LivroAminoácidos2016 Versão Online

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AMINOÁCIDOS
Júlio Sérgio Marchini
Helio Vannucchi
Vivian Marques Miguel Suen
Selma Freire de Carvalho da Cunha
Força-Tarefa de
Alimentos Fortificados
e Suplementos
© 2016 ILSI Brasil International Life Sciences Institute do Brasil
ILSI BRASIL
INTERNATIONAL LIFE SCIENCES INSTITUTE DO BRASIL
Rua Hungria, 664 — conj.113
01455-904 — São Paulo — SP — Brasil
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© 2016 ILSI Brasil International Life Sciences Institute do Brasil
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Aminoácidos / Júlio Sérgio Marchini...[et al.]. -São Paulo : ILSI Brasil-International Life
Sciences Institute do Brasil, 2016.
Outros autores: Helio Vannucchi, Vivian Marques
Miguel Suen, Selma Freire de Carvalho da Cunha
Vários autores.
Bibliografia.
ISBN 978-85-86126-57-4
1. Aminoácidos 2. Nutrição 3. Proteínas 4. Saúde Promoção I. Marchini, Júlio Sérgio. II. Vannucchi,
Helio. III. Suen, Vivian Marques Miguel. IV. Cunha,
Selma Freire de Carvalho da.
16-05682
CDD-613.2
Índices para catálogo sistemático:
1. Alimentos : Nutrientes : Nutrição aplicada :
Promoção da saúde
613.2
Aminoácidos / ILSI Brasil
Esta publicação foi possível graças ao apoio da Força-Tarefa
de Alimentos Fortificados e Suplementos, subordinada ao
Comitê de Nutrição e este ao Conselho Científico e de
Administração do ILSI Brasil.
Segundo o estatuto do ILSI Brasil, no mínimo 50% de seu
Conselho Científico e de Administração deve ser composto
por representantes de universidades, institutos e órgãos
públicos, sendo os demais membros representantes de
empresas associadas.
Na página 115, encontra-se a lista dos membros do Conselho
Científico e de Administração do ILSI Brasil, e na página 117,
as empresas mantenedoras da Força-Tarefa de Alimentos
Fortificados e Suplementos em 2016.
Para mais informações, entre em contato com o ILSI Brasil
pelo telefone (11) 3035-5585 ou pelo e-mail: [email protected]
As afirmações e opiniões expressas nesta publicação são de responsabilidade
dos autores, não refletindo, necessariamente, as do ILSI Brasil. Além disso, a
eventual menção de determinadas sociedades comerciais, marcas ou nomes
comerciais de produtos não implica endosso pelo ILSI Brasil.
3
Índice
Autores
9
Prefácio
13
I. Aminoácidos: funções e segurança
15
1. Aminoácidos: definição
1.1. Caracterização bioquímica dos aminoácidos
1.2. Aspectos gerais relacionados ao metabolismo de aminoácidos
1.3. Panorama geral sobre a segurança de uso dos aminoácidos
1.4. Métodos alternativos para avaliação da segurança de uso dos aminoácidos
1.4.1. Histórico das recomendações internacionais para o consumo de
aminoácidos
II. Aplicação dos aminoácidos na metabolômica
1. Genômica nutricional
2. Metabolômica
III. Avaliação do perfil de aminoácidos no auxílio do diagnóstico e
tratamento de distúrbios metabólicos
1. Derivatização ou reação pré-coluna
2. Derivatização ou reação pós-coluna
15
15
16
22
23
28
39
39
39
45
46
48
IV. Consumo de aminoácidos no Brasil
53
V. Aminoácidos, características gerais e teor no leite materno
57
1. Introdução e definição
2. Aminoácidos: dados gerais
3. Aminoácidos ramificados e metabolismo da amônia
4. Histidina
5. Arginina
6. Fenilalanina
57
64
66
67
67
68
7. Glutamina
8. Metionina
9. Taurina
VI. Aminoácidos e exercício físico: aplicação para saúde e desempenho físico
1. Ação anabólica/catabólica dos músculos esqueléticos
2. Substrato para a gliconeogênese
3. Resposta imunológica
4. Retardo da fadiga central
5. Desempenho físico
VII. Aminoácidos e obesidade
1. Perfil de aminoácidos livres no plasma
2. Aminoácidos de cadeia ramificada
3. O papel da taurina
4. Triptofano: o aminoácido sacietógeno
VIII. O papel dos aminoácidos na nutrição, com ênfase em geriatria
1. População idosa
IX. Fenilcetonúria
1. Tratamento da fenilcetonúria
68
68
69
75
75
76
76
77
78
85
85
85
86
87
93
93
99
100
X. Dietas enterais e aminoácidos
103
XI. Fórmulas de aminoácidos para terapia nutricional parenteral disponíveis no Brasil
111
XII. Conselho científico e de administração do ILSI Brasil
117
XIII. Empresas mantenedoras da Força-Tarefa de Alimentos Fortificados e
Suplementos 2016
119
Coordenação Geral
Júlio Sérgio Marchini, Helio Vannucchi, Vivian Marques,
Miguel Suen, Selma Freire de Carvalho da Cunha
Autores:
Amanda Marcela Bono Nishida
Nutricionista. Aprimoranda. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Disciplina de Nutrologia.
Bruno Affonso Parenti
Nutricionista. Doutorando. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Camila Fernanda Brandão
Educação Física. Doutoranda. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Carla Barbosa Nonino
Nutricionista. Professora Doutora do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Carlos Alexandre Fett
Educação Física. Núcleo de Aptidão Física, Informática, Metabolismo,
Esporte e Saúde (NAFIMES) da Universidade Federal do Mato Grosso.
Carolina Hunger Malek Zadeh
Nutricionista. Doutoranda da Faculdade de Medicina de
Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.
7
Carolina Ferreira Nicoletti
Nutricionista. Pós-doutoranda. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Eduardo Ferriolli
Médico. Professor Associado. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.
Disciplina de Clínica Médica Geral e Geriatria.
Eline Hillesheim
Nutricionista. Mestranda. Faculdade de Medicina de
Gilberto João Padovan
Químico. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de Medicina de Ribeirão
Preto da Universidade de São Paulo. Disciplina de Nutrologia.
Helena Fernandes Martins Tavares
Nutricionista. Assuntos Regulatórios Corporativos Ajinomoto do Brasil.
Helio Vannucchi
Médico. Professor Titular do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
José Henrique Silvah
Médico. Pós-Doutorando. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de Medicina
de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Disciplina de Nutrologia.
Jowanka Amorim
Nutricionista. Mestranda. Faculdade de Medicina de
Médico. Professor Titular do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
8
Karina Pfrimer
Nutricionista. Pós-Doutoranda. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Disciplina de Clínica
Médica Geral e Geriatria.
Márcia Varella Morandi Junqueira-Franco
Farmacêutica e Bioquímica. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Marlene de Fátima Turcato
Médica. Departamento de Neurologia da Faculdade de Medicina de
Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo
Mayara Perna Assoni
Nutricionista. Unidade Metabólica. Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Nancy Yukie Yamamoto Tanaka
Nutricionista. Diretora do Serviço de Nutrição do Hospital das Clínicas da
Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo.
Médica. Professora Doutora do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
Médica. Professora Doutora do Departamento de Clínica Médica da Faculdade de
9
Prefácio
A principal função dos aminoácidos é atuar como subunidades de estruturação de
moléculas proteicas. Todas as proteínas de todos os organismos vivos são formadas por uma combinação variada de apenas 20 tipos diferentes de aminoácidos:
essenciais, não essenciais ou, ainda, condicionalmente essenciais.
Aspectos da qualidade das proteínas em função da sua composição quantitativa de
aminoácidos essenciais são encontrados nesta publicação. As funções fisiológicas em
várias circunstâncias das etapas de desenvolvimento corporal em pessoas eutróficas,
como também em alguns casos de doenças relacionadas aos teores de aminoácidos,
são abordadas.
Alguns aminoácidos são chamados de funcionais, tais como arginina, cisteína,
glutamina, leucina, prolina e triptofano. Os 20 aminoácidos que ocorrem na
natureza como substrato para síntese peptídica, proteica, são codificados a
partir de quatro nucleotídeos presentes na molécula do DNA.
A quantificação de aminoácidos livres em fluidos e tecidos biológicos pode fornecer
importante informação bioquímica e nutricional que permite o diagnóstico de várias
doenças, assunto abordado em um dos capítulos.
Formulações de aminoácidos para terapia nutricional parenteral, encontradas no
Brasil, também são apresentadas no capítulo correspondente.
Conhecimentos dos níveis basais e pós-prandiais dos aminoácidos circulantes podem
orientar sobre a necessidade imposta pelo exercício físico e a adequação da dieta
para o atleta, o que é sugerido nesta revisão.
A discussão sobre o papel dos aminoácidos na nutrição, com ênfase em geriatria, também é apresentada. A Resolução RDC nº 63 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária
do Ministério da Saúde, de 6/7/2000, refere-se a dietas enterais e aminoácidos.
Esta revisão oferecida pela Força-Tarefa de Fortificação e Suplementação relata,
principalmente, particularidades dos aminoácidos contidos nos alimentos, seu papel
fisiológico, funções, aspectos gerais e conteúdo nos alimentos habitualmente consumidos pela população brasileira.
Esperamos, finalmente, que as informações possam contribuir para aprimorar o
conhecimento e servir de base para outros eventuais estudos.
Prof. Dr. Helio Vannucchi
11
I
AMINOÁCIDOS: FUNÇÕES E SEGURANÇA
Helena Fernandes Martins Tavares
Helio Vannucchi
1. AMINOÁCIDOS: DEFINIÇÃO
Por definição, tem-se que os aminoácidos são compostos orgânicos formados por um
grupo amino (—NH3) associado a um grupo carboxila (—COOH). A principal função dos
aminoácidos é atuar como subunidades de estruturação de moléculas proteicas.1
Dependendo da capacidade de o organismo humano sintetizar endogenamente a
quantidade de aminoácidos suficiente para suprir as necessidades metabólicas,
tem-se a sua classificação em aminoácidos essenciais e não essenciais. 1
Considerando que o organismo precisa da ingestão dietética desses aminoácidos
essenciais, a ausência ou a ingestão inadequada de qualquer um desses aminoácidos leva a um balanço de nitrogênio negativo, podendo acarretar perda de peso,
crescimento prejudicado (principalmente em crianças) e ainda alguns outros sintomas clínicos.1
1.1. CARACTERIZAÇÃO BIOQUÍMICA DOS AMINOÁCIDOS
Todas as proteínas de todos os organismos vivos são formadas por uma combinação
variada de apenas 20 tipos diferentes de aminoácidos, dos quais nove são aminoácidos
essenciais e 11 não essenciais ou, ainda, condicionalmente essenciais, ou seja, aminoácidos que, em determinadas condições metabólicas, deixam de ser sintetizados
pelo organismo em quantidade suficiente para atender as necessidades fisiológicas.
Os aminoácidos essenciais são isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina,
treonina, triptofano, valina e, para crianças, histidina.2
Conforme mencionado, todos esses aminoácidos podem ser definidos como sendo unidades monoméricas de estruturação de moléculas de proteína, caracteristicamente
compostos por um grupo amino (—NH3) associado a um grupo carboxila (—COOH).1 De
acordo com a Figura 1, pode-se notar que, com exceção da prolina, todos os aminoácidos têm o grupo carboxila ligado ao grupo amino por um carbono, além de apresentar ainda uma cadeia R— variável.2
13
Figura 1. Os 20 aminoácidos presentes na natureza responsáveis pela formação das
proteínas de todos os organismos vivos.
1.2. ASPECTOS GERAIS RELACIONADOS AO METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
De acordo com o Institute of Medicine, na publicação das suas Dietary References
Intakes (DRI), a proteína é o principal componente estrutural e funcional de todas as
células do organismo. Enzimas, transportadores de membrana, moléculas de transporte do sangue, matrizes intracelulares, cabelo, unhas, albumina de soro, queratina
e colágeno, assim como muitos hormônios reguladores dos processos fisiológicos, são
todos moléculas proteicas. Assim, uma oferta adequada de proteínas na dieta é
essencial para manter não apenas a integridade, mas também a função celular,
para saúde e reprodução (IOM, 2005). 3
Por sua vez, além de atuar como subunidades estruturadoras das proteínas, os
próprios aminoácidos também atuam como precursores de coenzimas, hormônios,
ácidos nucleicos e outras moléculas essenciais para o funcionamento do organismo.3
14
Além de o perfil aminoacídico ser um aspecto importante para a qualificação nutricional
das proteínas, a estrutura das moléculas proteicas também influência na digestibilidade
dos aminoácidos. Na mesma publicação da IOM3, é detalhado o intercâmbio existente
entre o pool de proteínas corporais presentes nos tecidos e na circulação e o pool de
todos os aminoácidos livres presentes nos fluidos corporais (Figura 2).
Figura 2. Turnover de proteínas reúne as trocas existentes entre as proteínas corporais e o pool de aminoácidos livres.3
Na Figura 2, as setas indicam os processos contínuos de degradação e ressíntese do
turnover das proteínas, assim como outras vias envolvendo o pool de aminoácidos
livres, tais como: obtenção dos aminoácidos, seja a partir da dieta ou da síntese
endógena de aminoácidos não essenciais, e perda por excreção, oxidação ou pela
conversão a outros metabólitos não proteicos.
De maneira geral, os aminoácidos absorvidos pelo organismo são utilizados para reconstituição
das suas próprias proteínas, sendo, portanto, imprescindível o fornecimento de quantidade suficiente e balanceada dos diferentes tipos de aminoácidos essenciais.3
A partir de uma dieta desequilibrada, existe o risco de alguns aminoácidos necessários
para a síntese proteica estarem em quantidades insuficientes, enquanto outros aminoácidos aparecerem em excesso, seguindo para sua excreção sem mesmo terem sido
utilizados ou, alternativamente, sendo desviados para o provimento de energia.
Da mesma forma, quando determinados aminoácidos são consumidos em quantidade
excessiva, existe a possibilidade que seja suprimida a absorção ou a utilização de
outros aminoácidos, agravando ainda mais o quadro de desequilíbrio no pool de aminoácidos livres.3
Portanto, para que tais riscos de desequilíbrio sejam evitados e a contínua síntese de
proteínas do organismo seja garantida, é importante manter uma dieta que forneça
quantidade e balanço adequados de aminoácidos.
15
A relevância da manutenção de quantidade e balanço adequados dos nutrientes para
continuidade da vida já tem sido discutida pela Lei do Mínimo de Liebig (Liebig Law
of the Minimum ou Liebig Law), princípio desenvolvido por Carl Sprengel, em 1828,
e popularizado pelo químico alemão Justus Von Liebig, sendo mais utilizado pelas
Ciências Agrárias.
Justus Freiherr Von Liebig foi um dos cientistas mais respeitados e influentes do século XIX. As maiores contribuições de Liebig foram a química de fulminatos, química
orgânica, química agrícola e fisiologia. Em meados de 1840, Liebig voltou sua atenção
para o estudo da química de solos, plantas e animais que poderiam ajudar a aumentar
a rentabilidade da agricultura.
Os experimentos envolveram principalmente a conversão de terras de plantio estéril
em terras férteis, dado que o crescimento da planta fica comprometido quando há
falta de qualquer elemento essencial, mesmo se os demais estiverem presentes em
excesso.
Os resultados levaram à conclusão de que cada nutriente é essencial, e a deficiência
de qualquer um pode ter efeito adverso. Por isso, concluíram que um “mínimo” de
todos os nutrientes precisa estar disponível para se garantir o crescimento saudável
das plantas.4
A fim de ilustrar a Lei do Mínimo de Liebig, Dobenecks pensou na imagem de um barril
cheio de água, frequentemente conhecido como Teoria do Barril, vide Figura 3.
Figura 3. Teoria do Barril, de Dobenecks, que ilustra a Lei do Mínimo de Liebig.
Da mesma forma, aplicando a Lei do Mínimo de Liebig e a Teoria do Barril à nutrição
humana e à ingestão proteica, quando uma dieta é formulada com uma fonte natural de
proteínas, alguns tipos de aminoácidos essenciais podem estar presentes em quantidades
insuficientes ou excessivas. Se determinado aminoácido estiver escasso, a eficiência da
alimentação fica limitada ao nível desse aminoácido insuficiente (fator limitante).
16
Na Teoria do Barril, cada ripa representaria um tipo de aminoácido, sendo o comprimento das ripas representantes das quantidades individuais de cada aminoácido.
Portanto, a capacidade do barril fica limitada pela ripa mais curta, assim como a síntese proteica e o crescimento ficam limitados pelos aminoácidos menos disponíveis.
Por outro lado, os aminoácidos em excesso, correspondentes às ripas acima do nível
de água, não serão utilizados para a síntese de proteínas, seguindo para excreção ou
vias alternativas para produção de energia (Figura 4). O nitrogênio consumido como
fonte de energia é usualmente excretado como amônia.
Figura 4. Aplicação da Teoria do Barril para avaliar o aporte dietético de aminoácidos. A nutrição fica limitada pelo fornecimento do nutriente mais escasso, no exemplo, a lisina (aminoácido limitante).
Portanto, tem-se que, quando a dieta é deficiente em, pelo menos, um aminoácido, o
corpo não consegue utilizar com eficiência todos os aminoácidos disponíveis no pool. No
exemplo ilustrado pela Figura 4, apenas com a adição de lisina foi possível garantir um
aproveitamento mais eficiente dos aminoácidos.
Como mencionado anteriormente, apesar de o organismo ser capaz de sintetizar 11
de um total de 20 aminoácidos, ainda existem nove aminoácidos essenciais que o
organismo não é capaz de sintetizar, devendo ser obtidos única e exclusivamente a
partir da dieta.1
A fim de se garantir um padrão saudável de síntese de proteínas, músculos e tecidos,
a adequação do consumo de aminoácidos, principalmente essenciais, dependerá do
equilíbrio estabelecido entre seu consumo dietético e as necessidades fisiológicas
do organismo, seja para um sujeito saudável, doente ou ainda passando por algum
estado transitório que requer maior aporte proteico, por exemplo, de crescimento
acelerado (crianças), gestação, lactação ou prática de atividade física.1
17
Portanto, considerando que os aminoácidos essenciais não são sintetizados pelo organismo, muitas vezes são eles que limitam, de alguma forma, a síntese de proteínas,
músculos e tecidos. Sendo assim, para garantir um padrão saudável e adequado de
síntese proteica, faz-se necessário um consumo dietético satisfatório ou, em alguns
momentos, até aumentado de aminoácidos essenciais.
De acordo com o IOM3,a dieta humana padrão apresenta uma vasta gama de diferentes tipos de proteínas dietéticas (Tabela 1). Como consequência de um maior consumo
dietético de proteínas, é de se esperar um aumento natural das concentrações de
aminoácidos livres e de ureia, no sangue pós-prandial, e de compostos nitrogenados,
tais como ureia, na urina.
Tais mudanças fazem parte da regulação normal dos altos níveis circulantes de aminoácidos e nitrogênio e que, quando sob níveis normais de ingestão por sujeitos
saudáveis, não representam risco ou perigo à saúde.
Tabela 1. Variabilidade no perfil aminoacídico de diferentes tipos de alimentos presentes na dieta habitual.1
hh
ii
P
18
VERDURAS
GELATINA
LEVEDURA
Valina
AMENDOIM
Treonina
Triptofano
SEMENTES DE GERGELIM
E GIRASSOL
Fenilalanina
NOZES, ÓLEO DE
SEMENTES, SOJA
Lisina
GRÃO INTEGRAL (COM
GERME)
Leucina
LEGUMES
Isoleucina
CEREAL
Metionina
MILHO
AMINOÁCIDOS
QUEIJO, OVO, LEITE E
CARNE
CATEGORIAS DE ALIMENTOS
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Altas quantidades de aminoácidos presentes no alimento.
Baixas quantidades de aminoácidos presentes no alimento.
Balanço geral bom de aminoácidos no alimento.
Um sujeito adulto saudável que consome 70-100 g/dia de proteínas excreta cerca de
11-15 g/dia de nitrogênio pela urina, principalmente na forma de ureia e com algumas pequenas contribuições de amônia, ácido úrico, creatinina, ou ainda de alguns
aminoácidos livres. Esses compostos nitrogenados correspondem aos produtos finais
mais comuns obtidos a partir do metabolismo proteico. Enquanto o ácido úrico e a
creatinina são derivados indiretos dos aminoácidos, a ureia e a amônia são obtidas a
partir da sua oxidação parcial.3
A remoção do nitrogênio de cada aminoácido, bem como sua conversão a uma forma
que possa ser excretada pelos rins, pode ser considerada um processo dividido em
duas etapas principais. A primeira etapa normalmente ocorre através de reações
enzimáticas de dois tipos, por transaminação ou desaminação.3
Transaminação corresponde a uma reação reversível que utiliza cetoácidos intermediários oriundos do metabolismo da glicose, por exemplo: piruvato, oxaloacetato
e alfa-cetoglutarato, como destinatários do nitrogênio amino (alfa-amino). A maioria
dos aminoácidos pode participar dessas reações, resultando em seus alfa-amino transferidos para formação de três aminoácidos: alanina, a partir do piruvato, aspartato, a
partir do oxaloacetato, e ainda glutamato, a partir do alfa-cetoglutarato.3
Ao contrário de muitos aminoácidos, a transaminação dos aminoácidos de cadeia
ramificada pode ocorrer em diferentes tecidos por todo o organismo, principalmente
no músculo esquelético. Nessa ação, os principais receptores do grupo alfa-amino
são alanina (piruvato) e glutamina (glutamato, alfa-cetoglutarato) que, em seguida,
passam para a circulação. Eles servem como importantes carreadores de nitrogênio
vindos da periferia (músculos esqueléticos) para o intestino e fígado. No intestino
delgado, glutamina é extraída e metabolizada para amônia, alanina e citrulina, que,
em seguida, são transportadas ao fígado através da circulação portal.3
O nitrogênio também pode ser removido dos aminoácidos por reações de desaminação, que resulta na formação de amônia. Certos aminoácidos podem ser desaminados, quer diretamente (histidina), por desidratação (serina e treonina), por meio do
ciclo de purinas (aspartato) ou, ainda, por desaminação oxidativa (glutamato). Com
isso, a síntese de ureia ocorre no fígado pelo ciclo de Krebs-Henseleit. Após a síntese,
a ureia é transportada por meio da circulação do fígado para os rins, onde é, finalmente, excretada pela urina.3
Contudo, é possível notar que o organismo humano não mantém uma grande reserva
de aminoácidos livres, sendo qualquer excesso rapidamente metabolizado e/ou excretado. Portanto, o pool metabólico de aminoácidos encontra-se em um estado de
equilíbrio dinâmico, nas próprias proteínas celulares e que pode ser requisitado a
qualquer momento a fim de suprir qualquer nova necessidade fisiológica, tais como:
incorporação em proteínas tissulares, neoglicogênese e síntese de novos compostos
nitrogenados (ex.: creatina e epinefrina).1,2
19
A contínua dinâmica da proteína nas pessoas é necessária tanto para garantia do pool
de aminoácidos livres como para atender as necessidades das mais diversas células
e tecidos corporais. Com isso, os tecidos mais acionados para esse turnover são as
proteínas do plasma, mucosa intestinal, pâncreas, fígado e rins, enquanto músculos,
pele e cérebro apresentam uma participação muito menor.1
Cada célula do organismo é capaz de sintetizar um grande número de proteínas específicas a partir dos aminoácidos, sejam essenciais ou não essenciais. As características
e a especificidade de cada proteína sintetizada pelo organismo são predeterminadas
pelo código genético presente nas moléculas de DNA, que funciona como modelo
para a síntese de várias formas de RNA que, então, participam da síntese proteica
propriamente dita. No entanto, para que a síntese proteica ocorra, é preciso que todos os aminoácidos necessários estejam disponíveis, principalmente os aminoácidos
essenciais, que devem vir única e exclusivamente da dieta.1
O Amino Acid Scoring Pattern, estabelecido pela joint FAO FAO/WHO/UNU, estabelece
a quantidade mínima e o equilíbrio dos aminoácidos a serem consumidos a partir da
dieta, recomendações essas estabelecidas para as mais diversas faixas etárias (estágios
de vida) da população.
1.3. PANORAMA GERAL SOBRE A SEGURANÇA DE USO DOS AMINOÁCIDOS
Os aminoácidos estão largamente presentes na natureza, havendo apenas 20 tipos
para a síntese de todas as proteínas. Eles compõem aproximadamente 20% do corpo humano e são naturalmente encontrados em uma série de alimentos, e tem-se
que o consumo de aminoácidos é amplamente variável conforme o padrão da dieta.
Portanto, devido a essa variabilidade, associada à incapacidade do organismo em
armazenar o excedente, um desenvolvido sistema homeostático foi adquirido pelos
grandes primatas a fim de garantir que altos níveis de aminoácidos, provenientes da
alimentação, fossem manejados e excretados de forma eficiente.
Enquanto estudos referentes à determinação das necessidades mínimas de aminoácidos evoluem com o tempo,5 sendo possível citar alguns exemplos como as DRI3 ou
as recomendações da joint FAO/WHO/UNU6 e da FAO Expert Consultation7, níveis
máximos tolerados de ingestão (upper levels — UL) são estabelecidos por estudos específicos realizados em animais e com humanos. No entanto, nenhum limite máximo
pode ainda ser assumido como oficial devido à escassez de estudos clínicos específicos
para a determinação de UL de aminoácidos, pois: existe um longo histórico de uso seguro de aminoácidos, seja a partir de alimentos ou formas isoladas (suplementos), em
países ocidentais e no Japão; os aminoácidos estão ampla e naturalmente presentes
nos mais diversos alimentos; há também histórico de uso de aminoácidos especialmente em pacientes sob tratamento, por exemplo, em aplicações terapêuticas da
nutrição clínica para estados pós-operatórios ou de recuperação de grandes traumas.
20
Os Estados Unidos e o Japão foram países que destinaram os maiores esforços na
tentativa de estabelecer limites de UL para aminoácidos em humanos saudáveis, já
em meados dos anos 2000. Contudo, os pesquisadores concluíram que não existiam
estudos clínicos suficientes ou mesmo necessidade prática, devido principalmente ao
longo histórico de consumo seguro dos aminoácidos a partir da dieta.
Atualmente, há esforços pontuais na ciência na tentativa de se estabelecerem valores
de UL para determinados aminoácidos. Com isso, é possível citar o Norway Scientific
Committee for Food Safety (VKM) que, em 2013, publicou documentos relacionados à
segurança de uso de histidina, metionina e triptofano.8
Existe também o International Council on Amino Acid Science (ICAAS), que já organizou em torno de oito workshops internacionais com conteúdo científicos publicados
no periódico Journal of Nutrition. Por sua vez, o ICAAS apoia diversos projetos de pesquisa clínica, possuindo, atualmente, a posição de que os aminoácidos presentes nos
alimentos e em suplementos são substâncias seguras e que sua toxicidade está frequentemente limitada por barreiras tecnológicas, tais como: estabilidade limitada;
sabor e odor adversos, quando em altas doses, evitando o uso excessivo de aminoácidos em alimentos e suplementos; e ainda a maioria dos aminoácidos frequentemente
aplicada para a nutrição humana (ex.: BCAA) não ser facilmente solúvel em água.
Atualmente, o ICAAS permanece como uma das únicas organizações globais que trabalham
ativamente em estudos de avaliação de níveis máximos tolerados de ingestão (UL) para
os principais aminoácidos. No entanto, a ausência de um padrão sistemático de efeitos
adversos em humanos em resposta à administração oral de aminoácidos não permite a
definição de valores de UL para humanos com base nos dados de No Observed Adverse
Effect Level (NOAEL) ou Lowest Observed Adverse Effect Levels (LOAEL) estabelecidos
em roedores. Por isso, o principal objetivo do ICAAS é a revisão de dados obtidos a
partir de estudos clínicos de investigação realizados com humanos.
1.4. MÉTODOS ALTERNATIVOS PARA AVALIAÇÃO DA SEGURANÇA DE USO
DOS AMINOÁCIDOS
No caso de aditivos alimentares, para avaliação da sua segurança de uso, geralmente é determinada a Ingestão Diária Aceitável (IDA) através da multiplicação do
valor de NOAEL, obtido em estudos toxicológicos feitos com animais, pelo fator de
segurança de 1/100, sendo dez, pela diferença entre espécies, e em mais dez, por
diferenças individuais (intraespécies).
Caso esse mesmo método fosse aplicado para estimativa de valores de IDA para os aminoácidos, os limites estariam incoerentemente abaixo das quantidades consumidas a
partir da dieta habitual. Um exemplo pode ser feito para a glicina, pois, multiplicando
o valor de NOAEL encontrado em estudos toxicológicos realizados com ratos, de 1.800
mg/kg p.c., pelo fator de segurança (1/100), tem-se uma IDA de 18 mg/kg p.c.
21
Considerando um sujeito de 60 kg p.c., a partir desse valor, o limite de consumo seria
de apenas 1,08 g/dia de glicina. Uma vez que o consumo médio de glicina observado
para a população norte-americana foi de 3,2 g/dia (Third National Healthy and Nutrition
Examination Survey — NHANES III), nota-se uma ingestão segura equivalente a cerca de três
vezes o valor estimado da IDA para glicina. Portanto, tem-se que esse método empregado
para avaliação da segurança de uso e estabelecimento de valores de IDA para aditivos alimentares seria pouco aplicável para nutrientes cujo metabolismo já está muito bem estabelecido,
seja em animais ou em humanos.
Na literatura, estão disponíveis alguns dados toxicológicos de aminoácidos obtidos a
partir de estudos experimentais realizados com animais. No entanto, pela dificuldade
e devido à inconsistência observada durante a aplicação da metodologia toxicológica
padrão (resultados de NOAEL e LOAEL em animais corrigidos para humanos), muitos
dos estudos que avaliaram os efeitos de diferentes níveis de consumo de aminoácidos
em humanos utilizaram outras metodologias alternativas de avaliação.
Algumas envolveram abordagem com metabolômica e análise de clusters (CAMC: Cluster
Analysis of Multivariate Correlations), como tratado por Noguchi, Sakai e Kimura9,
ou, ainda, transcriptômica por DNA microrray e análise de CAMC, como realizado por
Matsuzaki et al,10 Tais metodologias são estudos que visaram abordagens alternativas
e diferenciadas para o estudo de ingestão adequada e segurança de uso de diferentes
aminoácidos.
Para conhecimento, enquanto a metabolômica trata da caracterização e entendimento do comportamento de todos os metabólitos relacionados ao metabolismo
do organismo, por exemplo, ao metabolismo de aminoácidos, a transcriptômica
caracteriza e procura explicar o comportamento e a transcrição de RNA-mensageiro.
Das metodologias alternativas presentes na literatura, a mais aplicada em estudos
clínicos com humanos e experimentos com animais foi a observação de níveis de
consumo de aminoácidos que levaram a um nível máximo de oxidação pelo organismo
(“limite metabólico”).
De acordo com Pencharz, Elango e Ball11, genética e outros fatores podem influenciar
as respostas do organismo ao consumo excessivo de aminoácidos, em diferentes espécies. A grande variabilidade na resposta a várias doses de aminoácidos, em seres
humanos, torna ainda mais desafiador a identificação de um valor oficial de UL para
aminoácidos.
No mesmo artigo, Pencharz, Elango e Ball11 discutem e detalham ainda em quais
situações o uso de doses elevadas de formas isoladas de alguns aminoácidos, acima
dos níveis recomendados, poderia ser benéfico, buscando determinar, portanto,
qual seria esse excedente de aminoácidos ainda seguro. Para tanto, os autores discorrem sobre a ação de diferentes níveis de consumo sob os níveis de oxidação dos
aminoácidos.
22
Pencharz, Elango e Ball11 mencionam ainda vários estudos na literatura que comparam
os efeitos do consumo de doses elevadas de aminoácidos ligados à proteína versus
aminoácidos livres. Tais estudos demonstram que os aminoácidos, quando ofertados
em meio a uma matriz proteica, proporcionam um efeito muito menor nos níveis
plasmáticos do aminoácido testado, provavelmente devido ao fato de a ingestão de
proteínas estimular a síntese proteica, sendo uma maneira fisiológica de direcionar e,
assim, dissipar o aumento da ingestão de dado aminoácido.
Além disso, o consumo de aminoácidos, ligados à proteína ou como uma mistura de
aminoácidos, também provoca menor impacto negativo, quando comparado ao consumo excessivo de aminoácidos isolados individualmente.
De qualquer maneira, os autores acreditam que a principal dificuldade para se identificar os níveis máximos tolerados de ingestão de aminoácidos deve-se ao fato de
que os marcadores mais adequados do consumo excessivo possuírem características
muito específicas de dose-resposta. Em particular, a resposta desses marcadores ao
aumento da ingestão deveria demonstrar um ponto de inflexão que poderia ser utilizado para a identificação da situação de excesso.11,12 Contudo, os autores defendem
que um possível marcador para definição desse limite máximo para aminoácidos seria
o nível de ingestão que atingiria o maior nível de oxidação, ou seja, correspondente
ao “limite metabólico”.
Alguns aminoácidos têm funções metabólicas específicas, quando consumidos em
concentrações além das necessidades para simples síntese proteica, por exemplo:
estimulação da síntese de proteína pela leucina; síntese de catecolaminas, a partir
dos aminoácidos aromáticos; doação do grupo metil e enxofre em diferentes reações
fisiológicas, dos aminoácidos sulfurados; ou ainda produção de óxido nítrico a partir
da arginina. Portanto, a suplementação dietética com aminoácidos específicos em
excesso pode ter efeitos adversos ou benéficos, dependendo da situação. Por essa
razão, é necessário que haja o conhecimento do mais alto nível de ingestão possível
de cada um dos aminoácidos no qual não ocorre nenhum efeito adverso.13
Com isso, quando a ingestão de dado aminoácido estiver baixa, a síntese de proteínas, oxidação e excreção do próprio aminoácido, bem como de seus respectivos
metabólitos, será igualmente baixa (Figura 5).
23
Figura 5. Representação esquemática da resposta fisiológica do organismo ao consumo excessivo de aminoácidos.11
Por outro lado, aumentando a ingestão do aminoácido limitante, há também um aumento de sua retenção devido à sua maior utilização para a síntese de proteínas,
além de quaisquer outras funções metabólicas necessárias. Portanto, um primeiro
gradiente positivo de retenção do aminoácido pode ser observado (Figura 6).
Figura 6. Padrão de resposta esperado para um aumento na ingestão de aminoácido.
Com a elevação da ingestão do aminoácido, o nível de oxidação aumenta até atingir
o “limite metabólico” de oxidação do excedente (saturação do sistema). O ponto de
inflexão poderia ser identificado como o nível máximo tolerado de ingestão (UL) para
o aminoácido, sendo que qualquer ingestão acima poderia aumentar o risco potencial
de efeitos adversos.11
24
Uma vez que a necessidade do aminoácido é atendida para a síntese de proteínas,
bem como para todas as outras funções relacionadas, o excesso do aminoácido será
catabolizado proporcionalmente ao consumo adicional. O aumento do catabolismo
será proporcional ao excesso ingerido, já que esse incremento adicional do aminoácido mobiliza o metabolismo oxidativo. Nessa fase, as vias catabólicas ainda são suficientes para manejar o excesso de ingestão, que é degradado para produção de
energia. Para alguns tipos de aminoácidos, nessa etapa, um declive mínimo ou mesmo
não significativo poderá ser observado na curva de retenção do aminoácido.11
Se for continuado o consumo do aminoácido, uma nova inclinação positiva da curva de
retenção surgirá devido a uma maior retenção no pool de aminoácidos livres, já que
o organismo atinge o seu “limite metabólico”, não sendo mais capaz de catabolizar
o aminoácido em proporção direta ao volume ingerido. Esse ponto, em que a capacidade metabólica de catabolismo ou oxidação do excedente são excedidas, poderia
ser assumido como uma estimativa do nível máximo tolerado de ingestão (UL), pois
representa um nível de ingestão no qual os mecanismos reguladores normais já não
são mais suficientes para metabolizar o excedente.11
No entanto, é válido destacar ainda que o consumo de aminoácidos nesse ponto de
inflexão do “limite metabólico” não representa ainda um nível de ingestão propriamente tóxico. Nesse nível, tem-se apenas uma sugestão de que quaisquer aumentos
em sua ingestão aumentariam o potencial de risco de efeitos adversos. Além disso,
qualquer consumo do aminoácido acima desse ponto é normalmente caracterizado por
aumento nos níveis circulantes na excreção de catabólitos secundários, pela urina.11
Embora essa abordagem descrita por Pencharz, Elango e Ball,11 não seja única e tampouco definitiva, o método de avaliação do carbono marcado com isótopo estável
seria aplicável a todos os aminoácidos metabolizados em dióxido de carbono (CO2),
quais sejam: fenilalanina, BCAAs (leucina, valina e isoleucina) e lisina.
Por outro lado, para aminoácidos como metionina e cisteína, que são aminoácidos
sulfurados, o catabolismo predominantemente leva à produção de sulfato e taurina,
que são, em sua maioria, excretados pela urina. A avaliação de sulfato urinário tem
sido validada como um método simples e não invasivo de mensurar o catabolismo
dos aminoácidos sulfurados. Da mesma maneira, a excreção de sulfato alcançará um
limite quando o excedente de aminoácidos sulfurados saturar a taxa metabólica.11
Segundo Pencharz, Elango e Ball,11 para alguns outros aminoácidos essenciais, incluindo
treonina, histidina e triptofano, as vias catabólicas são mais complexas e o carbono não
é liberado tão facilmente no pool de bicarbonato a fim de ser excretado como CO2. Para
esses aminoácidos, a identificação do nível máximo tolerado de ingestão (UL) pode ser
mais complexa.
25
Métodos alternativos também foram abordados por Kimura, Bier e Taylor.14 Em seu artigo, os
autores reportaram sobre a discussão para estabelecimento de UL para aminoácidos no 8th
Workshop on the Assessment of Adequate and Safe Intake of Dietary Amino Acids.
Particular atenção foi dada à experiência do International Life Sciences Institute
Research, com seu Key-Events Dose Response Framework (KEDRF), um quadro analítico
que examina, sistematicamente, os principais eventos que ocorrem entre a dose inicial
de uma substância ou nutriente e qualquer efeito de risco à saúde.
No quadro, os principais eventos que influenciam a relação dose-resposta, bem como
fatores subjacentes à variabilidade, são considerados. Uma abordagem baseada em
evidências, e menos em suposições, quantificando a variabilidade e melhor caracterizando os limites biológicos, tem sido utilizada para estimativa dos níveis máximos
tolerados de ingestão não apenas de alguns contaminantes, mas também da vitamina A, que tem toxicidade conhecida, quando consumida em excesso.14,15
Desenvolvido como uma extensão do International Life Sciences Institute,
International Program on Chemical Safety Mode of Action e Human Relevance
Framework, o KEDRF permite uma melhor compreensão da relação dose-resposta para cada desfecho. 14,15
O KEDRF já foi utilizado no planejamento de alguns estudos mais recentes relacionados à segurança de uso da leucina.12,16
1.4.1. Histórico das recomendações internacionais para o consumo de aminoácidos
Em 2007, a World Health Organization (WHO), juntamente com a Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) e a United Nations University (UNU),
publicou o “Technical Report 935 — Protein and amino acid requirements in human
nutrition”. As recomendações publicadas nesse documento resultaram do encontro
do joint FAO/WHO/UNU Expert Consultation, ocorrido entre 9 e 16 de abril de 2002,
em Genebra. No encontro, seus especialistas revisaram o documento “Technical Report 724 — Energy and protein requirements”, publicado em 1985.6,17
De acordo com o “Technical Report” 9356, estima-se que sujeitos adultos e saudáveis apresentam uma necessidade média de proteínas totais de 0,66 g/kg p.c./dia. Com isso, a
necessidade média de aminoácidos essenciais seria de 0,48 g/kg p.c./dia e de aminoácidos
não essenciais, 0,18 g/kg p.c./dia. O documento ressalta ainda que uma ingestão adequada, juntamente com um equilíbrio nos níveis de aminoácidos essenciais e não essenciais,
contribui para o atendimento das necessidades diárias e homeostase de nitrogênio.
26
É importante ressaltar que, de acordo com as novas recomendações, o termo “dietary
requirement” corresponde à quantidade de proteínas, aminoácidos constituintes, ou
ambos, que deve ser obtida a partir da dieta, para atender a demanda metabólica e,
com isso, manter o equilíbrio de nitrogênio.6
Tabela 2. Necessidades diárias de aminoácidos essenciais para adultos saudáveis
(adaptado de FAO/WHO/UNU).6
AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS
Histidina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina + Cisteína (SAA) b
Metionina
Cisteína
Fenilalanina + Tirosina (AAA) c
Treonina
Triptofano
Valina
RECOMENDAÇÕES DE 2007
RECOMENDAÇÕES DE 1985
mg/kg p.c./dia mg/g proteínaa mg/kg p.c./dia mg/g proteínaa
10
15
8 – 12
15
20
30
10
15
39
59
14
21
30
45
12
18
15
22
13
20
10
16
4
6
25
38
14
21
15
23
7
11
4
6
3,5
5
26
39
10
15
Necessidade média de nitrogênio de 105 mg/kg p.c./dia de nitrogênio (0,66 g/kg
p.c./dia de proteínas)
b
SAA: Aminoácidos sulfurados
c
AAA: Aminoácidos aromáticos
a
Na maioria dos casos, a necessidade é maior que a demanda metabólica, já que
existem fatores que influenciam na eficiência do uso da proteína, como a digestão,
a absorção e a biodisponibilidade celular aos aminoácidos absorvidos, em relação às
necessidades, definindo a digestibilidade e, consequentemente, a perda diária de
compostos nitrogenados pelas fezes.
Sabe-se que, quando a ingestão dietética de nitrogênio é zero, acompanhada
com adequação energética e dos demais nutrientes, existe uma contínua perda
de nitrogênio pelo organismo, identificada como perda obrigatória de nitrogênio.
Por outro lado, quando se aumenta a ingestão de proteínas, aminoácidos e nitrogênio, existe um nível adequado que permite o balanço de nitrogênio, cujo
valor corresponde à necessidade mínima de proteínas. 6
Por definição, o nível adequado corresponde ao menor nível de ingestão necessário para se alcançar o equilíbrio de nitrogênio, em curto e longo prazo. Na
prática, as medições das necessidades mínimas de proteínas variam muito entre
os indivíduos, por várias razões, sendo algumas já conhecidas, tais como: taxa de
metabolismo basal, gasto energético, crescimento, fatores ambientais, estilo de
27
vida, tipo de alimentação, qualidade da proteína dietética etc. 6
Em 2013, foi publicada a “FAO Expert Consultation (FAO Food and Nutrition Paper
92) — Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition”, na qual foi reunido um
conjunto de conclusões obtidas a partir de discussões de especialistas realizadas no
período de 31 de março a 2 de abril, de 2011, em Auckland, na Nova Zelândia.
O principal objetivo do fórum foi revisar o uso do método de avaliação da qualidade
de proteínas pelo método do Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS), estabelecido pela FAO/WHO, em 1989.7
Contudo, chegaram à conclusão de que deveria ser recomendado um novo modelo de
mensuração da qualidade de proteínas denominado Digestible Indispensable Amino
Acid Score (DIAAS). Além disso, na publicação também foi recomendado o uso de dois
scoring patterns, para fins regulatórios:7
− Para lactentes, até 6 meses de idade, adotar o padrão da composição de aminoácidos do leite materno.
− Para crianças de 6 meses a 3 anos de idade, seguir o padrão de aminoácidos
estabelecidos para 6 meses.
− Para demais grupos populacionais (> 3 anos), seguir o padrão de aminoácidos
estabelecidos para crianças de 3-10 anos.
Nas Tabelas 3 e 4, estão resumidas as principais recomendações da FAO7, bem como as
pequenas adequações feitas às recomendações da FAO/WHO/UNU.7
28
VALINA
TRIPTOFANO
TREONINA
AMINOÁCIDOS
AROMÁTICOS
AMINOÁCIDOS
SULFURADOS
LISINA
LEUCINA
ISOLEUCINA
HISTIDINA
Tabela 3. Padrão para estimativa das necessidades de aminoácidos para lactentes,
crianças, adolescentes e adultos (valores revisados e alterados das recomendações
da FAO/WHO/UNU).6,7
PADRÃO DE AVALIAÇÃO DAS NECESSIDADES PROTEICAS
(mg/g)
FAIXA ETÁRIA
Lactentes (0 a 6 meses) a
21
55
96
69
33
94
44
17
55
Crianças (6 meses a 3 anos) b
20
32
66
57
27
52
31
8,5
43
16
30
61
48
23
41
25
6,6
40
Crianças, adolescentes e adultos
c
Os valores para lactentes são baseados no padrão da composição de aminoácidos do
leite materno.
b
Os valores para crianças de 6 meses a 3 anos são baseados no padrão de aminoácidos
estabelecidos para 6 meses.
c
Os valores para crianças (> 3 anos), adolescentes e adultos são baseados no padrão
de aminoácidos estabelecidos para crianças de 3-10 anos.
a
29
HISTIDINA
ISOLEUCINA
LEUCINA
LISINA
AMINOÁCIDOS
SULFURADOS
AMINOÁCIDOS
AROMÁTICOS
TREONINA
TRIPTOFANO
VALINA
Tabela 4. Padrão para estimativa das necessidades de aminoácidos, segundo faixa
etária (valores revisados e alterados das recomendações da FAO/WHO/UNU).6,7
PADRÃO DE AMINOÁCIDOS DO TECIDO
(mg/g proteína) a
27
35
75
73
35
73
42
12
49
PADRÃO DE AMINOÁCIDOS DE MANUTENÇÃO
(mg/g proteína) b
15
30
59
45
22
38
23
6
39
NECESSIDADES PROTEICAS (g/kg p.c./dia)
IDADE
MANUTENÇÃO CRESCIMENTO c
(anos)
0,5
0,66
0,46
1-2
0,66
0,20
3-10
0,66
0,07
11-14
0,66
0,07
15-18
0,66
0,04
> 18
0,66
0,00
NECESSIDADES DE AMINOÁCIDOS (mg/kg p.c./dia) d
22
15
12
12
11
10
36
27
22
22
21
20
73
54
44
44
42
39
63
44
35
35
33
30
31
22
17
17
16
15
59
40
30
30
28
25
35
24
18
18
17
15
9,5
6
4,8
4,8
4,4
4
48
36
29
29
28
26
SCORING PATTERN mg/g DE NECESSIDADE PROTEICA d
0,5
1-2
3-10
11-14
15-18
> 18
20
18
16
16
16
15
32
31
30
30
30
30
66
63
61
61
60
59
57
52
48
48
47
45
27
25
23
23
23
22
52
46
41
41
40
38
31
27
25
25
24
23
8,5
7
6,6
6,6
6,3
6
43
41
40
40
40
39
Composição de aminoácidos da proteína corpórea íntegra.
Padrão de manutenção para adultos.
c
Calculado como valores médios para a faixa etária: crescimento ajustado para utilização proteica de 58%.
d
Soma dos aminoácidos correspondentes às necessidades dietéticas para manutenção
(manutenção proteica × scoring pattern adultos) e crescimento (deposição de tecidos
ajustados para 58% da eficiência de aproveitamento da dieta × scoring pattern adultos).
e
Necessidades de aminoácidos/necessidades proteicas para determinadas faixas etárias.
Note-se que os valores, alguns são ligeiramente alterados do relatório 2007, são os valores
calculados corretamente. No relatório publicado, o valor para a necessidade de aminoácidos
sulfurados para crianças de 3-10 está incorreto (18 mg/kg/d), bem como os padrões para
crianças em idades pré-escolar e escolar maiores de 10 anos (28, 26 e 24 mg/g de proteína).
a
b
30
De maneira geral, especialistas da FAO7 ressaltaram que faltam estudos prospectivos
de longo prazo especificamente desenvolvidos para examinar determinados desfechos
em saúde, assumindo, portanto, os valores estabelecidos em 2007.6 Ressaltaram ainda
não existir qualquer evidência relacionando a ingestão de proteínas ou aminoácidos
com riscos à saúde de forma substancial que permitisse a identificação de níveis ótimos de ingestão e/ou de redução do risco de desenvolvimento de doenças crônicas.7
Para proteínas e aminoácidos, assim como para os outros nutrientes, a relação com
efeitos sobre a saúde limita-se principalmente a alguns estudos de caso com poucos
exemplos ou evidências, ainda insuficientes para garantir uma meta-análise ou uma
revisão sistemática que estabeleça qualquer tipo de relação significativa. Teoricamente, nenhum desses pequenos estudos inclui dados de dose-resposta suficientes
para a identificação de uma dose de ingestão adequada ou até mesmo de níveis máximos tolerados de ingestão (UL).7
Por fim, a FAO7 reconhece as limitações inerentes aos valores atualmente aceitos e
publicados por seus especialistas, inclusive nas recomendações de proteínas e aminoácidos identificados no documento como Amino Acid Scoring Patterns, ressaltando
que mais estudos precisam ser conduzidos. Contudo, apesar de todas essas limitações, as recomendações da FAO7 ainda são as mais recentes publicadas e aceitas pela
literatura.
Ainda em relação às recomendações nutricionais para um adequado consumo
de proteínas e aminoácidos, não se pode deixar de mencionar a importância da
publicação do Food and Nutrition Board, do Institute of Medicine (IOM) “DRI
– Dietary Reference Intakes for Energy, Carbohydrate, Fiber, Fat, Fatty Acids,
Cholesterol, Protein, and Amino Acids”, de 2005, que estabelece valores de EAR
(Estimates Average Requirement) e RDA (Recommended Dietary Allowance) para
os aminoácidos essenciais (Figura 7).3
31
Figura 7. Relação entre os valores de EAR, RDA/AI e UL.3
De acordo com o IOM3, tem-se os seguintes critérios de recomendação:
− Estimates Average Requirement (EAR): corresponde ao nível de ingestão diária média estimada que atende as necessidades de metade dos indivíduos (50%) de uma
população saudável, em dado estágio de vida e faixa etária.
− Recommended Dietary Allowance (RDA): é a ingestão diária média estimada que
atende as necessidades de, aproximadamente, todos os indivíduos (97%-98%) de uma
população saudável, em dado estágio de vida e faixa etária.
− Tolerable Upper Intake Level (UL): é a média do nível máximo tolerado de ingestão
estimado que não oferece risco de efeitos adversos a, aproximadamente, todos os
sujeitos de uma população em geral. Sendo assim, a ingestão de qualquer dose acima
da UL poder aumentar os riscos potenciais de efeitos adversos.
− Adequate Intake (AI): corresponde ao nível de ingestão diária média estimada com
base em estudos de observação ou, ainda, em aproximações determinadas experimentalmente de nutrientes que atende a um ou mais grupos de pessoas, aparentemente saudáveis, assumido como adequado. O valor de AI é usado quando não se pode
estabelecer uma RDA.
De acordo com o IOM3, as necessidades nutricionais poderiam ser definidas como os
menores níveis de ingestão contínuos necessários dos nutrientes, para indicadores específicos de adequação, que irão manter definidos um nível de nutrição no indivíduo.
Portanto, tais necessidades são variáveis de acordo com o estágio de vida e faixa
etária da população.
32
Especificamente em relação aos níveis máximos tolerados de ingestão (UL) dos aminoácidos, o documento do IOM3 reconhece que o modelo de UL baseia-se principalmente em dados de consumo crônico. Ou seja, para permitir o estabelecimento de
uma UL, fazem-se necessários mais dados de estudos crônicos, em longo prazo, de
aminoácidos.
33
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36
II
APLICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
NA METABOLÔMICA
Bruno Affonso Parenti de Oliveira
Julio Sergio Marchini
1. GENÔMICA NUTRICIONAL
Os estudos em nutrição nos últimos anos estão passando por uma profunda modificação, uma vez que sua área de pesquisa era focada em epidemiologia e fisiologia
molecular, mas agora englobam biologia e genética.1
Após o advento das tecnologias ômicas e do sequenciamento do genoma humano,
os estudos genômicos possuem como objetivo principal caracterizar as funções dos
genes e sua interação com os fatores ambientais.2 A genômica nutricional busca
uma compreensão genética de como a nutrição influencia o equilíbrio entre saúde
e doença por meio da alteração genética.3,4
2. METABOLÔMICA
Na biologia da era pós-genoma, a metabolômica surgiu para a avaliação de
metabólitos em sistemas humanos,5 incluindo a análise das mudanças no perfil
bioquímico em fluidos biológicos, células e tecidos,6 sendo considerado o ponto
final da análise molecular de humanos (Figura 1).7
37
Figura 1. Metabólitos como produtos finais da interação entre gene, transcritos e
proteínas.
Os estudos de metabolômica podem avaliar grupos de metabólitos relacionados
com uma via específica do metabolismo ou comparar modificações nos padrões de
metabólitos em respostas a estímulos do meio ambiente,8-9 inclusive a dieta.
A aplicação dos estudos do metaboloma de aminoácidos na nutrição inclui a avaliação
do perfil e das características dos aminoácidos da dieta, dos mecanismos de digestão,
absorção e metabolismo, dos processos de regulação no crescimento e saúde, além
dos níveis recomendados de ingestão, segurança e toxidade.10-16
Nesse contexto, o metaboloma de aminoácidos parece ser especialmente relevante
em estudar os efeitos da ingestão excessiva de proteínas e aminoácidos,9 auxiliando
na identificação do estado nutricional proteico e do balanço de aminoácidos no
organismo.17,18 Alterações no perfil de aminoácidos plasmáticos após ingestão de
refeições com diferentes conteúdos proteicos têm sido estudadas.19,20
Pesquisa realizada em seres humanos encontrou níveis urinários mais elevados de carnitina, acetilcarnitina, taurina e glutamina associados ao consumo de dieta rica em
carne quando comparados com dieta com alto teor de proteínas de origem vegetal.6
Assim, a quantificação dos aminoácidos livres em fluidos e tecidos pode fornecer
informação bioquímica e nutricional que auxilia no diagnóstico de várias doenças, especialmente de deficiências metabólicas,21 obesidade e diabetes,7 doenças hepáticas
e intestinais.22 Do mesmo modo, o fenótipo metabólico de humanos pode facilitar a
avalição da resposta metabólica de cada paciente ao tratamento, tornando possível
uma dieta personalizada (Figuras 2 e 3).23,24
38
Figura 2. Diagrama da aplicação de aminoácidos na metabolômica.
Figura 3. Representação de aminoacidograma obtido pela técnica de cromatografia
líquida de alta eficiência. 1: Aspartato; 2: Cisteína; 3: Glutamina; 4: Serina; 5: Histidina; 6: Glicina; 7: Treonina; 8: Arginina; 9: Taurina; 10: Alanina; 11: Tirosina; 12:
Valina; 13: Metionina; 14: Fenilalanina; 15: Isoleucina.
39
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42
III
AVALIAÇÃO DO PERFIL DE AMINOÁCIDOS NO
AUXÍLIO DO DIAGNÓSTICO E TRATAMENTO
DE DISTÚRBIOS METABÓLICOS
Márcia Varella Morandi Junqueira-Franco
Gilberto João Padovan
A quantificação de aminoácidos livres em fluidos e tecidos biológicos nos fornece
importante informação bioquímica e nutricional que permite o diagnóstico de várias
doenças, especialmente deficiências proteico-metabólicas, tornando-se uma ferramenta importante no direcionamento do tratamento de diversas doenças, tais como
desnutrição, obesidade, pacientes críticos, sepse, estresse metabólico, doença celíaca, aminoacidopatias, entre outras. Os aminoácidos desempenham papel importante
tanto como substratos básicos como reguladores em muitas vias metabólicas.1,2
Hoje, a determinação de perfis de aminoácidos (aminogramas) em amostras
biológicas é geralmente analisada por cromatografia de troca iônica de alta
eficácia (CLAE=HPLC), na qual se consegue analisar 40 ou mais aminoácidos e
compostos relacionados. Anormalidades específicas nas concentrações de aminoácidos são associadas com condições fisiológicas e relatadas no contexto de
várias doenças, incluindo insuficiência hepática, insuficiência renal, câncer,
diabetes, disfunção muscular, aminoacidemia e assim por diante.
O equilíbrio entre aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) e aminoácidos aromáticos, conhecido como a relação de Fischer, está estabelecido como um marcador
de diagnóstico e é usado para monitorar a progressão da fibrose hepática e a
eficácia do tratamento com medicamentos. As informações do aminograma exceto
para a relação de Fischer e aminoacidemia, no entanto, não tem sido suficientemente utilizadas para monitorização de estados fisiológicos, controle nutricional
ou diagnóstico clínico.3
Os métodos mais utilizados para determinação dos aminoácidos são por cromatografia: Cromatografia Liquida de Alta Eficiencia (CLAE) com modificações, como
a Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência (UPLC), utilizada com o intuito de
diminuir o tempo de análise; Cromatografia Gasosa (GC/FID); Cromatografia
Líquida acoplada a Espectrometria de Massa (HPLC-MS).4,5
43
A CLAE é um dos métodos mais utilizados para a análise do perfil de aminoácidos.6,7 Em relação aos detectores, é necessário que a instrumentação apresente
uma série de características desejáveis. Para um detector tido como “ideal”,
poderíamos listar:
—
—
—
—
—
—
—
—
—
alta sensibilidade e baixo limite de detecção;
resposta rápida a todos os solutos;
estável a mudanças de temperatura e da vazão da fase móvel;
resposta independente da fase móvel;
pequena contribuição ao alargamento do pico pelo volume extra da cela do detector;
resposta que aumente linearmente com a quantidade de soluto;
não destruição do soluto;
segurança e conveniência para uso;
informação qualitativa e quantitativa da substância desejada.
Infelizmente, não existem detectores com todas as características, mas os detectores atuais procuram abranger a maior parte delas, podendo-se escolher detecção por UV ou fluorescência. Como o número de aminoácidos de interesse é
grande e estes possuem estruturas químicas muito semelhantes, é necessária a
utilização de gradientes das fases móveis (normalmente, uma das fases é composta por tampão fosfato e a outra, por metanol ou acetonitrila ou tetraidrofurano
etc., ou misturas entre elas).
Para a quantificação dos aminoácidos constituintes da amostra, pela cromatografia líquida, estes, se sólidos, precisam ser hidrolisados antes de analisados, e para
os aminoácidos livres circulantes no sangue e/ou qualquer outro fluido biológico,
devem ser desproteinizados antes da análise, enquanto pela cromatografia gasosa
devem ser derivatizados.
O objetivo da derivatização na CG é aumentar a volatilização da substância, a
sensibilidade de detecção e a seletividade da separação na coluna, enquanto na
CLAE é transformá-lo em outro composto que possa ser detectado em fluorescência ou outro tipo de detector. Na cromatografia líquida, podemos optar pela reação pré-coluna (Figura 1) ou reação pós-coluna (Figura 2), utilizando-se reagentes
específicos para cada situação.
1. DERIVATIZAÇÃO OU REAÇÃO PRÉ-COLUNA
Para a reação pré-coluna, os aminoácidos sofrem uma reação com o reagente
antes da injeção e, em seguida, os produtos da reação são separados pela coluna
em uso e detectados posteriormente. As vantagens do método são as seguintes:
44
A quantidade de consumo de reagente é minimizada, pois utiliza-se um volume
muito pequeno, e a reação pode ocorrer em temperatura ambiente, sendo bastante rápida dependendo do reagente a ser usado.
—
Permite o aumento da sensibilidade, utilizando reagentes específicos que ofereçam
baixos níveis de ruído no sistema, quando comparados à reação pós-coluna.
—
Como o reagente é colocado em excesso, o restante do reagente não causa
maiores problemas em relação à análise, pois utiliza-se um volume muito pequeno.
—
Por outro lado, uma desvantagem é que o reagente de derivatização é misturado
diretamente com a amostra antes da injeção. A eficiência da reação (rendimento)
é facilmente influenciada pela matriz da amostra (tal como componentes coexistentes e tipos de solventes). A coluna utilizada terá uma vida útil menor que no
caso da reação pós-coluna.
Por outro lado, não necessitamos de outra bomba para bombear o reagente e
também não utilizaremos um sistema de aquecimeto para que a reação possa
ocorrer. Portanto, a reação pré-coluna pode ser considerada apropriada quando se
pretende analisar uma variedade de amostras sem prejudicar a sensibilidade de
detecção. Os reagentes de derivatização pré-coluna mais comumente usados para
a análise de aminoácidos, entre outros, são:
—
—
—
—
—
—
orto-ftalaldialdeído (OPA);
fenilisotiocianato (PITC);
fluorescamina;
cloreto de Dansilo (Dansyl chloride);
FMOC-chloride;
reagente de Marfey (FDAA).
Os procedimentos das reações variam amplamente a partir de uma simples mistura em temperatura ambiente até uma reação que necessita de aquecimento.
Em muitos casos, a cromatografia de fase reversa é utilizada para produtos de
reação a serem separados pela coluna em que se tem vários aminoácidos a serem
quantificados. Normalmente, a cromatografia de fase reversa não é um procedimento adequado para separação de substâncias altamente hidrofílicas, como os
aminoácidos.
No entanto, no uso da derivatização pré-coluna, os aminoácidos podem ser modificados para grupos funcionais altamente hidrofóbicos, habilitando a cromatografia
de fase reversa, uma vez que os métodos para uso da fase reversa proporcionam
excelente separação, permitindo a análise de alto rendimento.
45
Figura 1. Derivatização pré-coluna.
2. DERIVATIZAÇÃO OU REAÇÃO PÓS-COLUNA
A reação pós-coluna envolve a separação dos aminoácidos na coluna e, em seguida, o
contato destes com os reagentes de derivatização, transformando-se em compostos
para serem detectados. Pode ser automatizada, o que oferece maior desempenho
quantitativo e reprodutibilidade. As vantagens são as seguintes:
Uma vez que os componentes da amostra são separados antes da reação, a eficiência desta é menos propensa aos efeitos da matriz biológica, o que lhe permite ser
usada para uma vasta gama de amostras.
—
Como o reagente de reação flui continuadamente para o detector, a reação
pós-coluna é limitada às amostras, não permitindo a detecção do reagente que
não reagiu, limitando os tipos de reagentes que podem ser utilizados.
—
Atualmente, existem dois tipos de reagentes disponíveis para utilização na análise de
aminoácidos: ninidrina e orto-ftalaldialdeído. O primeiro é para a detecção de absorção no visível e o segundo é para a detecção em fluorescência.
46
Figura 2. Derivatização pós-coluna.
A avaliação do perfil de aminoácidos tem sido determinada em diversos estudos
atuais. No estudo realizado por Nicolleti et al,8 foi avaliado o perfil sérico de
aminoácidos em pacientes obesas submetidas à cirurgia bariátrica, que mostrou
um aumento nas concentrações na maioria dos aminoácidos após três meses de
cirurgia; aos seis meses, ácido glutâmico, serina, arginina, alanina, metionina,
valina, fenilalanina, isoleucina e as concentrações de tirosina diminuíram. Após
12 meses, as concentrações de proteína total e albumina caíram. No final do estudo, foi demonstrada a deficiência de aminoácidos essenciais, indicando a baixa
ingestão proteica associada ao fator desabsortivo.
A análise de aminoácidos também é fundamental no entendimento das consequências
do câncer no metabolismo energético e auxilia na definição de estratégias para prevenir e tratar a desnutrição. Rabito et al,9 relacionaram a medida dos níveis pré-cirúrgicos de carnitina plasmática em pacientes com câncer e a associação com ingestão
dietética, antropometria, bioimpedância, calorimetria indireta, níveis plasmáticos de
aminoácidos, níveis de carnitina e nitrogênio urinários.
Contudo, os pacientes com câncer apresentaram deficiência e baixos estoques de
carnitina, mas não houve correlação com gasto energético, ingestão de alimentos ou
nos níveis dos aminoácidos lisina e metionina.
Vários pesquisadores encontraram decréscimo nos níveis plasmáticos de taurina e
a expressão reduzida de uma enzima importante na síntese de taurina em animais
obesos.
47
As evidências, acompanhadas do desequilíbrio metabólico na obesidade e os possíveis
efeitos anti-inflamatórios e antioxidantes da taurina, destacam-na como um possível
suplemento no tratamento da obesidade. Rosa et al,10 investigaram se a suplementação de taurina, associada com orientação nutricional, modula o estresse oxidativo, a
resposta inflamatória e a homeostase da glicose em mulheres obesas.
Os níveis plasmáticos de taurina foram diminuídos significativamente nas voluntárias
obesas. Oito semanas com a suplementação de taurina junto a orientação nutricional foi capaz de aumentar os níveis de adiponectina e diminuir os marcadores inflamatórios e a peroxidação lipídica em mulheres obesas.
Corsetti et al,11 identificaram a relação entre esforço metabólico, lesão muscular/
índices de atividade e perfil de aminoácido urinário ao longo de uma atividade de
resistência prolongada de alta performance, a fim de identificar possíveis marcadores
de fadiga. A taurina e o dipeptídeo carnosina (β-alanil-L-histidina) foram significativamente correlacionados com os índices de marcadores de atividades musculares e de
esforço, concluindo que o perfil metabólico é modificado com o esforço físico intenso.
Os índices urinários de taurina e carnosina são, portanto, ferramentas úteis para
avaliar os danos musculares e o estado de fadiga em provas longas de esforço.
A biologia molecular pós-genômica está caminhando para novas tecnologias experimentais, que permitem um exame paralelo e em larga escala na identificação
de fenótipos dos diferentes estágios de desenvolvimento celulares. As análises de
transcrição servem para definir o transcriptoma ou, no nível de tradução, para
definir o proteoma.
Nogushi et al,3 desenvolveram um modelo de algoritmo combinatório, fazendo uma
correlação com as razões molares de aminoácidos, podendo ser característicos de
condições ou estados fisipatológicose, revelando novas possibilidades da utilização
de análise de aminoácidos como biomarcadores do plasma, gerando índices de diagnóstico junto à bioinformática.
Concluindo, o perfil de aminoácidos de amostras biológicas pode ser usado para
gerar índices que poderiam ser utilizados para o diagnóstico clínico, sendo uma ferramenta útil para a compreensão de implicações metabólicas, sob várias condições
fisiológicas. Novos estudos no desenvolvimento e melhoria de métodos analíticos,
juntamente com a biologia molecular na avaliação do perfil aminoacídico, poderão
ser indicadores úteis para facilitar a gestão nutricional de estados fisiológicos e
patológicos específicos.
48
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49
IV
CONSUMO DE AMINOÁCIDOS NO BRASIL
Elaine Hillesheim
Jowanka Amorim
No Brasil, o consumo de proteínas pela população tem sido apresentado em diversos estudos.1,2 No entanto, dados sobre a ingestão de aminoácidos são escassos. A presente análise pretende estimar o consumo de aminoácidos ingerido pela
população brasileira. Para tanto, foram utilizados os dados de consumo alimentar
médio per capita da Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF) 2008/2009.1
Para quantificar os aminoácidos, foi utilizada a base de dados sobre composição
de alimentos National Nutrient Database for Standard Reference Release 27.3
Alimentos e bebidas que não foram especificados na POF foram desconsiderados.
Quando não obtivemos informações sobre a composição de aminoácidos, foram
substituídos considerando a compatibilidade com o valor nutricional destes.
Por exemplo, “outras leguminosas” substituído por “lentilha”, e “linguiça” por
“salsicha”. Além disso, alimentos que não possuem aminoácido em sua composição
foram excluídos (açúcar, óleos, café, chá e refrigerantes). Ao total, 96 alimentos
e preparações foram considerados (Tabela 1).
Considerando a estimativa de consumo para um adulto de 70 kg, pode-se observar que não houve inadequações no consumo diário de aminoácidos e que, para
alguns casos, esse consumo excedeu em até 16 vezes a recomendação, tal como
para a lisina.
Esse resultado corrobora trabalhos anteriores, nos quais foi demonstrado que o
consumo de proteínas pela população brasileira excede a recomendação de ingestão do Institute of Medicine (IOM). Tais trabalhos limitam-se, porém, à investigação quantitativa do consumo proteico total, não sendo abordada a qualidade
das proteínas ingeridas.
Por exemplo, o estudo conduzido por Souza et al,4 que também utilizou os dados
da POF 2008/2009, objetivou caracterizar os alimentos mais frequentemente consumidos pela população brasileira. Foi identificado um padrão básico de consumo
alimentar para todas as regiões, que inclui o arroz, o feijão e a carne bovina entre os cinco alimentos mais frequentemente consumidos. Além disso, identificou
que, no consumo individual, a soma desses alimentos contribuiu para 26% do total
calórico disponível nos domicílios.
51
Analisando-se qualitativamente a composição de aminoácidos presentes na combinação do arroz com feijão e da carne bovina, esses podem ser classificados como
alimentos com proteínas de alto valor biológico (AVB), ou seja, apresentam todos
os aminoácidos essenciais em sua estrutura proteica. Reconhecido o fato de que o
organismo humano não é capaz de sintetizar esses aminoácidos (essenciais) para
suprir as necessidades metabólicas, o consumo deles a partir da alimentação é
indispensável.
Desse modo, mostra-se que o consumo de aminoácidos pela população brasileira
excede as recomendações atuais e sugere-se que deva existir uma provável
adequação qualitativa.
Tabela 1. Consumo médio per capita de aminoácidos, por Grandes Regiões, estimado a partir da Pesquisa de Orçamentos Familiares no Brasil, período 2008/2009.
Aminoácido (g)
Norte
Nordeste
Centro
-Oeste
Triptofano
Treonina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Valina
Histidina
Metionina
Cisteína
Fenilalanina
Tirosina
Arginina
Alanina
Aspartato
Glutamato
Glicina
Prolina
Serina
Total
1,12
4,24
4,77
8,28
7,87
5,39
3,01
2,55
1,38
4,54
3,36
6,36
5,67
10,01
17,37
5,15
5,63
4,56
101,27
0,92
3,47
3,94
6,87
6,07
4,47
2,46
2,01
1,14
3,85
2,77
5,13
4,56
8,11
15,05
4,17
4,98
3,89
83,86
0,91
3,57
4,09
7,1
6,28
4,64
2,58
2,02
1,19
4,04
2,85
5,44
4,63
8,49
15,46
4,37
5,41
4,04
87,11
Sudeste
Sul
Brasil
0,91
3,42
3,9
6,81
5,9
4,47
2,44
1,91
1,14
3,93
2,74
5,11
4,34
8,23
15,13
4,05
5,35
3,94
83,74
0,84
3,13
3,6
6,28
5,38
4,1
2,27
1,78
1,07
3,59
2,54
4,6
3,99
7,25
14,51
3,74
5,16
3,6
77,42
0,94
3,55
4,04
7,04
6,26
4,59
2,53
2,05
1,18
3,97
2,84
5,29
4,62
8,38
15,42
4,27
5,24
3,99
86,19
Necessidade
estimada
para adulto
de 70 kg5
0,350
1,400
1,330
2,940
2,660
0,280
0,980
1,330
2,310
-
RDA para adultos ≥ 19 anos – Triptofano: 5 mg/kg/dia, treonina: 20 mg/kg/dia, isoleucina: 19 mg/kg/dia, leucina: 42 mg/kg/dia, lisina: 38 mg/kg/dia, metionina +
cisteína: 19 mg/kg/dia, fenilalanina + tirosina: 33 mg/kg/dia, valina: 4 mg/kg/dia,
histidina: 14 mg/kg/dia.
52
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53
V
AMINOÁCIDOS, CARACTERÍSTICAS
GERAIS E TEOR NO LEITE MATERNO
José Henrique Silvah
1. INTRODUÇÃO E DEFINIÇÃO
O objetivo desta revisão é discutir os aspectos gerais dos aminoácidos (Tabela 1),
em especial o metabolismo orgânico de pessoas eutróficas e o teor de aminoácidos
do leite materno. Esse volume não tem o propósito de fazer um levantamento sobre proteína, que foi assunto de publicação organizada pelo ILSI1 ou discutir sobre
as necessidades de proteína.2
Assim, esta revisão aborda particularidades dos aminoácidos contidos nos alimentos, suas funções, aspectos gerais e distribuição nos alimentos mais consumidos
pela população brasileira, comparados com a composição do leite materno; por
exemplo, a Figura 1 mostra a relação entre os aminoácidos plasmáticos e do líquido ascítico em pessoas alcoólatras.4 Nota-se que, em geral, os pacientes desnutridos apresentam mecanismos adaptativos que evitam o agravamento de carências
de aminoácidos preexistentes5 (Figura 2).
Paralelamente, as soluções que contêm aminoácidos, preparadas pela indústria
farmacêutica, são utilizadas por desportistas e no tratamento, por exemplo, de
alcoólatras6 e crianças sépticas.7 Essas soluções oferecem 80-100 g de proteína por
dia e cerca de 40 kcal/dia (Tabela 2).8
A Tabela 3 apresenta a recomendação de ingestão diária de aminoácidos para pessoas saudáveis.9,10 Também é importante considerar que a oferta de aminoácidos
essenciais (Tabela 4) deve ser mantida dentro de limites apropriados para cada sujeito, em especial o adulto. As quantidades oferecidas também devem considerar o
gênero e o estágio de desenvolvimento fisiológico.11,12 A Tabela 5 exemplifica produtos não proteicos que têm como precursores aminoácidos específicos.
55
Outro aspecto a ser analisado relaciona-se ao teor de aminoácidos encontrado em
tecido cancerígeno.13 Especula-se que haja diferenças no teor de aminoácidos de
acordo com a área tumoral analisada, que implica possibilidade de se oferecer
aminoácidos dependendo da quantidade encontrada no tecido.
A Figura 3 ilustra as diferenças da concentração de aminoácidos em tecido
originário de câncer espinocelular de laringe e da cavidade oral comparadas
com tecido normal adjacente do mesmo paciente. A Tabela 6 apresenta os
valores plasmáticos sugeridos como padrão de normalidade em crianças e
adultos eutróficos.
Tabela 1. Características de L-aminoácidos de significância nutricional.
Nome
Abreviatura
Fórmula
Mol
Estrutura
%C
%H
%N
Solubilidade
g/100 g H2O
Alifáticos
Alanina
Ala
C3 H7 NO 2
89,09
40
8
16
16,72
Glicina
Gly
C2 H5 NO 2
75,07
32
7
19
24,99
Isoleucina
Ile
C6 H13 NO 2
131,17
55
10
11
2,93
Leucina
Leu
C6 H13 NO 2
131,17
55
10
11
2,19
Valina
Val
C5 H11 NO 2
117,15
51
9
12
8,85
Aromáticos
Fenilalanina
Phe
C9 H11 NO 2
165,19
65
7
8
2,965
Tirosina
Tyr
C9 H11 NO 3
181,19
60
6
8
0,045
Triptofano
Trp
C11 H12 N 2 O2
204,23
65
10
14
1,14
Hidroxilados
Serina
Ser
C3 H7 NO 3
105,09
34
7
13
5,023
Treonina
Thr
C4 H9 NO 3
119,12
40
8
12
-
Sulfurados
56
Cisteína
Cys
C3 H7 NO 2 S
1121,16
30
6
12
Muito
solúvel
Cistina
Cys-Cys
C6 H12 N 2 O4 S2
240,3
30
5
12
0,011
Metionina
Met
C5 H11 NO 2 S
149,21
40
7
9
3,35
Imino ácidos
Prolina
Pro
C5 H9 NO 2
115,13
52
8
12
162,3
Ácidos + amidas
Ácido aspártico
Asp
C4 H7 NO 4
133,1
36
5
11
0,5
Ácido
glutâmico
Glu
C5 H9 NO 4
147,13
41
6
10
0,843
Asparagina
Asn
C4 H8 N 2 O3
132,12
36
6
21
2,46
Glutamina
Gln
C5 H10 N 2 O3
146,15
41
7
19
3,6
Básicos
Arginina
Arg
C6 H14 N 4 O2
174,2
41
8
32
15
Histidina
His
C6 H 9 N 3 O 2
155,16
46
6
27
4,29
Lisina
Lys
C6 N 14 N 2 O2
146,19
49
10
10
Muito
solúvel
*Notas: aminoácidos em itálico são essenciais. Fonte: Ciba Geigy e IOM. 16
Figura 1. Aminoácidos no plasma e líquido ascítico de alcoólatras. Observar, por
exemplo, que o teor de Phe em alcoólatras é cerca de 200% mais elevado em relação a sujeitos eutróficos.
57
Figura 2. Perdas dialíticas de aminoácidos em pacientes portadores de insuficiência
renal crônica. Não—malnutridos são aqueles com peso conservado sem sinais de edema ou hipotrofia muscular. Os malnutridos são aqueles com índice de massa corporal
inferior a 18 kg/m².
Tabela 2. Composição de aminoácidos de dieta enteral monomérica em uso durante
as décadas de 1980 e 1990.
Aminoácido
Arginina
Histidina
Isoleucina
Lisina
Leucina
Metionina
Fenilalanina
Treonina
Triptofano
Valina
Glicina
Fonte: Vannucchi et al,14
58
Gramas/500 ml da solução
3,3
1,5
2,8
12,4
6,2
3,6
4,4
2,7
0,9
3,1
5
Tabela 3. Sugestão de ingestão de aminoácidos via alimentação usual de pessoas normais.
Aminoácido
AA*
N†
mg/kg/dia
L-His
L-Ileu
L-Leu
L-Val
L-Lys
L-Cys
L-Met
L-Phe
L-Tyr
L-Thr
L-Try
L-Ala
L-Arg
L-Asp
Gly
L-Glu
L-Pro
L-Ser
Total
12
23
40
20
30
13
13
26
13
15
6
136
107
141
47
179
59,8
120
1001
2,41
2,46
4,27
2,29
4,6
1,52
1,22
2,2
1
1,76
0,82
21,37
28,46
14,84
8,84
17,04
7,27
15,93
138,4
* Na forma de aminoácido.
† Equivalente em nitrogênio para o determinado aminoácido.
Fonte: Marchini et al,15
Tabela 4. Aminoácidos essenciais e condicionalmente essenciais presentes na alimentação humana.
Indispensáveis
Dispensáveis
Fenilalanina
Histidina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Treonina
Triptofano
Valina
Ácido aspártico
Ácido glutâmico
Alanina
Asparagina
Serina
Condicionalmente
indispensáveis
Arginina
Cisteína
Glicina
Glutamina
Prolina
Tirosina
Precursores condicionalmente
indispensáveis
Ácido glutâmico / amônia
Fenilalanina
Glutamina / glutamato; aspartato
Glutamato
Metionina, serina
Serina, colina
59
Tabela 5. Exemplo de aminoácidos que são precursores de produto final não proteico.
Aminoácido precursor
Arginina
Cisteína
Glicina
Glicina, arginina, metionina
Glicina, taurina
Glutamato, aspartato, glicina
Glutamato, cisteína, glicina
Lisina
Metionina, glicina, serina
Tirosina
Tirosina
Tirosina
Triptofano
Triptofano
Produto final
Óxido nítrico
Taurina
Heme
Creatina
Ácidos biliares
Bases de ácidos nucleicos
Glutationa
Carnitina
“Metabolismo do grupo metílico”
Catecolaminas
Hormônio tiroidianos
Melanina
Ácido nicotínico
Serotonina
Fonte: USDA.18,19
Figura 3. Diferenças do teor de aminoácidos de tecido canceroso e tecido sadio.
60
Tabela 6. Aminoácidos plasmáticos em crianças e adultos eutróficos.
µmol/L
Fenilalanina
Histidina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Treonina
Triptofano
Valina
Ácido aspártico 16
Ácido glutâmico
Ácido α-amino
butírico
Alanina
Arginina
Asparagina
Cisteína (cistina /2)
Citrulina
Glicina
Glutamina
Hidroxiprolina
Ornitina
Prolina
Serina
Taurina
Tirosina
Aminoácido
Criança
55 a 60
84 a 86
64 a 69
119 a 134
164 a 175
26 a 27
138 a 149
53 a 57
214 a 232
6
35 a 37
Adulto
56 a 65
83 a 89
64 a 84
122 a 160
183 a 198
27 a 32
146 a 154
50 a 60
209 a 252
7
46 a 60
22 a 24
22 a 26
355 a 369
84 a 92
46 a 48
91 a 96
33 a 36
230 a 234
591 a 600
20 a 24
47 a 51
172 a 198
121 a 127
104 a 116
65 a 68
373 a 419
75 a 89
47 a 49
109 a 118
35 a 37
236 a 300
578 a 645
16 a 20
54 a 65
168 a 232
114 a 127
141 a 162
61 a 72
Fonte: Armstrong e Stave.17
61
2. AMINOÁCIDOS: DADOS GERAIS
A biodisponibilidade dos aminoácidos encontrados nos alimentos varia segundo
a sua concentração, o cômputo químico e a digestibilidade proteica. Também é
importante a presença dos outros nutrientes tanto no fornecimento de energia
como de minerais e vitaminas. Assim, uma alimentação composta exclusivamente
de aminoácidos, mesma rica em essenciais, não pode ser considerada ideal.
A Tabela 7 apresenta o teor de aminoácidos encontrados no leite materno, no leite de
vaca, no arroz branco cru, no feijão cru, no ovo cru e na carne crua. O leite materno
maduro deve ser considerado como referência ideal, pois é produzido pelo próprio ser
humano, o que não acontece com o leite de vaca e o ovo da galinha.
A Tabela 8 apresenta a concentração de aminoácidos essenciais presentes nos mesmos
alimentos quando é feita a correção por 100 kcal ingeridos. A Tabela 9 mostra a concentração destes após correção para o equivalente a 100 mg de proteínas ingerida. A
Tabela 10 mostra o ajuste porcentual (cômputo químico) da ingestão de aminoácidos
quando a ingestão porcentual de proteína é fixa em 100%.
Dados sinalizados em amarelo mostram quando a inadequação varia entre 80% e 90%
em relação ao leite humano. Os valores sinalizados em vermelho apontam para uma
inadequação inferior a 80% em relação ao leite humano.
Tabela 7. Teor de aminoácidos em alimentos habitualmente consumidos pela população brasileira.
Aminoácido mg/100 g
Leite
materno
maduro
Energia (kcal/100 g)
Proteína (mg/100 g)
Fenilalanina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Tirosina
Treonina
Triptofano
Valina
70
1030
46
56
95
68
21
53
46
17
63
Fonte: USDA.18
62
Leite de
vaca
integral
(3,25%
gordura)
61
3150
144
161
260
260
73
148
140
73
188
Arroz
branco cru
regular
Feijão cru
Ovo cru
Carne crua
(bife)
365
7130
381
308
589
258
168
238
255
83
435
333
23580
1275
1041
1882
1618
355
664
992
279
1233
143
12570
680
671
1086
912
380
499
556
167
858
276
14960
644
584
1199
1161
426
381
474
168
915
Tabela 8. Teor de aminoácidos, por 100 kcal ingeridos, em alimentos habitualmente
ingeridos pela polução brasileira.
Leite
materno
maduro
Energia (kcal)
Proteína (mg/100 kcal)
Fenilalanina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Tirosina
Treonina
Triptofano
Valina
100
1471
66
80
136
97
30
76
66
24
90
Leite de
vaca
integral
(3,25%
gordura)
100
5164
236
264
426
426
120
243
230
120
308
Arroz
branco cru
regular
Feijão cru
Ovo cru
Carne crua
(bife)
100
1953
104
84
161
71
46
65
70
23
119
100
7081
383
313
565
486
107
199
298
84
370
100
8790
476
469
759
638
266
349
389
117
600
100
5435
233
212
434
421
154
138
172
61
332
Fonte: USDA.18
Tabela 9. Teor de aminoácidos por 100 g de proteína ingerida.
Leite
materno
maduro
Energia (kcal)
Proteína (mg/100 kcal)
Fenilalanina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Tirosina
Treonina
Triptofano
Valina
6,80
100
4,47
5,44
9,22
6,60
2,04
5,15
4,47
1,65
6,12
Leite de
vaca
integral
(3,25%
gordura)
1,94
100
4,57
5,11
8,25
8,25
2,32
4,70
4,44
2,32
5,97
Arroz
branco cru
regular
Feijão cru
Ovo cru
Carne crua
(bife)
5,12
100
5,34
4,32
8,26
3,62
2,36
3,34
3,58
1.16
6,10
1,41
100
5,41
4,41
7,98
6,86
1,51
2,82
4,21
1,18
5,23
1,14
100
5,41
5,34
8,64
7,26
3,02
3,97
4,42
1,33
6,83
1,84
100
4,29
3,89
7,99
7,74
2,84
2,54
3,16
1,12
6,10
Fonte: USDA.19
63
Tabela 10. Ajuste porcentual da ingestão de aminoácidos quando a ingestão porcentual de proteína é fixa em 100%, sendo o leite materno maduro considerado padrão
ouro. Dados em amarelo mostram adequação de 80% a 90% em relação ao leite humano. Em vermelho, a adequação é inferior a 80% em relação ao leite humano.
Aminoácido %
de adequação
Leite
materno
maduro (%)
Energia kcal
Proteína
Fenilalanina
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Tirosina
Treonina
Triptofano
Valina
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Leite de
vaca
integral
(3,25%
gordura)
28
100
102
94
89
125
114
91
100
140
98
Arroz
branco cru
regular
Feijão cru
Ovo cru
Carne crua
(bife)
75
100
120
79
90
55
116
65
80
71
100
21
100
121
81
87
104
74
55
94
72
85
17
100
121
98
94
110
148
77
99
80
112
27
100
96
72
87
117
139
49
71
68
100
Fonte: USDA.19
3. AMINOÁCIDOS RAMIFICADOS E METABOLISMO DA AMÔNIA
Leucina, isoleucina e valina são classificadas como aminoácidos ramificados. A leucina
(ácido 2-amino-4-metilpentanoico ou ácido α-amino isocaproico) é um aminoácido de
peso molecular 131,16, C6H13NO2, com solubilidade igual a 21,9 g em 1 kg de H2O a
25°C. É um aminoácido não polar e de cadeia ramificada.20 A degradação da leucina
ocorre por transaminação, de forma similar a isoleucina e valina, resultando em três
moléculas de acetil-CoA.
Este é um aminoácido21 abundante na alimentação de mamíferos, especialmente em
alguns leites e cereais, sendo sua ingestão diária superior 200 mg/kg por dia. Dietas
enterais utilizadas na recuperação de pacientes adultos marasmáticos contêm cerca
de 800 mg de leucina por dL.22 A valina (ácido α-amino-isovalérico) é um aminoácido
de peso molecular 117,15, C5H11NO2, com solubilidade igual 88,5 g em 1 kg de H2O a
25°C. A isoleucina (ácido α-amino-β-metil-η-valerianico) é um aminoácido de peso
molecular 131,16, C6H13NO2, com solubilidade igual a 29,3 g em 1 kg de H2O.
A leucina desempenha inúmeras funções no organismo. 23 Podemos destacar, por
exemplo, a associação das proteínas ricas em leucina 24 com a osteoartrite. 25
64
O estímulo da secreção de insulina é potencializado pela ingestão conjunta
de leucina e carboidratos. 26
Tanto a suplementação de leucina como a citrulina estimulam a síntese proteica muscular, contribuindo para a melhora do estado nutricional em diferentes protocolos de
tratamento de politraumatizados. No entanto, os dados não são ratificados em situações de cuidado de terapia intensiva.27
Uma teoria interessante relaciona a disponibilidade alimentar e a digestão de leucina
com a fisiopatologia da obesidade.28 Com relação ao estímulo da síntese proteica, existe
um sistema complexo de interações, incluindo a cascata de sinalização envolvendo fatores de crescimento, energia e outros aminoácidos que convergem para mTORC1.29
Acredita-se que a ingestão de altas doses de aminoácidos ramificados exerça efeito
sobre o peso e a quantidade de gordura corpórea. Existe uma relação inversa entre a
ingestão de aminoácidos ramificados e obesidade, melhora da resistência periférica à
insulina em hepatopatas, além de efeito benéfico em atletas na modulação da fadiga.
4. HISTIDINA
A histidina (ácido 2-amino-3-[1H-imidazol-4-y1]propanoico) é um aminoácido de peso
molecular 115,16, C6H9N2O2, com solubilidade igual 42,9 g em 1 kg de H2O a 25°C. A
histidina é importante na ativação de várias enzimas, podendo se ligar aos metais, e é
constituinte da carnosina e homocarnosinas.16 A degradação da histidina por enzimas
hepáticas dependentes do ácido fólico resulta em ácido glutâmico.
Estudos em humanos30 indicam que a histidina é um aminoácido essencial tanto para
pessoas saudáveis como para pacientes com doença renal crônica. Assim, a oferta
adequada de histidina na alimentação resulta em balanço nitrogenado positivo,
recuperação da albuminemia, da ferremia e elevação dos valores de histidina muscular. No entanto, os valores plasmáticos de histidina são semelhantes entre pessoas
alcoolistas com pelagra e controles eutróficos.31
Mais recentemente, tem sido demonstrada uma associação entre feridas e deficiência de histidina, além da maior eficiência na recuperação de feridas crônicas
quando há oferta de histidina.32 Os valores plasmáticos de histidina em mulheres
obesas33 com marcadores inflamatórios elevados é de 172±42 contra 202±54 mmol/L
em mulheres eutróficas.
5. ARGININA
A arginina (ácido 2-amino-5 guanidino-pentanoico) é um aminoácido com peso
molecular de 174,20, C6H14N4O2, com solubilidade de 150 g em 1 kg de H20 a 25°C.
65
A arginina é relacionada com múltiplas funções, incluindo o ciclo da ureia, importante passo do catabolismo proteico e da função humoral.
A suplementação oral de arginina pode afetar a resposta imune inata em humanos.
Existe a sugestão de que, após a vacinação pneumocócica, a ingestão suplementar de
glutamina equivalente a 15 g/dia resulta em aumento da quimiotaxia de neutrófilos,
citotoxidade de natural killer e maior concentração sérica de IgG em idosos. Os resultados indicam que a suplementação de arginina para idosos pode aumentar a resposta
favorável imune após a vacinação.34
6. FENILALANINA
A fenilalanina (ácido 2-amino-3-fenilpropanoico) é um aminoácido com peso molecular de 165,19, C9H11NO2, com solubilidade de 29,6 g em 1 kg de H20 a 25°C. É um aminoácido apolar e precursor da tirosina. A degradação da fenilalanina ocorre predominantemente no fígado, resultando em tirosina e, a seguir, acetoacetato e fumarato.
O ácido ascórbico é cofator na degradação. A fenilalanina também é importante na
formação de catecolaminas, melanina, ubiquinona e hormônios tiroidianos.
7. GLUTAMINA
A glutamina (ácido 2-amino-4-carbamoilbutanóico) é um aminoácido com peso molecular de 146,15, C5H10N2O3, com solubilidade de 36 g em 1 kg de H20 a 18°C. É considerado
um aminoácido carreador do grupo amino. A glutamina é degradada a ácido glutâmico
por hidrólise pela glutaminase, resultando em ácido 2-oxiglutarato no ciclo de Krebs.
A oferta de glutamina tem sido relacionada a diferentes efeitos farmacológicos. No
entanto, os dados relacionados com estímulo da síntese proteica e oferta de glutamina são contraditórios.35-38
8. METIONINA
A metionina (ácido 2-amino-4-[metil-tio] butanoico) é um aminoácido com peso molecular de 149,21, C5H11NO2S, com solubilidade em água de 33,5 g em 1 kg de H2O.
A metionina é um aminoácido essencial necessário para o crescimento e desenvolvimento normal. Desempenha papel essencial na síntese proteica, reação de metilação, síntese de poliaminas e é um aminoácido precursor da cisteína. A quantidade de
metionina na alimentação é influenciada pela oferta de cistina. Esses aminoácidos
sulfurados interagem, e uma menor oferta de metionina pode ser observada quando
se oferece cistina.39 O catabolismo da metionina está intimamente relacionado com o
metabolismo de homocisteína. Nesse sentido, a alimentação com baixo teor proteico
e baixa oferta de metionina reduz os níveis plasmáticos de homocisteína.40
66
No tratamento de crianças desnutridas, a oferta de leite de soja ou isolado proteico
de soja não mostrou benefício com a suplementação de metionina (% retenção).41
Especula-se que a restrição de metionina pode ser útil na regressão de cânceres específicos. A cisteína é importante por estar diretamente relacionada com a síntese
de glutationa, fundamental no controle e modulação das reações de oxidação do
organismo. No entanto, há controvérsias sobre a dose a ser ingerida, pois altas doses
podem ser tóxicas.
9. TAURINA
A taurina (ácido 2-aminoetanosulfonico) é um aminoácido com peso molecular 125,14,
C2H7NO3S, muito solúvel em água. A deficiência de taurina promove alterações funcionais cardíacas.42 A reposição de taurina atenua essas alterações patológicas que afetam o coração. Com a suplementação há diminuição da apoptose, estresse oxidativo
e recuperação do metabolismo energético cardíaco.43
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72
VI
AMINOÁCIDOS E EXERCÍCIO FÍSICO:
APLICAÇÃO PARA SAÚDE E
DESEMPENHO FÍSICO
Camila Fernanda Brandão
Carlos Alexandre Fett
Os aminoácidos (AA) têm funções fisiológicas como a reparação de tecidos. Muitas reações orgânicas dependem de cofatores como íons metálicos, vitaminas,
condições enzimáticas, disponibilidade de nucleotídeos e aminoácidos. 1,2 Ressalta-se que a biodisponibilidade de AA pode mudar as condições metabólicas, interferindo no desempenho físico.3
Complementarmente, o exercício físico e a condição física do sujeito modulam
o uso dos AA, bem como manipulação da dieta e suplementação podem afetar a
performance.4 Assim, os conhecimentos dos níveis basais e pós-prandiais dos AA
circulantes podem orientar sobre a necessidade imposta pelo exercício físico e a
adequação da dieta para o atleta.5
1. AÇÃO ANABÓLICA/CATABÓLICA DOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
A suplementação com aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA), valina, leucina
e isoleucina, ingeridos antes ou imediatamente após o exercício, pode estimular
a síntese proteica e diminuir danos ao tecido muscular.6 Supõe-se que a ingestão
desses aminoácidos estimula a liberação de hormônios, como testosterona, crescimento (GH), insulina, resultando em estímulo à síntese proteica. 7
A ingestão de AA resulta em efeitos anabólicos e promove a recuperação do esforço seguido de hipertrofia muscular.8 Os BCAA podem reduzir a lesão induzida
pelo exercício e consequentemente a síndrome da dor tardia induzida pelo exercício.9,10 Adicionalmente, foi observado que a suplementação de 3 g de AA essenciais
enriquecidos com leucina promovia a recuperação muscular em idosas.11
Na mesma direção, outros observaram que a suplementação com AA essenciais em
idosos depois dos exercícios resistidos reduz a perda de massa e função muscular.12
73
2. SUBSTRATO PARA A GLICONEOGÊNESE
No tecido muscular é formada a alanina, que chega ao fígado e é convertida em
piruvato e, posteriormente, em glicose, ciclo glicosealanina, contribuindo para a
manutenção da glicemia durante exercícios prolongados.13,14
Em um estudo em que 11 atletas desempenharam uma bateria sucessiva de testes
até a exaustão, os autores observaram que o ácido α-aminobutírico (ABA), a
alanina, a glicina, a isoleucina, a serina, a valina, a treonina e a tirosina diminuíram
significativamente no período de recuperação pós-teste, enquanto a taurina aumentava e a suplementação de carboidratos não influenciava os níveis.
Porém, por ocasião de um segundo surto de exercício até a exaustão, a reposição
de carboidratos afetou positivamente os níveis de serina, citrulina, glicina e
treonina. 5
3. RESPOSTA IMUNOLÓGICA
A suplementação aguda com glutamina, mesmo em doses altas (20-30 g) ou por
um período de 14 dias (28 g/dia), tem demonstrado ser segura, porém sem efeito
importante para o sistema imune.15
O exercício pesado de endurance leva a um estresse fisiológico extremo, o qual é
associado com imunodepressão temporária e aumento do risco de infecções, particularmente dos tratos respiratórios superiores.16,17
A disponibilidade de glutamina depois dos exercícios pode ser considerada como
um marcador de overtraining, porém a eficiência da ingestão de glutamina ainda
precisa ser mais bem investigada.18 Então, embora não seja consenso, o exercício
intenso parece ser beneficiado pela suplementação de glutamina. 18,19
Durante exercícios de resistência, ocorre a diminuição dos níveis plasmáticos de
glutamina, cuja função principal é servir de fonte de energia para importantes
células do sistema imunológico.
Se os AA servem de substrato para a síntese de glutamina, sua administração após
o exercício pode aumentar essas concentrações, podendo diminuir a incidência de
infecções nos atletas. Ainda, foi demonstrado que a suplementação de arginina
diminuía a amonemia e a resposta dos linfócitos durante o exercício intenso. 9,20
74
4. RETARDO DA FADIGA CENTRAL
Em exercícios prolongados ocorre a diminuição na concentração de aminoácidos
como tirosina, podendo facilitar a entrada de triptofano livre no sistema nervoso
central, levando ao aumento de serotonina, que por sua vez é mediador potencial
da fadiga central.
A tirosina e o triptofano competem pelos mesmos receptores cerebrais (Figura 1).
A suplementação de tirosina pode reduzir a formação da serotonina, logo, melhorando o desempenho esportivo e retardando a fadiga.21
Figura 1. Esquema da corrida ao cérebro dos aminoácidos tirosina e triptofano.
Ainda, a tirosina participa como matéria-prima da formação de vários neurotransmissores e hormônios, como a tiroxina, que possui importante efeito na regulação
metabólica. No entanto, quantidades muito elevadas podem ser mal toleradas, causando desconfortos gastrointestinais, e comprometer a absorção de líquidos, podendo
contribuir para a desidratação.22
Outra relação de AA com a fadiga central é a elevação da taxa de triptofano/
BCAA. 23 Porém, os resultados são controversos na literatura, e estudo recente
com triatletas competindo no Ironman observaram redução em 20% nos AA essenciais e não essenciais e aumento na taxa triptofano/BCAA e dos níveis de
75
creatina quinase (CK) significativamente, porém não houve relação com a performance ou a fadiga muscular durante a prova. 24
Adicionalmente, foi demonstrado que a combinação de aminoácidos de cadeia ramifica (BCAA; 0,17 g/kg) e arginina (0,04 g/kg) melhorava a performance de sprints
simulando um jogo de handball em indivíduos bem treinados, devido à redução da
fadiga central.4
A taurina tem relação com o alerta mental e a atenção, que, em atividades de precisão
como no tiro, são fundamentais. Ainda, a taurina favorece a recuperação muscular e
reduz a dor tardia do exercício intenso, o que permite treinos mais contínuos.25
Por outro lado, o triptofano tem relação com o processo de relaxamento do atleta,
por estimular a glândula pineal a produzir a 5-hidroxitriptamina (serotonina) e, consequentemente, relaciona-se à recuperação do indivíduo em estado de repouso.26
O sono comprometido por redução de seu tempo ou pela má qualidade pode influenciar o aprendizado, memória, cognição, percepção da dor, imunidade e inflamação.27
Doses de suplementação de 1 g de triptofano podem melhorar a latência e a percepção subjetiva da qualidade do sono.26
Nas últimas décadas, muitas funções do sistema serotoninérgico sobre a cognição
foram reveladas. Em humanos, esses esclarecimentos foram principalmente relacionados à redução da função serotoninérgica cerebral, muitas vezes devido à depleção
do triptofano.
Estudos em populações não clínicas ainda precisam ser desenvolvidos para investigação de dose-resposta do uso do triptofano como suplemento para melhora dessas
condições.28
5. DESEMPENHO FÍSICO
Uma das funções que se busca dos aminoácidos é melhorar o desempenho físico. A
suplementação com beta-alanina tem sido utilizada com o intuito de aumento da
carnosina muscular. Um estudo investigou a suplementação de 4-5,6 g/dia por oito
semanas em indivíduos submetidos a duas sessões semanais de exercícios pirométricos e concluiu que o grupo suplementado tinha discreta melhora na potência muscular, mas que a recomendação dessa suplementação ainda é controversa.29
Porém, um estudo de revisão concluiu que a beta-alanina tem demonstrado ser um
suplemento efetivo para a melhora da performance em atletas e militares submetidos
a exercícios de potência, atrasando a fadiga.30
76
Em mulheres atletas ciclistas de meia-idade, a suplementação de beta-alanina durante
28 dias aumentou significativamente o tempo até a exaustão, o trabalho total realizado
e o clearance de lactato.31 Assim, estudos sugerem que esse aminoácido pode ser efetivo para melhora da performance em atividades de potência e resistência física.
A suplementação de L-arginina antes de um surto de exercício excêntrico diminui a
lesão da fibra muscular e preserva a capacidade de performance. Estes efeitos são
mediados pelo aumento do conteúdo muscular de oxido nítrico, com consequente diminuição da expressão de calpaína, reduzindo o número de fibras lesadas e a perda do
conteúdo de desmina nas fibras musculares nos ratos suplementados com L-arginina.32
Por outro lado, um estudo com 15 corredores treinados e divididos em suplementados
com 6 g de L-arginina ou placebo e submetidos a duas sessões de 5 km de corrida
não demonstrou diferença para produção de insulina, GH, IGF-1 e na performance do
exercício.25
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81
VII
AMINOÁCIDOS E OBESIDADE
Bruno Affonso Parenti de Oliveira
1. PERFIL DE AMINOÁCIDOS LIVRES NO PLASMA
A associação entre obesidade1-2 e o perfil de aminoácidos plasmáticos3 é conflitante.
Níveis de alanina, arginina, asparagina, glutamina, glicina, histidina, isoleucina,
leucina, lisina, prolina e valina foram descritos como aumentados em alguns estudos4-6 e reduzidos em outros.7-10
Entretanto, estudo avaliando sujeitos brasileiros com obesidade grave evidenciou
que ácido aspártico, ácido glutâmico, histidina, tirosina, fenilalanina e arginina
apresentavam-se em concentrações adequadas. Por outro lado, foi encontrada deficiência de serina, glicina, treonina, alanina, valina, isoleucina, leucina, metionina
e lisina.11
Três meses após cirurgia bariátrica, foi observado aumento das concentrações da
maioria dos aminoácidos no plasma, associado à rápida perda de peso e redução da
massa livre de gordura.11
Em adição, evidências mostram associação positiva entre as concentrações plasmáticas de alanina, glutamina, triptofano, aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) e
adiponectina em humanos.12-13 Porém, O’Connell14 verificou que, em relação às comorbidades associadas à obesidade, paradoxalmente, as concentrações plasmáticas dos
aminoácidos de cadeia ramificada (isoleucina, leucina e valina) estão associadas ao
aumento do risco de desenvolvimento de diabetes melito tipo 2.14
Alguns dos estudos citados por O’Connell14 sugerem que níveis de BCAAs podem ser
marcadores biológicos de presságio (em até uma década ou mais) para o desenvolvimento de diabetes tipo 2 e, assim, podem estar entre os primeiros distúrbios
metabólicos detectáveis de uma rota de desenvolvimento para o diabetes.
2. AMINOÁCIDOS DE CADEIA RAMIFICADA
Dados da literatura mostram que pacientes com obesidade apresentam níveis elevados dos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA).15-16
83
Outro estudo observou que as causas dessas concentrações aumentadas incluem
o simples fato de tais indivíduos consumirem maior quantidade de alimentos, incluindo aqueles ricos em proteínas.17 Outra explicação seria o maior catabolismo
proteico, secundário à resistência insulínica.18-20
Outro estudo sugere que a oferta de BCAA em programas para perda de peso pode
proporcionar resultados favoráveis em relação às modificações da composição corporal e homeostase da glicose.21
Como afirmado anteriormente, os achados são aparentemente paradoxais. Uma possível explicação, como apresentado por Layman,21 é de que os aminoácidos ramificados, em especial a leucina, desempenham no organismo múltiplas funções, proporcionais as suas concentrações plasmáticas.
O autor21 propõe como hipótese que a oferta de aminoácidos ramificados, principalmente de leucina, em programas de tratamento da obesidade é necessária na
manutenção da massa corpórea magra e estabilização da homeostase glicêmica e
insulinêmica.
Assim, esses resultados, ao lado do relatado21 de que há uma relação positiva entre
níveis desses aminoácidos e comorbidades relacionadas à obesidade, como diabetes
e câncer, devem ser considerados com cautela, e futuros estudos são necessários
para o completo esclarecimento desses dilemas metabólicos.
3. O PAPEL DA TAURINA
Taurina é o aminoácido mais abundante do corpo humano e é sintetizada no tecido
adiposo a partir de metionina e cisteína (Figura 1).22 Entretanto, estudos mostram
que o processo de diferenciação e hipertrofia dos adipócitos é capaz de regular
a produção endógena de taurina.23 Nesse contexto, observa-se que obesos e/ou
diabéticos apresentam menores níveis de taurina no corpo.24-27
Entre as funções da taurina no organismo, pode-se citar regulação do metabolismo
osmótico, estresse oxidativo, resposta imune e inflamatória.22,28 Dessa maneira, a
taurina exerce efeito antiobesogênico devido a combinações de ações como supressão do apetite, facilitação da função mitocondrial com estimulação do gasto
energético.26,29
84
Figura 1. Papel da taurina no desenvolvimento da obesidade. SNC: Sistema Nervoso
Central. Adaptado de Murakami et al,26
4. TRIPTOFANO: O AMINOÁCIDO SACIETÓGENO
O aminoácido triptofano (Trp), por ser precursor do neurotransmissor serotonina e
da melatonina, apresenta papel-chave na regulação da ingestão calórica.30 Estudos
apontam que as concentrações plasmáticas de Trp encontram-se diminuídas em obesos31,32-36 e, ainda, podem apresentar redução com dietas para perda de peso.33
Os baixos níveis de triptofano encontrados após intervenções dietéticas relacionam-se com as altas taxas de recaídas de acompanhamento do tratamento,
devido ao fato de as concentrações de serotonina permanecerem baixas e,
assim, estimular o apetite. 37 Nesse contexto, a suplementação de triptofano
pode ser útil durante tratamento para obesidade, 38,39 entretanto, devem-se
considerar os efeitos negativos do Trp na inflamação crônica. 40-42
85
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90
VIII
O PAPEL DOS AMINOÁCIDOS
NA NUTRIÇÃO, COM ÊNFASE
EM GERIATRIA
Karina Pfrimer
Eduardo Ferriolli
Acredita-se que os aminoácidos não são apenas subprodutos da degradação de proteínas, mas também moléculas reguladoras de sistemas biológicos como sinalizadores da tradução celular,1 de expressão gênica e da cascata de fosforilação proteica,2 além de precursores da síntese de hormônios tireoidianos e da serotonina.
Os aminoácidos têm mostrado papel no crescimento, reprodução, balanço nitrogenado e regulação da saúde óssea, função gastrointestinal, flora bacteriana,
homeostase da glicose sérica, sinalização de células imunológicas e da saciedade, 2,3 como representados na Figura 1.
Alguns aminoácidos são chamados de funcionais, como arginina, cisteína, glutamina, leucina, prolina e triptofano.2 São considerados biomoléculas responsáveis por
crescimento, lactação, reprodução, saúde e sobrevida (Figura 2).4
Na Figura 2, o círculo preto mostra a proporção das necessidades de aminoácidos
por meio da dieta em condições de manutenção, crescimento e função. O círculo verde representa as necessidades de uma pessoa saudável. Os outros círculos
mostram as demandas aumentadas de aminoácidos entre saúde e doença, como as
demandas infecciosas e alterações metabólicas.1
Por outro lado, o excesso de aminoácido e seus produtos, como amônia, homocisteína e arginina, é fator patogênico para desordens neurológicas, estresse oxidativo e
doenças cardiovasculares.2
1. POPULAÇÃO IDOSA
Os dados da USDA mostram que aproximadamente 40% dos indivíduos com 70 anos
ou mais consomem menos que a recomendação para proteína e, consequentemente,
para aminoácidos. Aproximadamente 16% dos idosos consomem menos de 75% do recomendado. A baixa ingestão proteica e de aminoácidos está relacionada com risco
maior de perda de funcionalidade e capacidade cognitiva.5,6
91
Acredita-se que o envelhecimento tenha o mesmo efeito do estado físico do estresse caracterizado pela diminuição da concentração de dopamina.7
A massa esquelética é um importante protetor contra o desenvolvimento de
alterações metabólicas, como obesidade, dislipidemia, doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2. 8 Vale ressaltar que o aumento da ingestão proteica
e, consequentemente, de aminoácidos não necessariamente eleva a massa
proteica corporal (Figura 3). 8,9
Recomenda-se, para idosos, a ingestão do equivalente a 2 a 4 g de leucina por dia ou
aproximadamente um bife de 113 g.10 A Figura 4 mostra a necessidade de consumir
aminoácidos e, consequentemente, proteína com a prática de atividade física.
A linha verde é o grupo de jovens e a linha azul de idosos; a linha vermelha ilustra
a resposta da síntese proteica muscular com o aumento de dose proteica sem atividade física.
Vale ressaltar que o excesso de aminoácidos pode causar efeitos colaterais, como
redução do consumo alimentar, prejuízo do crescimento, comportamento anormal
e risco de morte.2 Estudos indicam que os aminoácidos ramificados em excesso têm
se relacionado ao desenvolvimento de diabetes do tipo 2 em adultos, crianças e
adolescentes.11
92
Figura 1. Metabolismo dos aminoácidos ramificados (BCAA), glutamina, arginina e
atuação na célula imune. Músculo esquelético recebe o BCAA pelo sangue arterial
e sintetiza alanina e glutamina do BCAA e α-cetoglutarato e libera os dois aminoácidos para a circulação. No intestino, utiliza glutamina pela síntese de citrulina,
que é convertida em arginina no rim, nas células imunes e em outros tipos de células. O fígado é o órgão primário da síntese da glutationa, que forma glutamato,
glicina, cisteína e glicose. Esta última, junto com a alanina, é usada pelas células
extra-hepáticas (incluindo leucócitos) e tecidos. Abreviações: Arg: arginina, Asp:
aspartato, Cit: citrulina, BCAA: aminoácidos ramificados, BCKA: α-cetoacido, Gluc:
glicose; GSH: glutationa. Adaptado de Li et al,12.
Figura 2. A necessidade proporcional de aminoácidos por animais. Cor preta: faixa
necessária, cor verde: faixa saudável, cor amarela: faixa saudável de leve demanda,
cor vermelha: faixa de doença, cor cinza: faixa de morte. Adaptado de Lin et al,1.
Figura 3. Ilustração da síntese e degradação muscular em resposta à dose consumida.
Adaptado de Dideriksen et al,8.
93
Figura 4. Ilustração da síntese proteica muscular em resposta à ingestão proteica.
Adaptado de Dideriksen et al,8.
94
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95
IX
FENILCETONÚRIA
Nancy Yukie Yamamoto Tanaka
Marlene de Fátima Turcato
Carolina Hunger Malek Zadeh
Um exemplo de enfermidade grave relacionada a aminoácidos é a fenilcetonúria.
Este capítulo, a título de ilustração, apresenta aspectos gerais da patologia.
Outras aminoacidopatias existem, mas não são o foco do presente capítulo.
A fenilalanina (Phe) é um aminoácido apolar e percussor de outro aminoácido, a
tirosina (Tyr). O catabolismo da fenilalanina ocorre predominantemente no fígado, resultando em tirosina e, a seguir, em acetoacetato e fumarato. A fenilalanina
é importante na formação de catecolaminas, melanina, ubiquinona e hormônios
tireoidianos (Figura 1).1
A fenilalanina está presente em diversos alimentos, como carnes e derivados, feijão, ervilha, soja, grão-de-bico, lentilha, amendoim, leite e derivados, achocolatados, ovos, nozes, gelatinas, bolos, farinha de trigo, pães em geral, biscoitos e
alimentos para fins especiais contendo aspartame.2-3
Figura 1. Processo de hidroxilação do aminoácido fenilalanina a tirosina.
97
As desordens genéticas do metabolismo da fenilalanina representam um grupo
heterogêneo de doenças cuja característica em comum é o acumulo do aminoácido no organismo (hiperfenilalaninemia). Entre as doenças, incluem-se a fenilcetonúria clássica, ocasionada por deficiência da enzima fenilalanina-hidroxilase.
Essas doenças integram o grupo dos erros inatos do metabolismo.
A fenilcetonúria clássica (FNC) representa a grande maioria dos casos de hiperfenilaninemia, sendo transmitida de forma autossômica recessiva. Trata-se de uma
doença rara, presente em todos os grupos étnicos, cuja incidência varia entre as
nações, sendo em média 1:10000.4 No Brasil, pesquisas mostraram incidência de
1:15839 em 2001 e 1:24780 em 2002.5
1. TRATAMENTO DA FENILCETONÚRIA
O tratamento da FNC consiste basicamente na oferta de uma dieta com baixo teor
de fenilalanina, entretanto, com níveis suficientes do aminoácido para promover
crescimento e desenvolvimento adequados.
O tratamento deve ser iniciado precocemente nos pacientes com concentrações
séricas de fenilalanina ≥ 10 mg/dl (600 µmol/L), em dieta normal, e naqueles com
níveis entre 8 e 10 mg/dl (480 e 600 µmol/L).
Com a terapia recomenda-se, no Brasil, que os níveis de fenilalanina sanguínea
sejam mantidos entre 2 e 6 mg/dl (120 a 360 µmol/L), para crianças de 0 a 13
anos. Acima dessa idade, a taxa recomendada varia entre 2 e 15 mg/dl (120 a 900
µmol/L), de preferência, entre 2 e 10 mg/dl (120 a 600 µmol/L).5-6
A terapia dietética implica severa restrição de alimentos com elevados teores de
fenilalanina, incluindo carnes, ovos e leites, de todos os tipos, bem como seus
derivados e subprodutos. Vegetais como feijão, milho, leguminosas, nozes, entre
outros, são igualmente controlados.
A dieta deve estar associada ao fornecimento diário de uma fórmula elementar especial, isenta de fenilalanina e suplementada com tirosina. Deve ser acrescida de
vitaminas, minerais e outros nutrientes.
Essa fórmula é responsável por fornecer em torno de 75 a 95% das necessidades
proteicas e 90 a 100% de vitaminas e de elementos traços. A ingestão regular da
fórmula é essencial para o desenvolvimento físico adequado.
98
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99
X
DIETAS ENTERAIS E AMINOÁCIDOS
Mayara Perna Assoni
Amanda Marcela Bono Nishida
Josiani Elisa Evangelista
Nattalia Araujo Alves
Júlio Sergio Marchini
A Resolução RDC nº 63 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária do Ministério da
Saúde, de 6/7/00, define nutrição enteral como sendo: “alimento para fins especiais, com ingestão controlada de nutrientes, na forma isolada ou combinada, de
composição definida ou estimada, especialmente formulada e elaborada por uso
de sondas ou via oral, industrializada ou não, utilizada exclusiva ou parcialmente
para substituir ou complementar a alimentação oral em pacientes desnutridos ou
não, conforme suas necessidades nutricionais, em regime hospitalar, ambulatorial
ou domiciliar, visando a síntese ou manutenção dos tecidos, órgãos ou sistemas”.1
Estudos mostram que a nutrição enteral preserva a integridade da mucosa do trato
gastrointestinal, diminui a translocação bacteriana, atenua a resposta inflamatória
e pode reduzir o risco de desenvolvimento de falência orgânica múltipla.2 A presença dos nutrientes é o maior estímulo para a manutenção da função e integridade
da mucosa intestinal.3
Atualmente, existem diferentes fórmulas enterais no mercado nacional, que adicionam, dentre alguns nutrientes, aminoácidos como glutamina e arginina, relacionando
seu emprego com menor morbidade, mortalidade e tempo de internação.
Entretanto, tais efeitos benéficos não podem ser estendidos a todos os pacientes e existem consensos com indicações claras de quantidades definidas na prática
clínica.4 Porém, há dificuldade na decisão do emprego das formulações por parte
de profissionais especializados, visto que as informações contidas nos catálogos são
incompletas em relação à quantidade, por exemplo, de aminoácidos presentes nas
diferentes soluções.5,6
As dietas enterais apresentam diversas fontes proteicas em sua composição, sendo
elas derivadas, principalmente, do leite de vaca e da soja. Em geral, as empresas
fabricantes descrevem a porcentagem desses compostos proteicos, porém não disponibilizam o aminograma de suas dietas.
101
Dessa forma, por meio da análise das fontes de proteínas, foram estimadas as quantidades de aminoácidos essenciais e não essenciais em miligramas por litro de dieta
enteral dos seguintes fabricantes: Abbott®, Danone®, Nestlé®, Nutrimed® e Prodiet®, rotineiramente utilizadas em nosso meio. Para as dietas enterais em pó,
considerou-se a diluição padrão. Ressalta-se que esta não é uma informação do
fabricante disponível no rótulo ou especificações do produto.
Dentre as 64 dietas enterais produzidas pelos fabricantes citados anteriormente,
36 não puderam ser avaliadas em relação à composição estimada de aminoácidos
devido à falta de informações contidas nos rótulos e nas tabelas nutricionais. As
empresas descrevem a composição proteica de forma genérica e, assim, não foi
possível estimar o teor de aminoácidos das seguintes fontes: proteína isolada de
ervilha, proteína isolada de soja, proteína de soja e do isolado proteico de soja
contidos em suas dietas, bem como quais são os aminoácidos livres, ramificados e
essenciais presentes nas dietas enterais especiais e o tipo de lactoalbumina contido
nas formulações.
Para as formulações compostas por proteína isolada do leite, levou-se em
consideração a caseína para o cálculo dos aminoácidos. As Tabelas 1, 3, 5 e
7 apresentam as diferentes fórmulas enterais classificadas de acordo com a
oferta energética em kcal por ml.
Segundo os dados da Tabela 2, pode-se observar que as dietas de 1.0 kcal/ml que
possuem os maiores valores de aminoácidos são Nutrison®, Advance®, Cubitam®,
e Peptimax®; sendo que a primeira se destaca pelas quantidades maiores de Phe +
Try, Val, His, Arg, Glu, Pro e Ser; enquanto a segunda destaca-se com os aminoácidos
Ile, Leu, Lys, Met + Cys, Trp, Ala, Asp e Gly.
A Tabela 4 demonstra que a dieta em destaque com 1,2 kcal/ml, possuidora das
maiores quantidades de aminoácidos essenciais e não essenciais, é a Nutrison
Advance Protison®. Em contrapartida, a Nutri Diabetic® possui as menores quantidades de aminoácidos. A Tabela 6 mostra fórmulas com densidade energética
de 1,5 kcal/ml e, mediante os valores contidos em cada dieta, constata-se que
a dieta Isosource® 1.5 e a Trophic Energy Fiber® possuem os maiores valores de
aminoácidos essenciais e não essenciais, respectivamente.
De acordo com a Tabela 8, observa-se que as dietas com 2,0 kcal/ml, indicadas
para paciente renal em tratamento conservador (menor recomendação proteica),
apresentam menores quantidades de aminoácidos e, dentre elas, destacam-se Nutri
Renal® (líquida) e Replena®. Por outro lado, a dieta Nutren® 2.0 apresenta as maiores quantidades de aminoácidos pois é considerada normoproteica.
102
Tabela 1. Dietas enterais com densidade energética de 1.0 kcal/ml.
Dieta
Apresentação
Glucerna®
Jevity®
pó
líquida
Densidade
energética
1
1
17
15,5
Proteína
(g)/1000 ml
42,5
38,75
Nutren 1.0®
pó
1
15
40
Nutri Diabetic®
pó
1
15
37,5
Nutri enteral®
pó
1
17
42,5
Nutri Fiber SF®
pó
1
16
40
líquida
1
20,4
55
líquida
1
16
40
Peptamen pó®
pó
1
16
41
Peptimax®
pó
1
17
42,1
Nutrison Advance
Cubitan®
Pepetamen
prebio®
% proteína
Fontes de proteína
100% caseinato de cálcio e sódio
52% proteína do soro do leite e 48%
caseinato de potássio
caseinato de cálcio e sódio
caseinato de cálcio
50% caseinato de cálcio e 50%
caseinato de sódio
84,5% caseinato de cálcio e sódio e
15,5% arginina (8,5 g/l)
100% de proteína hidrolisada do soro
do leite
100% de proteína hidrolisada do soro
do leite
100% proteína hidrolisada do soro do
leite acrescido de L-glutamina
Tabela 2. Quantidades de aminoácidos (mg/g de proteína) presentes nas dietas enterais com densidade energética de 1,0 kcal/ml. Cálculos aproximados/estimados a
partir da análise da composição proteica contida no rótulo do produto.
Dietas /
Aminoácidos
(mg/g de ptn)
Glucerna®
Jevity®
Nutren 1.0®
Nutri Diabetic®
Nutri enteral®
Nutri Fiber SF®
Nutrison Advance
Cubitan®
Pepetamen
prebio®
Peptamen pó®
Peptimax®
Ile
Leu
Lys
Met +
Cys
Phe +
Tyr
Thr
Val
Trp
His
Ala
Arg
Asp
Glu
Gly
Pro
Ser
1951
1779
1971
1868
2089
1836
3778
3445
3997
3811
4229
3556
3294
3003
3427
3260
3627
3100
1360
1240
1519
1459
1604
1280
4310
3929
3261
2943
3498
4056
1721
1569
2273
2225
2389
1620
2397
2186
2158
2009
2297
2256
442
403
572
559
601
416
1080
984
870
795
931
1016
1173
1070
1670
1647
1751
1104
1424
1298
1246
1155
1328
1340
3217
2933
3388
3228
3585
3028
9282
8463
7746
7119
8271
8736
735
670
740
701
784
692
3965
3615
2937
2639
3154
3732
2355
2147
2214
2075
2352
2216
2134
4134
3604
1488
4715
1883
2623
484
1181
1283
1566
3520
10156
804
4338
2576
2096
4404
3728
1740
2528
2876
2068
716
736
2192
1160
3720
6832
784
2204
2212
2148
2206
4514
4635
3821
3924
1784
1831
2591
2661
2948
3027
2120
2177
734
754
754
775
2247
2307
1189
1221
3813
3915
7003
7191
804
825
2259
2320
2267
2328
Tabela 3. Dietas enterais com densidade energética de 1,2 kcal/ml.
Dieta
Apresentação
Densidade
energética
% proteína
Proteína
(g)/1000 ml
Fibersource®
líquida
1,2
14
43
Jevity Plus®
líquida
1,2
18,5
55,5
Nutri Diabetic®
líquida
1,2
16
48
líquida
1,28
23
75
Nutrison Advance
Protison®
Nutrison Protein
Plus M.F®
Osmilete Plus HN®
líquida
1,25
20
63
líquida
1,2
18,5
55,5
Fontes de proteína
100% caseinato de
cálcio e sódio obtido
do leite de vaca
100% caseinato de
cálcio e sódio
50% caseinato de
cálcio e 50% caseinato
de sódio
100% caseinato
100% caseinato de
cálcio e sódio
100% caseinato de
cálcio e sódio
103
Dietas /
Aminoácidos
(mg/g de ptn)
Fibersource®
Jevity Plus®
Nutri Diabetic®
Nutrison
Advance
Protison®
Nutrison
Protein Plus
M.F®
Osmilete Plus
HN®
Ile
Leu
Lys
Met + Cys Phe + Tyr Thr
Val
Trp
His
Ala
Arg
Asp
Glu
Gly
Pro
Ser
744
800
692
4012 2382
4315 2562
3732 2216
1974 3823 3333
2123 4112 3584
1836 3556 3100
1376
1480
1280
4360
4690
4056
1742 2425 447 1092 1187 1441 3255 9391
1873 2609 481 1175 1277 1549 3501 10101
1620 2256 416 1016 1104 1340 3028 8736
3443 6668 5813
2400
7605
3038 4230 780 1905 2070 2513 5678 16380 1298 6998 4155
2892 5601 4883
2016
6388
2552 3553 655 1600 1739 2111 4769 13759 1090 5878 3490
2525 4890 4263
1760
5577
2228 3102 572 1397 1518 1843 4164 12012
952
5132 3047
Dieta
Apresentação
Densidade
energética
% proteína
Proteína
(g)/1000 ml
Isosource 1.5®
líquida
1,5
17
63
Nutri enteral®
líquida
1,5
17
63,75
Nutri enteral 1.4®
pó
1,5
17
63,75
Nutri Fiber®
líquida
1,5
17
63,75
Nutri Fiber®
Oxepa®
Trophic Energy Fiber®
pó
líquida
líquida
1,5
1,5
1,5
17
16,7
16
63,75
62,63
60
Fontes de proteína
obtido do leite de vaca
60% proteína do soro do leite e
100% proteína do soro do leite
60% proteína do soro do leite e
100% proteína do soro do leite
100% caseinato
Dietas / Aminoácidos
(mg/g de ptn)
Isosource 1.5®
Ile
Leu
Lys
Val
Trp
His
Ala
Arg
Asp
Gly
Pro
Ser
4883
Met + Phe +
Thr
Cys
Tyr
2016 6388 2552
2892
5601
3553
655
1600
1739
2111
4769
13759 1090
5878
3490
2352
Glu
Nutri enteral®
2117
4319
3694
1653
3335
2522
2277
633
901
1867
1309
3658
8068
794
2991
Nutri enteral 1.4®
2227
4679
3961
1849
2686
3056
2197
761
782
2329
1233
3953
7259
833
2342
2350
Nutri Fiber®
2117
4319
3694
1653
3335
2522
2277
633
901
1867
1309
3658
8068
794
2991
2352
2350
Nutri Fiber®
2227
4679
3961
1849
2686
3056
2197
761
782
2329
1233
3953
7259
833
2342
Oxepa®
1916
3712
3236
1336
4233
1691
2355
434
1060
1152
1399
3160
9118
722
3895
2313
Trophic Energy Fiber®
2754
5334
4650
1920
6084
2430
3384
624
1524
1656
2010
4542
13104 1038
5598
3324
104
Dieta
Apresentação
Densidade
energética
% proteína
proteína
(g)/1000 ml
Nutren 2.0®
líquida
2
17
86
Nutri Renal®
líquida
2
7
35
Nutri Renal®
pó
2
7
35
Nutri Renal D®
líquida
2
15
75
Replena®
pó
2
6
30
Fontes de proteína
obtido do leite de vaca
50% caseinato de cálcio e 50%
caseinato de sódio
caseinato de cálcio e sódio
caseinato de cálcio
Dietas / Aminoácidos
(mg/g de ptn)
Nutren 2.0®
Nutri Renal® (líquida)
Nutri Renal® (pó)
Nutri Renal D®
Replena®
Ile
Leu
Lys
3947
803
1743
1868
689
7645
1556
3557
3811
1334
6665
1356
3042
3260
1163
Met + Cys Phe + Tyr Thr
2752
560
1362
1459
480
8720
1775
2747
2943
1521
Val
Trp
His
Ala
Arg
Asp
3483 4850 894 2184 2374 2881 6510
709 987 182 445 483 586 1325
2077 1875 522 742 1537 1078 3013
2225 2009 559 795 1647 1155 3228
608 846 156 381 414 503 1136
Glu
Gly
Pro
Ser
18782 1488 8024 4764
3822 303 1633 970
6644 654 2463 1937
7119 701 2639 2075
3276 260 1400 831
Tabela 9. Recomendação de aminoácidos essenciais para adultos.
Aminoácidos
Isoleucina
Leucina
Lisina
Treonina
Valina
Triptofano
Histidina
Metionina +cistina
Fenilalanina+tirosina
mg/g de
proteina
30
59
45
23
39
6
15
22
38
Fonte: FAO/WHO/UNU.7
105
1. Brasil. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância Sanitária. Resolução RDC nº
63, de 6 de julho de 2000. Aprova o Regulamento Técnico para fixar os requisitos
mínimos exigidos para a Terapia de Nutrição Enteral. Diário Oficial da União, 2000.
2. Couto JCF, Bento A, Couto CMF, Silva BCO, Oliveira, IAG. Nutrição enteral
em terapia intensiva: o paciente recebe o que prescrevemos? Rev Bras Nutr Clín
2002;17:43-46.
3. Vasconcelos MIL, Tirapegui J. Aspectos atuais na terapia nutricional de pacientes
na unidade de terapia intensiva. Rev Bras Ciênc Farm 2002;38:23-32.
4. Vannucchi H, Marchini JS. Nutrição e Metabolismo. Nutrição Clínica. 1 ed. Rio de
Janeiro: Guanabara Koogan, 2006.
5. Unamuno MRDL, Carneiro J Consultation J, Chueire FB, Marchini JS, Suen VMM.
Uso de cateteres venosos totalmente implantados para nutrição parenteral: cuidados, tempo de permanência e ocorrência de complicações infecciosas. Rev Nutr
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6. Cunha SFC, Ferreira CR, Braga CBM. Fórmulas enterais no mercado brasileiro: classificação e descrição da composição nutricional. Intern J Nutrol 2011;4:71-86.
7. FAO/WHO/UNU Expert Consultation on protein and amino Acid Requirement in
Human Nutrition. WHO Technical Report Series No 935. World Health Organization,
Genebra, Switzerland, 2007.
107
XI
FÓRMULAS DE AMINOÁCIDOS
PARA TERAPIA NUTRICIONAL
PARENTERAL DISPONÍVEIS NO BRASIL
Thays Vasconcelos Gomes Firmino
Camila Martinez Pereira
Fernando Badhur Chueire
Cristiane Maria Martires Lima
Nutrição parenteral (NP) é uma solução ou emulsão composta de carboidratos, aminoácidos, lipídios, vitaminas e minerais, estéril e destinada à administração intravenosa em pacientes desnutridos, em regime hospitalar, ambulatorial ou domiciliar,
visando a síntese ou manutenção dos tecidos, órgãos ou sistemas.1-4
O médico, responsável direto pelo entendimento da fisiopatologia, pelos procedimentos diagnósticos e, fundamentalmente, pela prescrição, define a quantidade
de proteínas, seleciona o produto que seja específico às necessidades e calcula o
volume correspondente da solução de aminoácidos a ser administrada ao paciente,
assim como dos demais nutrientes contidos na nutrição parenteral.
O farmacêutico faz a avaliação da prescrição quanto à sua adequação, concentração
e compatibilidade físico-química de seus componentes e dosagem de administração,
antes do início da manipulação. O enfermeiro é responsável pela administração da
nutrição parenteral.1
Até onde é de nosso conhecimento, atualmente no Brasil existem quatro laboratórios
farmacêuticos (B.Braun, Fresenius, Baxter e Darrow) que produzem soluções de aminoácidos para serem utilizadas na prescrição de terapia nutricional parenteral
(TNP). As Tabelas 1 e 2 apresentam as diferentes soluções de acordo com a sua
concentração em proteína, nitrogênio e em aminoácidos, respectivamente para
adultos e crianças.
Para uso em adultos, sete produtos estão disponíveis para comercialização, sendo
três contendo soluções-padrão de aminoácidos, dois contendo soluções de aminoácidos específicas para pacientes nefropatas e dois contendo soluções de aminoácidos específicas para hepatopatas. Há no mercado três soluções pediátricas, sendo
109
uma para prematuros e a outra é empregada para recém-nascidos e crianças, independentemente da faixa etária.
De acordo com informações contidas nos rótulos dos diferentes produtos, as concentrações das soluções de proteínas variam de 6,7% a 10%. Por litro da solução, a
concentração de aminoácidos varia entre 72,3 e 100,4 gramas, que corresponde à
oferta de 11,9 a 16,6 gramas de nitrogênio.
A concentração de aminoácidos varia de forma a atender aos diferentes perfis de
pacientes. Entre os aminoácidos potencialmente essenciais, a arginina está em
maior concentração nas soluções-padrão. A leucina e lisina estão mais presentes nas
soluções para nefropatas, enquanto a leucina e a valina predominam nas soluções
para hepatopatas.
Apenas duas soluções disponíveis no mercado contêm L-aspártico, L-glutâmico e
L-ornitina, sendo elas o AMINOPLASMAL® e a SORAMIN®, e ambas não apresentam taurina em sua composição. A restrição proteica é recomendada para
pacientes nefropatas em tratamento conservador, priorizando a oferta de aminoácidos essenciais.5,6 De acordo com a recomendação, o Laboratório B.Braun
produz a solução NEFROMINO®, que contém apenas aminoácidos essenciais. O
produto NEPROTECT®, do Laboratório Fresenius, acrescenta seis aminoácidos não
essenciais em sua composição.
As formulações de aminoácidos para pacientes com encefalopatia hepática contêm
maior concentração de aminoácidos de cadeia ramificada (leucina, isoleucina e valina) em relação aos aminoácidos de cadeia aromática (tirosina e fenilalanina).
Essa composição específica de aminoácidos é baseada na hipótese de que a alteração do nível de consciência na falência hepática associa-se à redução do teor
de aminoácidos aromáticos.5,6 Em nosso país, o produto AMINOSTERIL N-HEPA®
apresenta maior quantidade de aminoácidos de cadeia ramificada e menor concentração de aminoácidos aromáticos em sua composição.
As soluções de aminoácidos para uso pediátrico contêm todos os aminoácidos,
em concentração baseada no perfil aminoacídico de crianças normais. O produto
PEDIAMINO TAU® contém taurina, uma forma solúvel de tirosina (N-acetil-Ltirosina), e maior variedade de aminoácidos não essenciais. A composição da
solução PREMINE® é específica para recém-nascidos prematuros.
A variedade nas concentrações de aminoácidos possibilita que a equipe médica
empregue as diferentes soluções de acordo com as necessidades individuais dos
pacientes. Nota-se que não há uniformização na concentração de cada aminoácido
nas diferentes soluções.
110
Seria importante que as soluções fossem apresentadas de maneira padronizada e
houvesse uma definição sobre a composição mínima de cada aminoácido para atender
às diferentes situações clínicas. Tais informações podem ser úteis no processo de
aquisição e seleção das soluções, de acordo com as necessidades de cada paciente.
Tabela 1. Composição das soluções de aminoácidos para uso em nutrição parenteral
em adultos disponíveis no mercado brasileiro, de acordo com a indicação clínica.
Solução para
nefropatas
Solução-padrão
Nome comercial
Laboratório
farmacêutico
Concentração total
do AA (%)
Quantidade total
de AA (g/L)
Quantidade total
de N (g/L)
Concentração dos
AA (g/L)
L-isoleucina
L-leucina
L-lisina
L-metionina
L-fenilalanina
L-treonina
L-triptofano
L-valina
L-histidina
L-cisteína
L-arginina
Glicina
L-alanina
L-prolina
L-aspártico
L-asparagina
L-glutâmico
L-ornitina
L-serina
Taurina
L-tirosina
Aminoplasmal ® Aminoven ® Soramin ® Nefromino ® Neprotect ®
Solução para
hepatopatas
Aminosteril
Hepamino ®
Hepa ®
B. Braun
Fresenius
Darrow
B.Braun
Fresenius
B.Braun
Fresenius
10
10
10
6,9
10
8
8
100,4
100,1
100
72,3
100
76,6
80
16,6
16,5
16
11,9
16,5
12,3
13,2
5,1
8,9
5,6
3,8
5,1
4,1
1,8
4,8
0,5
9,2
7,9
13,7
8,9
1,3
3,2
4,6
2,5
2,4
1,3
5
7,4
6,6
4,3
5,1
4,4
2
6,2
12
11
14
11,2
6,5
1
0,4
3,7
9,8
5,9
5,3
5,4
4,9
1,8
5,3
4,6
10,6
8
10,3
8,4
2,7
3,8
2,5
2,6
2,5
1,6
7
11
11,3
11
11
5
2,5
8.0
5,5
-
5,8
12,8
12
2
3,5
8,2
3
8,7
9,8
0,4
8,2
6,3
6,2
3
7,6
-
9
11
7,6
1
1
4,5
0,8
8,4
2,4
0,4
6
9
7,5
8
-
10,4
13,1
6,9
1,1
0,9
4,4
0,7
10,1
2,8
0,5
10,7
5,8
4,6
5,7
-
AA: aminoácidos; N: nitrogênio
111
Tabela 2. Composição das soluções pediátricas de aminoácidos para uso em nutrição
parenteral disponíveis no mercado brasileiro.
Nome comercial
Laboratório
farmacêutico
Concentração
total do AA (%)
Quantidade total
de AA (g/L)
Quantidade total
de N (g/L)
Concentração dos
AA (g/L)
L-isoleucina
L-leucina
L-lisina
L-metionina
L-fenilalanina
L-treonina
L-triptofano
L-valina
L-histidina
L-cisteína
L-arginina
Glicina
L-alanina
L-prolina
L-aspártico
L-asparagina
L-glutâmico
L-ornitina
L-serina
Taurina
L-tirosina
Solução para
prematuros
Primene®
AA: aminoácidos; N: nitrogênio
112
Solução para recém-nascidos e
crianças
Pediamino TAU ®
Aminoven ®
Baxter
B.Braun
Fresenius
10
10
10
99,6
100
100
12,6
15,5
16,2
6,7
10
11
2,4
4,2
3,7
2
7,6
3,8
1,9
8,4
4
8
3
6
10
3
8,2
14
8,2
3,4
4,8
4,2
2
7,8
4,8
0,16
12
3,6
5,4
6,8
3,2
5
3,8
0,25
2,4
5
7,4
9,31
4,3
5,1
4,4
2
6,2
3
12
11
14
11,2
6,5
1
0,4
1. Ministério da Saúde, ANVISA. Regulamento Técnico para Nutrição Parenteral. Portaria MS/SNVS nº 272, de 8 abril de 1998.
2. Marchini JS, Okano N, Cupo P, Passos NMRRS, Sakamoto LM, Basile-Filho A. Nutrição parenteral — princípios gerais, formulários de prescrição e monitorização. Medicina (Ribeirão Preto) 1998;31:62-72.
3. Matsuba CST, Ciosak SI, Serpa LF, Poltronieri M, Oliseski MS. Terapia Nutricional:
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e Conselho Federal de Medicina, 2011.
4. Yarandi SS, Zhao VM, Hebbar G, Ziegler TR. Amino acid composition in parenteral
nutrition: what is the evidence? Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2011;14:75-82.
5. Kovacevich,DS, McClave SA, Schwartz DB The A.S.P.E.N. The adult nutrition support core curriculum. 2.ed. Silver Spring: Aspen, 2012.
6. Melnick G. Value of specialty intravenous amino acid solutions. Am J Health Syst.
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113
XII
Conselho Científico e de
Administração do ILSI BRASIL
Dr. Franco Lajolo — FCF/USP
Diretor Conselho Científico e de Administração (Chair)
Dr. Flavio Zambrone — IBTOX
Vice-Diretor Conselho Científico e de Administração (Vice-Chair)
Ary Bucione — Du Pont
Diretor Presidente
Adriana Matarazzo — Danone
Alexandre Novachi — Mead Johnson
Amanda Poldi — Cargill
Dra. Bernadette Franco — FCF/USP
Dr. Carlos Nogueira de Almeida — FM/USP/RP
Deise M. F. Capalbo — EMBRAPA
Dra. Elizabeth Nascimento — FCF/USP
Elizabeth Vargas — Unilever
Dr. Felix G. Reyes — FEA/UNICAMP
Dr. Hélio Vannucchi — FM — USP/RP
Dra. Ione Lemonica — UNESP/Botucatu
Dr. Jaime Amaya-Farfan — FEA/UNICAMP
Dr. João Lauro Viana de Camargo — UNESP/Botucatu
Karen Cristine Ceroni Cazarin — Basf S/A
Kathia Schmider — Nestlé
Dra. Maria Cecília Toledo — FEA/UNICAMP
Mary Carmen Mondragon — General Mills
Dr. Mauro Fisberg — UNIFESP
Othon Abrahão — Futuragene
Dr. Paulo Stringheta — UFV
Dr. Robespierre Q. da Costa Ribeiro — Sec. do Estado de Minas Gerais
Taiana Trovão — Mondelez
Tatiana da Costa Raposo Pires — Herbalife
115
XIII
Empresas Mantenedoras da
Força-Tarefa de Alimentos
Fortificados e Suplementos 2016
Ajinomoto do Brasil
Amway do Brasil
BASF S/A
Danone Ltda.
DSM Produtos Nutricionais Brasil S.A.
Herbalife International do Brasil Ltda.
Kerry do Brasil
Pfizer Consumer Healthcare
117

LivroAminoácidos2016 Versão Online

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