ingestão associada a risco reduzido de doenças crônicas; Ingestão na qual os nutrientes essenciais presentes na dieta podem ser consumidos em quantidade suficiente; Ingestão baseada na relação adequada entre energia e atividade física para manter o balanço energético.

45 45/107 AMDR – Carboidratos AMDR = % do VET - ingestão acentuada de carboidratos ou lipídios aumenta o risco de doenças cardiovasculares, obesidade e diabetes RDA- 130g/dia para adultos, baseado na quantidade MÍNIMA média de glicose utilizada pelo cérebro Ingestões medianas são de g/dia para homens e de g/dia para mulheres (IOM, 2002) A - Carboidrato Total

46 46/107 AMDR – Carboidratos Não está definido a UL para açúcares totais ou de adição, mas é sugerido um nível de ingestão máximo de 25% ou menos de energia proveniente de açúcares de adição Ingestão média observada da população é de 15,7% (IOM, 2002) A - Açucares

47 47/107 Fibras Não está definido AMDR Não está definido UL AI para fibra total: 38g/dia homens e 25g/dia mulheres com idades de anos AIs são menores para indivíduos mais jovens e mais velhos (IOM, 2002)

48 48/107 Fibras - AI Estágio de Vida Total de Fibras (g/dia)Estágio de VidaTotal de Fibras (g/dia) CriançasMulheres 0- 6 mesesND9-13 anos mesesND14-18 anos anos anos anos anos25 Homens51-70 anos anos31> 70anos anos38Gestante anos anos anos anos anos anos28 >70anos30Lactação anos anos anos29 (IOM, 2002)

49 49/107 AMDR – Proteína AMDR proteína: 10-35% da ingestão energética de adultos, objetiva complementar as AMDR de gordura e carboidratos; RDA para homens e mulheres acima de 18 anos de idade é de 0,8g/kg/dia de proteína de boa qualidade. (IOM, 2002)

50 50/107 AMDR – Lipídios Totais AMDR % do VET; Baseado em evidencias de alta ou baixa ingestão de lipídios podem acarretar doenças cardiovasculares; Não foram estabelecidas AI, RDA, ou UL. (IOM, 2002)

51 51/107 AMDR – Faixas de Recomendação (IOM, 2002) MacronutrientesCrianças (1-3 anos) (%) Crianças (4 -8 anos) (%) Adultos (%) Lipídios ω- 6 (α- linolênico) ω- 3 (α- linolêico)0,6 – 1,2 Carbodirato – 65 Protéina

52 52/107 AMDR (IOM, 2002) MacronutrienteRecomendação Colesterol DietéticoA menor quantidade possível em dieta nutricionalmente adequada Ácidos Graxos TransA menor quantidade possível em dieta nutricionalmente adequada Ácidos Graxos SaturadosA menor quantidade possível em dieta nutricionalmente adequada Açúcar de AdiçãoNão ultrapassar 25% do valor energético total

53 53/107 Necessidade e Recomendação Necessidade Nutricional: – As necessidades nutricionais representam valores fisiológicos individuais requeridos para satisfazer suas funções fisiológicas normais e prevenir sintomas de deficiências. São expressas na forma de médias para grupos semelhantes da população. Recomendação Nutricional: – As quantidades de energia e de nutrientes que devem conter os alimentos consumidos para satisfazer as necessidades de quase todos os indivíduos de uma população sadia. Assim, as recomendações nutricionais baseiam-se nas necessidades de 97,5% da população. (Franceschini, Piori e Euclydes, 2005; Marchioni, Slater, Fisberg, 2004)

54 54/107 RECOMENDAÇÕES NUTRICIONAIS Dieta equilibrada – Objetivo: satisfazer as necessidades nutricionais humanas Crescimento Manutenção Reparo tecidual Desgaste orgânico Níveis de ingestão de nutrientes essenciais, reconhecidos com base nos conhecimentos científicos, adequados as necessidades nutricionais de praticamente todas as pessoas saudáveis de uma população.

55 55/107 Indivíduo adulto: Necessidade: 1,08mg / dia x Recomendação: 8mg / dia Fatores considerados: - perdas basais, peso. - perdas basais, peso, perdas menstruais. Biodisponibilidade do nutriente. Facilitadores e redutores da absorção. Estado nutricional de ferro. EXEMPLO: FERRO

56 56/107 NECESSIDADES FISIOLÓGICAS Variam de acordo com : Idade Sexo Estatura Peso Estado fisiológico Atividade física

57 57/107 Recomendações Nutricionais Aplicação das Recomendações Nutricionais Dificuldades: Nutrientes x Alimentos Variabilidade do conteúdo de nutrientes. Rotulagem e tabelas de composição de alimentos. Estimativa do consumo e planejamento alimentar. Tabus e fatores culturais. Fatores sócio-econômicos.

58 58/107 Recomendações Nutricionais Objetivos das Recomendações Nutricionais Promover adequado crescimento e desenvolvimento na infância e adolescência. Garantir uma gestação e amamentação adequadas. Evitar ou reduzir a incidência de doenças associadas com práticas inadequadas de alimentação e nutrição. Garantir o bom funcionamento dos tecidos e órgãos do organismo para as atividades diárias.

59 59/107 Limitações para a aplicação das DRIs em nosso meio: Baseiam-se nas necessidades da população dos EUA e do Canadá. Não dispomos de dados atualizados de inquéritos dietéticos da nossa população: não é possível conhecer a variabilidade intrapessoal na ingestão dos vários nutrientes. A avaliação da adequação nutricional deve levar sempre em consideração outros parâmetros biológicos

60 60/107 Aplicações da DRIs AVALIAÇÃOAVALIAÇÃO IndivíduosPopulação EAR : utilizada para verificar a probabilidade da ingestão estar inadequada EAR: utilizada para estimar a prevalência de inadequação da ingestão em uma população. EER : utilizada para verificar a probabilidade de a ingestão energética estar inadequada. EER: utilizada para verificar a probabilidade de a ingestão energética estar inadequada na população. RDA : a ingestão de nutrientes a este nível ou próximo do mesmo possui pouca probabilidade de estar inadequada. RDA: NÃO É UTILIZADA. AI: a ingestão de nutrientes a este nível ou próximo do mesmo possui pouca probabilidade de estar inadequada. UL : a ingestão acima da UL aumenta as chances de riscos adversos, devido a ingestão excessiva de nutrientes. UL: Utilizada para estimar o percentual da população em risco potencial de efeitos adversos devido a ingestão excessiva de nutrientes.

61 61/107 Aplicações da DRIs P L A N E J A M E N T O IndivíduosPopulação RDA: META para a ingestão EAR: utilizada para planejar a dieta com pequena probabilidade da ingestão inadequada EER: utilizada para planejar a ingestão com pequena probabilidade da ingestão inadequada AI: META para a ingestão. Utilizada quando não possui RDA AI: Utilizada para planejar a ingestão quando não possui RDA UL: utilizada como um guia para limitar a ingestão. A ingestão crônica acima da UL aumenta os riscos de efeitos adversos UL: utilizada planejar a ingestão. Com pequena probabilidade de efeitos adversos

62 62/107 BIODISPONIBILIDADE: CONCEITOS, DEFINIÇÕES E APLICABILIDADE

63 63/107 FDA termo proposto para a área de farmacologia BIODISPONIBILIDADE intuito de estabelecer a proporção em que determinada substância ativa era absorvida na forma farmacêutica (no caso, medicamento), alcançava a circulação e tornava-se disponível no sítio de ação esta razão dependeria do tamanho da partícula, da forma química da substância e de sua absorção quando introduzida por via oral

64 64/107 Década de 80 termo começou a ser utilizado também na área de nutrição forma química do nutriente quantidade ingerida presença de ligantes e de outros nutrientes mecanismos homeostáticos que regulam a absorção (micronutrientes) simples presença do nutriente no alimento ou dieta não garantia sua utilização pelo organismo

65 65/107 - Inicialmente, a biodisponibilidade proporção do nutriente que é digerido, absorvido e metabolizado pelo organismo, capaz de estar disponível para uso ou armazenamento - Entretanto, não deveriam ser incluídos na definição os termos digestão e absorção, já que alguns nutrientes não necessitam ser digeridos para serem absorvidos e outros, mesmo hidrolisados, podem não ser absorvidos - No que se refere ao termo metabolizados, algumas substâncias podem ser absorvidas, mas não metabolizadas, sendo subseqüentemente excretadas, o que sugere a inclusão, na definição, dos termos absorvíveis e metabolizáveis, ou seja, a proporção do nutriente que realmente é utilizada pelo organismo

66 66/ : O Dell (Universidade de Missouri – Columbia) propôs a definição do termo biodisponibilidade como a proporção do nutriente nos alimentos que é absorvida e utilizada nos processos de transporte, assimilação e conversão à forma biologicamente ativa - O Dell também ressaltou a diferença entre os termos absorção verdadeira (a proporção do nutriente nos alimentos que se move do lúmen intestinal através da mucosa) e absorção aparente (a diferença entre o conteúdo de nutriente dos alimentos ingeridos e das fezes), que na ocasião era foco de constante confusão na literatura

67 67/107 -A ideia da fração do nutriente absorvido para funções fisiológicas ou de estoque se estendeu até 1997, quando, então na Conferência Internacional de Biodisponibilidade (Holanda), foi proposta uma redefinição para o termo biodisponibilidade: refere-se à fração de qualquer nutriente ingerido que tem o potencial para suprir demandas fisiológicas em tecidos alvos

68 68/107 -Nesta mesma Conferência adotou-se ainda a utilização do termo SLAMANGHI, proposto em 1996 por West e de Pee, como um mnemônico (técnica de memorização) para representar os potenciais fatores que afetavam a biodisponibilidade de carotenóides, cujo significado representa todos os aspectos que devem ser considerados nos estudos de biodisponibilidade, e cada letra tem seu significado:

69 69/107 S =Species (especificação do nutriente) L =Linkage (ligação molecular) A =Amount consumed in a meat (quantidade consumida na refeição) M =Matrix in wich the nutrient is incorporated (matriz onde o nutriente é incorporado) A =Attenuators of absorption and bioconversion (atenuantes da absorção e bioconversão) N =Nutrient status of the host (estado nutricional do hospedeiro) G =Genetic fators (fatores genéticos) H =Host related factors (fatores relacionados ao hospedeiro) I =Interaction (interações)

70 70/ : Congresso de Biodisponibilidade (Suiça) estudos devem considerar três aspectos:. Bioconversão,. Bioeficácia,. Bioeficiência

71 71/107 BIOCONVERSÃO: definida como a proporção do nutriente ingerido que estará disponível para a conversão em sua forma ativa (ex: quanto de pró- vitamina A, carotenóides da dieta, estará disponível para ser convertido em retinol) BIOEFICÁCIA: definida como a eficiência com a qual os nutrientes ingeridos são absorvidos e convertidos à forma ativa do nutriente ( ex.: quanto da pró-vitamina A, carotenóides da dieta, será absorvida e convertida à retinol) BIOEFICIÊNCIA: definida como a proporção da forma ativa convertida do nutriente absorvido que atingirá o tecido alvo (ex.: correlação inversa entre o risco de o feto apresentar um defeito de tubo neural e o estado nutricional em relação ao folato em eritrócitos maternos)

72 72/107 - Ainda hoje, a definição precisa de biodisponibilidade de nutrientes é complicada, em particular para os micronutrientes, dadas as diferentes concentrações endógenas (extensivo às diferentes condições metabólicas decorrentes de doenças), e pela potencialidade dos numerosos metabólitos bioativos. - Definir biodisponibilidade de micronutrientes, por ex., é reconhecer todos os fatores que a influenciam, como também precisar as taxas de utilização do nutriente absorvido, de suas trocas e excreção, o que varia dramaticamente

73 73/107 - Assim, a função primordial dos estudos de biodisponibilidade é correlacionar a quantidade dos nutrientes ou outras substâncias presentes na alimentação com o estado de saúde do indivíduo, e muitos passos são necessários para se obter respostas mais precisas sobre cada nutriente em particular

74 74/107 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica

75 75/107 BIOLOGIA MOLECULAR O advento da Biologia Molecular acrescenta novas abordagens ao diagnóstico e à compreensão da patogênese das doenças Genoma 23 pares de cromossomos, 22 autossômicos 1 sexual (XX ou XY) 3 bilhões de nucleotídeos 5% representam 30 mil genes

76 76/107 BIOLOGIA MOLECULAR O Projeto Genoma Humano foi fundamental para os estudos da interação entre gene e meio ambiente, visto que cada ser humano sendo único possui um fenótipo diferente dos demais. Portanto, sua interação com o meio em que vive, certamente, mostra-se distinta também Projeto Genoma (Fujii, Medeiros et al., 2010)

77 77/107 BIOLOGIA MOLECULAR Genômica Transcriptômica Proteômica Metabolômica (Van Ommen, 2004) (Guttmacher e Collins, 2002) (Davis & Milner, 2004)

78 78/107 Regulação da Dieta Regulação da Dieta Processo de expressão Gênica Técnicas de Genômica Funcional Genômica (seqüenciamento e identificação de polimorfismo) Transcriptômica (microarrays) Proteômica (Gel 2d e MS/MS) Transcrição, processamento do RNA Tradução, Modificação de proteínas

79 79/107 Regulaçã o da Dieta Regulaçã o da Dieta Processo de expressão Gênica Técnicas de Genômica Funcional Genômica (seqüenciamento e identificação de polimorfismo) Transcriptômica (microarrays) Proteômica (Gel 2d e MS/MS) Transcrição, processamento do RNA Tradução, Modificação de proteínas Metaboloma

80 80/107 BIOLOGIA MOLECULAR Nutrigenética Influência da variabilidade genética na resposta à dieta (Jada, 2005) (Furlan, Ferraz et al., 2007)

81 81/107 BIOLOGIA MOLECULAR Nutrigenômica Refere-se às influências de fatores dietéticos sobre o genoma humano. Assim, o foco principal é a investigação de como os nutrientes modificam a expressão gênica nas células e nos tecidos de interesse (Schuch, Voigt et al., 2010)

82 82/107 Gene Nutriente Nutrigenética Polimorfismo Nutrigenômica Expressão de Genes Adaptado de: (Steemburgo, Azevedo et al., 2009)

83 83/107 Em resumo, a nutrigenética aborda estudos das diferenças entre indivíduos em relação à resposta a um nutriente ou uma dieta em particular, enquanto a nutrigenômica estuda as diferenças entre os nutrientes com relação à expressão gênica. (Schuch, Voigt et al., 2010)

84 84/107 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA Sabemos que as diferenças na ação de uma mesma vitamina, por exemplo, dependem da herança genética. E que essa mesma herança pode influenciar o curso de certas doenças. Hoje não podemos mais prescindir desses conhecimentos para o pleno exercício da medicina e, particularmente, da nutrição e da produção de novos alimentos Tudo isso se relaciona com a expressão gênica (Vannucchi, 2008)

85 85/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Enzimas, peptídeos, receptores, neurotrofinas, canais iônicos e moléculas de adesão, entre outros, são regulados pela expressão gênica. Modificações no padrão dessa expressão acarretam alterações de respostas celulares a estímulos de neurotransmissores, peptídeos e de outras moléculas sinalizadoras. (Vannucchi, 2008)

86 86/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Diversos são os fatores que alteram a expressão gênica: Consumo de medicamentos; Exposição a poluentes; Práticas de exercício físico; Estresse Alimentação. Considerando que os alimentos representam o fator ambiental ao qual estamos constantemente expostos, destaca-se que são hábitos alimentares os principais responsáveis pelas alterações na expressão gênica. (Ong e Moreno, 2009)

87 87/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Nutrientes e compostos bioativos podem influenciar a expressão genética de forma direta ou indireta. Na forma direta: no interior do núcleo da célula. Se ligam a fatores de transcrição e induzem ou inibem a transcrição do gene. Na forma indireta: sua ação ocorre a partir da interação de nutrientes e compostos bioativos com receptores de membrana ou quinases com a ativação e/ou inativação de diferentes proteínas citoplasmáticas, que resultará na ativação ou inativação de um fator de trasncrição. (Ong e Moreno, 2009)

88 88/107 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA 1 - Nutrientes e compostos bioativos de alimentos podem atuar no genoma, direta ou indiretamente, para alterar a expressão e estrutura do gene; 2 - Em determinadas circunstâncias e em certos indivíduos, a alimentação pode ser um importante fator de risco para certas doenças; 3 - O grau com que a alimentação influencia o balanço entre saúde e doença depende da estrutura genética do indivíduo; (Ong e Moreno, 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) (Ridner, Gamberale et al., 2009)

89 89/107 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA 4 - Genes modulados pela alimentação parecem ter papel importante na incidência, progressão e/ou gravidade de doenças crônicas não-transmissíveis; 5 – Intervenções dietéticas baseadas na necessidade e no estado nutricional, bem como no genótipo, podem ser utilizadas para desenvolver uma nutrição personalizada que otimize a saúde e previna ou atenue as DCNT. (Ong e Moreno, 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) (Ridner, Gamberale et al., 2009)

90 90/107 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA Estas interações entre o alimento e a expressão gênica é diretamente influenciada por mecanismos que podem mediar a regulação da expressão gênica: 1 – Ativação de fatores de transcrição atuando como ligantes; 2 – Alteração das concentrações de substratos intermediários das rotas metabólicas; 3 – Influência (positiva ou negativa) sobre as rotas de sinalização (Ridner, Gamberale et al., 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004)

91 91/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Como ficam as recomendações nutricionais para a população a partir de agora? (Ong e Moreno, 2009)

92 92/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA O estatus nutricional durante a fase de desenvolvimento fetal pode alterar o estado epigenético do genoma, afetando os níveis da expressão gênica durante toda a vida pós-natal. (Stover, 2004)

93 93/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Ações diretas: ácidos graxos e vitaminas A e D Ações indiretas: resveratrol (vinho tinto), catequinas (chá verde), genisteína (soja), fitoalexina (proteína enzimática (endoglicanase) da parede celular vegetal); pisatina (ervilha)), o curcumin (açafrão da Índia), a capsaicina (pimenta), partenolide + Vitamina D3 (Crisântemo), própolis, selênio e zinco, que são capazes de inibir a ativação do fator nuclear de transcrição kappa B (NFkB), associado à oncogênese. (Ong e Moreno, 2009)

94 94/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Mecanismos que controlam a expressão gênica, como é o caso da metilação dos resíduos de citosina, podem ser influenciados pela alimentação; O estabelecimento dos padrões de metilação ocorre na fase inicial do desenvolvimento e pode se propagar pela vida toda. Um dos fatores que exerce grande influência no padrão de metilação é a disponibilidade celular das vitaminas que participam do metabolismo do carbono (B6, B12 e ácido fólico). (Furlan, Ferraz et al., 2007)

95 95/107 Histonas Metilação

96 96/107 DOENÇAS Numa pesquisa comandada pelo geneticista Michael Skinner, da Universidade de Washington, ratos foram expostos a um tipo de inseticida. A substância causou a metilação de dois genes relacionados à produção de esperma e os animais passaram a produzi-lo em menor quantidade. A deficiência se perpetuou por quatro gerações. Mais de 90% dos machos descendentes das cobaias apresentavam os mesmos problemas, sem nunca terem sido expostos ao inseticida.

97 97/107 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA A S-adenosilmetionina metaboliza nutrientes provenientes da dieta, como a colina, metionina, ácido fólico, vitamina B6 (piridoxina), B12 (cobalamina) e B2 (riboavina). Portanto, a deficiência desses nutrientes leva à alterações no metabolismo do carbono, prejudicando a metilação do DNA e aumentando o risco de doenças crônicas, como o câncer e doenças cardiovasculares. No entanto a expressão dos gentes possui um padrão individual (polimorfismo) (Fujii, Medeiros et al., 2010)

98 98/107 POLIMORFISMO As diferenças no genoma são de aproximadamente 0,1%. Isto se deve à presença de polimorfismos, que são variações comuns de pelo menos 1% no DNA. Menos do que 1% = mutações. O Polimorfismo pode ocorrer por deleção ou por polimorfismo de nucleotídeo único (SNP). Pode ocorrer no promotor, no intron e no exon. (Ong e Moreno, 2009)

99 99/107

100 100/107

101 101/107 POLIMORFISMO Doenças associadas a polimorfismos são consideradas multifatoriais, pois são causadas por um conjunto de fatores ambientais e pelo somatório de vários alelos de diferentes genes relacionados, aumentando a suscetibilidade para a patologia. (Schuch, Voigt et al., 2010) 475A G LEU47PRO

102 102/107 POLIMORFISMO Importância prática de um SNP (snips) no contexto da nutrigenética: Genes que respondem a alimentação e que se encontrem cronicamente ativados nas doenças; Genes que codificam proteínas envolvidas no metabolismo em pontos chaves; Conseqüência funcional importante; Alta prevalência na população de interesse; Presente em genes com biomarcadores associados. (Schuch, Voigt et al., 2010)

103 103/107 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: COZZOLINO, S. M. F. Biodisponibilidade de nutrientes. São Paulo, Manole, CUPPARI, L. Nutrição: Nutrição Clínica no Adulto. São Paulo, Manole, VITOLO, M.R. Nutrição da gestação ao envelhecimento. Rio de Janeiro, Rubio, INSTITUTE OF MEDICINE (IOM). Food and Nutrition Board. Dietary reference intakes: estimated average requirements for groups. Washington, DC: National Academic. [online] Disponível em: Acesso em 05 de junho de INSTITUTE OF MEDICINE (IOM). Food and Nutrition Board. Dietary reference intakes: energy, carbohydrates, fiber, fat, protein and amino acids (macronutrients). Washington, DC: National Academy. [online] Disponível em: Acesso em 05 de junho de INSTITUTE OF MEDICINE (IOM). Food and Nutrition Board. Dietary reference intakes: thiamin, riboflavin, niacin, vitamin B6, folate, vitamin B12, pantothenic acid, biotin, and choline. Washington, DC: National Academy. [online] Disponível em: Acesso em 05 de junho de 2013.

104 104/107 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: INSTITUTE OF MEDICINE (IOM). Food and Nutrition Board. Dietary reference intakes: vitamin A, vitamin K, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. Washington, DC: National Academy. [online] Disponível em: Acesso em 05 de junho de INSTITUTE OF MEDICINE (IOM). Food and Nutrition Board. Dietary reference intakes: calcium, phosphorus, magnesium, vitamin D, and fluoride. Washington, DC: National Academy. [online] Disponível em: Acesso em 05 de junho de MARCHIONI, D.M.L.; SLATER, B; FISBERG, R.M. Aplicação das Dietary Reference Intakes na avaliação da ingestão de nutrientes para indivíduos; Application of Dietary Reference Intakes for assessment of individuals. Rev. nutr 17 (2), FRANCESCHINI, S.C.C; PRIORE, S.E.; EUCLYDES, M.P. Necessidades e recomendações de nutrientes. In: Cuppari L. Guias de medicina ambulatorial e hospitalar: nutrição clínica no adulto. São Paulo: Manole; COSTA, N.M.B. ; OLIVEIRA, C.G. Metabolismo energético. In: Costa NMB; Peluzio MCG. (Org. ). Nutrição Básica e Metabolismo. 1 ed. Viçosa, MG: Editora UFV, 2008, v. 1, p INTERNATIONAL LIFE SCIENCES INSTITUTE DO BRASIL. Usos e aplicações das dietary reference intakes ? DRI. ILSI/SBAN, São Paulo, 2001

105 105/107 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: FISBERG RM, SLATER BV, MARCHIONI DML, MARTINI LA. New dietary recommendations. Jornal Brasileiro de Nutrição Clínica 2003; 18(2): FISBERG RM, MARCHIONI, DML, SLATER B. Aplicação da s Dietary Reference Intakes na avaliação ingestão de nutrientes para grupos. Simpósio Usos e Aplicações das DRIs. Material em Cdroom, SLATER B, PHILLIPI ST, MARCHIONI DML, FISBERG RM. Estimando a prevalência da ingestão inadequada de nutrientes. Rev Saúde Pública 2004; 38(4): FISBERG RM, SLATER B, MARCHIONI DML, MARTINI LA. Inquéritos Alimentares: Métodos e bases científicos. São Paulo, Editora Manole, BAKKER, G.C.ERK, M.J.V., et al. "An antiinflammatory dietary mix modulates inflammation and oxidative and metabolic stress in overweight men: a nutrigenomics approach." Americam Journal of Clinical Nutrition 91: (2010) BERGMANN, M.M.BODZIOCH, M., et al. "Bioethics in humam nutrigenomics reserch: European Nutrigenomics Organisation Workshop report." British Journal of Nutrition 95: 1024–1027.(2006)

106 106/107 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: FUJII, T.M.D.M., MEDEIROS, R.D., et al. "Nutrigenomics and nutrigenetics: important concepts for the nutrition science." Nutrire: rev. Soc. Bras. Alim. Nutr. = J. Brazilian Soc. Food Nutr. 35(1): (2010) FURLAN, L.R., FERRAZ, A.L.J., et al. "A genômica funcional no âmbito da produção animal: estado da arte e perspectivas." Revista Brasileira de Zootecnia 36(Suplemento Especial): (2007) GUTTMACHER, A.E. ECOLLINS, F.S. "Genomic Medicine - A Primer." The New England Journal of Medicine 347(19): (2002) KAPUT, J. ERODRIGUEZ, R.L. "Nutritional genomics: the next frontier in the postgenomic era." Physiol. Genomics 16: (2004) MARTI, A.MORENO-ALIAGA, M.A.J., et al. "Avances en nutrición molecular: nutrigenómica y/o nutrigenética." Nutricion Hospitalaria XX(3): (2005) MULLER, M. EKERSTEN, S. "Nutrigenomics: goals and strategies." Nat. Rev. Genet. 4: (2003) ONG, T.P. e MORENO, F.S. Perspectivas de aplicação da biologia molecular na área de nutrição: nutrigenômica. Nutrição nas doenças Crônicas não-transmissiveis. L. Cuppari. São Paulo, Manole: (2009) RIDNER, E. GAMBERALE, M.C., et al. "Nutrigenómica: revisión del estado actual y aplicaciones." Actualización en Nutrición 10(2): (2009)

107 107/107 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: SCHUCH, A.B.VOIGT, F., et al. "Nutrigenética: a interação entre hábitos alimentares e o perfil genético individual." Revista Brasileira de Biociência 8(1): (2010) STEEMBURGO, T., AZEVEDO, M.J.D., et al. "Interação entre gene e nutriente e sua associação à obesidade e ao diabetes melito." Arq Bras Endocrinol Metab 53(5): (2009) STOVER, P.J. "NUTRITIONAL GENOMICS." Physiologie Genomics 16: (2004) SWANSON, K.S., SCHOOK, L.B., et al. "Nutritional Genomics: implications for: implications for companion animals." Journal of Nutrition 133: (2003) VANNUCCHI, H. Avanços em nutrigenômica: A interação entre nutrientes e genes influenciando a saúde humana. Nestê Bio - Nutrição e Saúde. São Paulo: (2008)


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