introdução
são parte indispensável de uma dieta completa de animais. Minerais são elementos inorgânicos que são encontrados em todos os tecidos e fluidos corporais. Apesar de não produzirem energia, eles têm papéis vitais em muitas atividades no corpo . Estes compostos são necessários para a manutenção de certos processos físico-químicos que são essenciais para a vida porque são constituintes químicos usados pelo corpo de muitas maneiras., Cada forma de matéria viva requer esses elementos inorgânicos ou minerais para seus processos de vida normal .o valor dos micro-minerais na alimentação humana, animal e vegetal foi bem reconhecido . Deficiências ou perturbações na alimentação de um animal causam uma variedade de doenças e podem surgir de várias formas. O ferro é o elemento mais abundante na terra, mas apenas os oligoelementos estão presentes nas células vivas. O ferro é essencial para todas as células do corpo humano. O ferro é um micro-mineral que tem uma série de funções chave., É uma grande parte da hemoglobina nos glóbulos vermelhos; como ele transporta oxigênio dos pulmões para todas as partes do corpo e facilita o uso de oxigênio e armazenamento nos músculos. Além disso, cada célula do corpo precisa de ferro para produzir energia .quase um quarto da população mundial é afetada por anemia, da qual o déficit de ferro é a principal causa . Sua deficiência está relacionada com a capacidade física de trabalho deficiente, diminuição do humor e função cognitiva, e resultados de gravidez pobres relacionados ., A condição de ferro de um indivíduo cai em uma gama (que vão desde repleta a esgotadas reservas de ferro), deficiência de ferro e anemia deficiência de ferro. Portanto, os indivíduos com deficiência de ferro estão em maior risco de desenvolver anemia deficiência de ferro . Apesar dos avanços nos cuidados de saúde, a deficiência de ferro continua a ser um dos maiores medos de saúde pública, tanto nos países desenvolvidos como nos países em desenvolvimento, sendo as mulheres adolescentes principalmente suscetíveis., Nos países industrializados, a deficiência de ferro deve ser facilmente identificada e tratada, mas é muitas vezes ignorada pelos médicos ou não reconhecida pelas mulheres como uma preocupação . Assim, mesmo nestes países, a prevenção e o tratamento da deficiência de ferro em abordagens inovadoras são necessários .as ingestões de nutrientes recomendadas de um indivíduo para satisfazer as necessidades definidas variam, dependendo, entre outros factores, do critério utilizado para definir a adequação dos nutrientes ., Para muitos nutrientes para apoiar cientificamente a definição de necessidades nutricionais em todas as faixas etárias, sexo e estados fisiológicos, a base de informação é limitada. Sempre que possível, evitou-se a utilização do balanço nutricional para definir as necessidades, uma vez que se reconhece agora, de um modo geral, que o balanço pode ser alcançado através de uma vasta gama de ingestões de nutrientes. No entanto, foram utilizados níveis de exigência definidos com base no balanço nutricional, se não estiverem disponíveis outros dados adequados., As necessidades alimentares de um micronutriente são definidas como um nível de ingestão que satisfaz critérios específicos de Adequação, minimizando assim o risco de défice ou excesso de nutrientes. Também podem ser utilizadas medidas de reservas de nutrientes ou piscinas críticas de tecidos para determinar a adequação dos nutrientes. Os ensaios funcionais são actualmente os índices mais relevantes das condições subclínicas relacionadas com a ingestão de vitaminas e minerais. A anemia, o marcador definidor da deficiência alimentar em ferro, pode também resultar, entre outras coisas, de deficiências no folato, vitamina B12 ou cobre .,os factores inibidores individuais da dieta e potenciadores exercem influências profundas na absorção do ferro . Os compostos de polifenol estão amplamente presentes na dieta humana como componentes de frutas, legumes, especiarias, leguminosas e cereais, e eles são especialmente altos em chá, café, vinho tinto, cacau e os diferentes chás de ervas. O efeito inibitório potente do ácido fítico na absorção de ferro não-heme é bem conhecido ., Compostos polifenólicos tais como ácidos clorogénicos, flavonóides monoméricos e produtos de polimerização de polifenol amplamente presentes no café e no chá também inibem fortemente a absorção dietética de não-hemo-ferro . Os efeitos do ácido ascórbico (AA) na melhoria drástica da absorção de ferro têm sido observados de forma consistente . O ferro Heme encontrado nos alimentos para animais é também uma importante fonte de ferro devido à sua elevada biodisponibilidade. Além disso, muitos estudos têm sugerido que o efeito potenciador do tecido muscular na absorção de ferro é devido a peptídeos contendo cisteína .,
a bioquímica do metabolismo do ferro no sistema digestivo humano
A química e fisiologia do ferro
o ferro encontra-se no 26.º elemento da tabela periódica e tem um peso molecular de 55,85. Tem dois estados de oxidação aquosa ordinários, ferroso (Fe2+) e férrico (Fe3+). Estes estados permitem que o ferro participe em reações de oxidação / redução que são cruciais para o metabolismo energético, aceitando ou doando elétrons. Por outro lado, esta propriedade também permite que o ferro livre catalise reações oxidativas, resultando em radicais livres reativos e prejudiciais., Assim, o ferro corporal precisava ser quimicamente ligado para ajudar o papel fisiológico apropriado, transporte e armazenamento, com oportunidade mínima de ferro iônico livre para catalisar reações oxidativas prejudiciais .
a maioria das funções de ferro do corpo em complexos de proteína heme que transportam oxigênio como hemoglobina e mioglobina. Aproximadamente dois terços do ferro corporal estão em hemoglobina, uma estrutura de 68.000 MW contendo quatro subunidades de heme, um anel protoporfirina com ferro no centro, e quatro cadeias polipeptídicas (duas cadeias cada de α – e β-globina)., Para transporte por hemoglobina, o oxigênio se liga diretamente ao átomo de ferro, estabilizado em um estado de oxidação Fe2+ cercado pelo anel protoporfirina e resíduos de histidina. A hemoglobina ferro liga-se facilmente e liberta oxigénio, circulando nos eritrócitos sanguíneos. A mioglobina, constituída por uma única molécula de heme e globina, permite a transferência de oxigénio dos eritrócitos para mitocôndrias celulares no citoplasma muscular . Quantidades menores de ferro na forma heme função em citocromos mitrocondriais envolvidos com transferência de elétrons, uso de oxigênio, e a produção de ATP., Uma pequena fracção do ferro corporal funciona em peroxidases de hidrogénio contendo heme, tais como a catalase, que protege contra a acumulação excessiva de peróxido de hidrogénio, catalisando a sua conversão em Hidrogénio e oxigénio .
In addition, iron also has functions in non-heme proteins that contain an iron–sulfur complex (a cubical structure of four iron and four sulfur atoms). É a principal forma de ferro na mitocôndria que funciona em enzimas do metabolismo energético, como a aconitase, NADH desidrogenase e succinato desidrogenase., A Aconitase é sensível às concentrações de ferro nas mitocôndrias e no citosol. Quando o ferro é abundante, a enzima aconitase assume a estrutura cúbica de ferro–enxofre que está associada ao metabolismo dos hidratos de carbono. No entanto, quando as concentrações de ferro são reduzidas, a proteína perde a actividade da aconitase e funciona como uma proteína de ligação ao ferro (IRP). Os IRPs interagem com os elementos de resposta ao ferro (IRS) do ARNm para regular a síntese de proteínas envolvidas com o transporte, armazenamento e utilização de ferro, em resposta a alterações nas concentrações de ferro celular (Figura 1).,
Figura 1: Estrutura do heme, mostrando os quatro coordenar os laços entre ião ferroso e quatro bases nitrogenadas.
absorção e metabolismo de ferro
o recém-nascido tem um total de cerca de 250 mg no organismo. O ferro corporal total num homem adulto é de 3000 a 4000 mg. Em contraste, a mulher adulta média tem apenas 2000-3000 mg de ferro em seu corpo. Esta diferença pode ser atribuída a menores reservas de ferro em mulheres, menor concentração de hemoglobina e um menor volume vascular do que os homens., Destes aproximadamente dois terços são utilizados como ferro funcional, como a hemoglobina (60%), mioglobina (5%) e várias enzimas heme e nonheme (5%). O restante é encontrado no armazenamento como ferritina (20%) e hemisoderina (10%) .o controlo da absorção do ferro reveste-se, sem dúvida, da maior importância devido à falta de meios regulamentados de excreção do ferro. Uma vez que o alimento é consumido e digerido, o ferro dietético é absorvido principalmente no duodeno e jejuno proximal., Razoavelmente, o ferro haem é absorvido de forma mais eficiente do que o ferro não haem, aparentemente por endocitose do complexo ferro-protoporfirina intacto na borda da escova dos enterócitos. Após a digestão, o ferro de todas as fontes alimentares entra num conjunto intracelular comum do qual, dependendo do Estado do ferro dos indivíduos, é armazenado como ferritina no enterócito ou exportado do enterócito através do transportador de ferroportina no lado basal da célula., A ferroportina transporta ferro ferro ferro ferroso que é imediatamente oxidado para Fe3+ e recolhido por transferrina para ser transportado para células que expressam receptores de transferrina (Figura 2).
Figura 1: Ferro de absorção e o metabolismo do corpo.os lactentes, crianças, adolescentes e mulheres em idade fértil são frequentemente afectados por deficiência de ferro; enquanto os adultos saudáveis do sexo masculino raramente têm deficiência., A deficiência é causada por vários fatores, geralmente por uma combinação de maior necessidade (rápido crescimento da população jovem, a menstruação e a gravidez em mulheres em idade fértil) e a falta de absorção, que por sua vez pode depender de outros fatores, tais como diminuição da ingestão calórica e/ou uma fração maior de calorias derivadas de ingredientes alimentares que contém menos absorvido de ferro .a primeira fase da deficiência em ferro caracteriza-se pela perda de ferro armazenado (indicada pela ferritina) e chama-se depleção de ferro ou deficiência de ferro prelatente., Nesta fase, as concentrações de ferro sérico e de transferrina de proteínas séricas transportadoras de ferro são normais. Quando as reservas de ferro são esgotadas (os sintomas da ferritina sérica
frequentemente associados à anemia de deficiência de ferro incluem palor, fraqueza, fadiga, dispneia, palpitações, sensibilidade ao frio, anomalias na cavidade oral e tracto gastrointestinal, e redução da capacidade de trabalho . Afigura-se ainda que mesmo a deficiência em ferro médio/pré-latente pode ter consequências significativas para a saúde, que podem ser atribuídas às diminuições do ferro corporal essencial e às limitações na capacidade oxidativa tecidular .,a sobrecarga de ferro está associada a aumentos de ferro não ligado às proteínas resultantes da capacidade fisiológica de ligação do ferro estar sobrecarregada . Desvantagens com sobrecarga são, por exemplo, aumento do risco de infecção bacteriana e cardiomiopatia. A sobrecarga pode resultar de erros inatos no metabolismo, levando à hiper-absorção do ferro ou à síntese inadequada das proteínas de ligação ao ferro. A sobrecarga também pode resultar da absorção excessiva de ferro dietético devido a várias causas, incluindo a ingestão crônica de quantidades maiores do que adequadas de ferro dietético, especialmente de ferro heme., Estas observações relativas à sobrecarga de ferro levantaram a questão de saber se a fortificação geral dos alimentos com ferro inorgânico é ou não benéfica .os fatores dietéticos e não dietéticos que afetam a absorção de ferro
os fatores dietéticos contribuem com um papel significativo no desenvolvimento da deficiência de ferro e, em seguida, da anemia por deficiência de ferro. A absorção de ferro pelos enterócitos intestinais controla o equilíbrio de ferro, mas não existe uma via de excreção controlada de ferro. Isto significa que a absorção de ferro é regulada por fatores dietéticos e sistêmicos., O ferro dietético é em grande parte ferro não heme, com cerca de 5% -10% na forma de ferro heme em dietas contendo carne. Embora o ferro heme constitua uma parte menor do ferro alimentar, é altamente biodisponível e 20% -30% do ferro heme é absorvido. Ao contrário, a absorção de ferro não hemo é muito mais variável e significativamente afetada por outros componentes da dieta; com 1% -10% de ferro não hemo absorvido .além disso, o ferro no ambiente e na dieta é principalmente ferro férrico (Fe3+) insolúvel e não biodisponível., Assim, antes de poder ser absorvido, o ferro não hemo tem de ser reduzido de ferro férrico (Fe3+) para ferro ferro (Fe2+) por agentes redutores dietéticos, tais como ácido ascórbico ou por ferri-redutases endógenas, tais como citocromo duodenal B (dcytB) . O ferro ferro ferroso é transportado através da membrana apical do duodeno pelo transportador de Metais divalentes 1 (DMT1), que está localizado na membrana de borda da escova perto de dcytB., Como Wang & Pantopoulos, 2011 comunicado, a absorção de íons ferrosos por dcytB é conduzido por prótons de co-transporte, então, um ácido pH duodenal facilita a assimilação de ferro, e é inibida competitivamente por outros divalent catiões. o ácido ascórbico é um dos potenciadores mais eficazes da absorção de ferro não hemo. Outros factores dietéticos, como o ácido cítrico e outros ácidos orgânicos, o álcool e os carotenos, aumentam igualmente a absorção de ferro não hemo ., Além disso, as proteínas animais, como a carne, o peixe e as aves de capoeira, aumentam a absorção de ferro, mas o componente Bioactivo do “factor carne” ainda não foi identificado. A carne também promove a absorção de ferro não hemo activando a produção de ácido gástrico. Inversamente, a absorção de ferro não heme é inibida pelo ácido fítico (hexafosfato de inositol e pentafosfato de inositol) em grãos e cereais e por polifenóis em alguns vegetais, café, chá e vinho. Estes inibidores ligaram-se ao ferro não hemo, pelo que não está disponível para absorção. Os factores dietéticos que influenciam a absorção do ferro são descritos na Tabela 1.,etary fatores melhorar e inibir a absorção de ferro Fatores de melhorar a absorção de ferro
- ácido Ascórbico
- Carnes, peixes e frutos do mar
- Certos ácidos orgânicos (cítrico, láctico, málico, tartárico)
Fatores de inibição da absorção de ferro
- a Presença de anti-nutrientes (exemplo fitatos e taninos) na derivados de cereais, produtos alimentares
- de ligação do Ferro compostos fenólicos do chá, café, vinho tinto,
- algumas hortaliças de folhas, ervas, frutas e legumes
- Cálcio
- a proteína de Soja
Fonte: Hallberg & Hulthen, 2000.,cálcio: o cálcio inibe tanto a absorção de ferro não heme como a absorção de ferro heme. O cálcio inibe a absorção tanto do heme como do ferro não-heme de uma forma comparável, pelo que é provável que esta inibição pelo cálcio ocorra após o ferro hemo ser libertado do anel da porfirina ., O cálcio tem sido mostrado para inibir a absorção de ferro em ambos os ratos e o homem , relatou que, dando 165 mg Ca como leite, queijo ou cloreto de cálcio reduziu a absorção de ferro por 50 a 60% em uma única refeição medições com inibição máxima de aproximadamente 300 mg de cálcio na refeição. Aumentar ainda mais a quantidade de produtos lácteos acima de um nível basal de 300 mg parece não ter mais efeito inibidor na absorção de ferro (Galan et al. 1991). Contudo, a duração do efeito inibitório do cálcio na absorção do ferro demonstrou ser inferior a duas horas ., Por outro lado, a ingestão de 1000 mg Ca como carbonato diário com refeições durante um período de doze semanas não pareceu ser prejudicial para o seu estado de ferro .fitato
: durante a digestão, a molécula de fitato pode ser negativamente carregada, indicando um potencial de ligação a iões metálicos positivamente carregados, como o ferro . A consequência negativa do fitato na sêmea grosseira na absorção do ferro foi demonstrada pela primeira vez por Sharpe et al. (1950), usando pão branco e pão castanho., Este efeito devia-se antes ao seu elevado teor de fitato, demonstrado em vários estudos mais recentes . Brune et al. (1989) investigou a probabilidade de O consumo a longo prazo de uma dieta rica em farelos contendo fitato poder induzir alterações no intestino, o que provocaria uma adaptação aos efeitos inibitórios do fitato na absorção intestinal do ferro., Eles examinaram vegetarianos e não-vegetarianos e descobriram que nenhuma adaptação da escova intestinal faz fronteira com um alto consumo de fitato e concluíram que as reservas de ferro satisfatórias no grupo vegetariano eram devido a um alto consumo de ácidos orgânicos como ácido ascórbico. demonstrou-se que vários métodos de preparações de grãos de cereais, incluindo o adoçamento, a germinação e a fermentação, reduzem completamente o teor de fitato de cereais e produtos hortícolas em condições óptimas, podendo assim eliminar os seus efeitos na absorção do ferro., Além disso , foram demonstrados efeitos negativos do fitato e da fibra na absorção de ferro no rato, tendo-se verificado uma redução na absorção de ferro quando os pães de fibra elevados eram administrados a ratos. No entanto, a magnitude desta inibição não estava relacionada com a quantidade de fitato de fósforo ou fibra dietética presente na dieta. pelo contrário , os resultados de experiências indicam uma absorção mais elevada do Feso4 do que do Fe endógeno presente no pão, tanto expressa em mg Fe absorvida como absorção Fe fraccionada., Usando o equilíbrio e a única refeição de radioisótopos medidas, ela não encontraram diferenças na absorção de Fe entre três tipos diferentes de pães com fibras de conteúdo de 16.1, 38.1 e 72,4 g/kg, mas com a mesma concentração de fitato (6.3-6.4 g/kg) , usou exatamente a mesma pão em equilíbrio medidas em seres humanos durante 3 x 24 dias em 6 assuntos e não encontraram influência da concentração de fibra em ferro saldos., Isso indica indiretamente que o efeito inibitório da fibra sobre a absorção de ferro é, provavelmente, devido ao fitato na fração fibra e ainda suporta o estudo de Morris e Ellis (1980), que constataram que a absorção de ferro em ratos foi maior do dephytinized farelo.compostos fenólicos: durante a digestão, os compostos fenólicos dos alimentos ou bebidas libertados e podem formar-se complexos com Fe no lúmen intestinal, tornando-os indisponíveis para absorção., Quase todas as bebidas reduziram a absorção de ferro dependendo da quantidade total de polifenóis, com a inibição do chá preto o maior em 79-94%. Alguns estudos revelaram que uma quantidades de apenas 20 mg de polifenóis de chá preto por refeição reduzida absorção de ferro em até 66%, possivelmente devido ao maior conteúdo de galloyl ésteres no chá preto e, provavelmente, porque o simples pão refeição era desprovida de qualquer potenciadores de absorção de ferro para combater os polifenóis (Prashanth et al., 2008)., Da mesma forma , o consumo de chá preto e café tem sido mostrado para inibir fortemente a absorção de Ferro a partir de refeições compostas, com o café tendo cerca de metade do efeito inibitório do chá.além disso, Prashanth et al. (2008) reported that adding of a tea drink to the reference meal resulted in a dramatic reduction in iron absorption anemia (IDA) and controlects., De acordo com este estudo, a absorção de Ferro a partir da refeição de referência consumida com 1 chávena de chá diminuiu 59% (P
por outro lado, a adição de leite ao chá ou ao café teve pouco ou nenhum efeito sobre a sua capacidade inibitória. Gaur e Miller (2015), relataram que os valores percentuais para ferro dialisável total, ferro solúvel total e ferro solúvel., Os resultados mostraram que, além do leite para o chá reduziu significativamente a concentração de dialisável de ferro (α
fatores Dietéticos melhorar a absorção de ferro
Ascórbico o ácido Ascórbico parece ser o fator que está mais potente no aumento da absorção de ferro, particularmente o ferro não-heme em uma única refeição estudos. Isto foi relatado por vários autores. Existem dois mecanismos para este efeito do ferro não-métrico sobre a absorção. Em primeiro lugar, impede a formação de compostos de ferro insolúveis e ligados e, em segundo lugar, reduz o ferro férrico (Fe 3+) aos estados de ferro ferro ferro ferro (Fe2+).,
Em estudo por Prashanth et al, (2008) mostrou que, quando o ácido ascórbico adicionado a uma refeição em uma proporção molar de ferro de 2:1, o ácido ascórbico aumento da absorção de ferro pelo 291% na IDA do grupo e de 270% no grupo controle (P
por outro lado, a longo prazo, o efeito do ácido ascórbico no status de ferro no organismo é no entanto menos clara., A adição de elevadas quantidades de ácido ascórbico às dietas diárias durante um período mais longo não permitiu, em vários estudos, aumentar os níveis de ferritina, embora as medidas de absorção de uma refeição única utilizando ferro-rádio tenham indicado, nos mesmos indivíduos, que o ácido ascórbico aumenta a absorção de ferro. Quando um copo de sumo de laranja é incluído numa carne de pequeno-almoço, a absorção de ferro pode ser aumentada 2, 5 vezes .,carne: a absorção do ferro particularmente do ferro heme é pouco influenciada por outros componentes alimentares da dieta, à excepção da carne que aumenta a absorção e do cálcio que inibe a absorção do ferro . A carne também aumenta a absorção de ferro não-métrico . O mecanismo por trás deste efeito potenciador da carne na absorção de ferro tanto heme quanto nonheme é ainda desconhecido. No entanto, foi relatado por Hurrell et al. (2006) que o aumento da absorção do ferro pela carne se deve a múltiplos mecanismos que envolvem tanto os efeitos da acidez gástrica como a quelação., Inicialmente, a carne pode aumentar a absorção de ferro não-heme estimulando a produção de ácido gástrico, e, assim, promover a solubilização de ferro no estômago. Posteriormente, um(S) factor (s) de carne pode (M) quelatar o ferro solubilizado no ambiente ácido (pH inferior) do estômago, mantendo assim a solubilidade do ferro durante a digestão intestinal e absorção. Os peixes e as aves de capoeira também têm um efeito potenciador na absorção de ferro não mensurável .álcool: o álcool aumenta ligeiramente a absorção de ferro não-métrico no homem ., Foi demonstrado que os abusadores de álcool crónicos aumentaram as concentrações séricas de ferritina e calcularam o ferro corporal total em comparação com os não-consumidores, embora seja controverso se o álcool afecta o processo de absorção real do ferro.tanto a fonte como a forma química do ferro dietético podem afectar marcadamente a sua disponibilidade para absorção. Para a maioria da população mundial, os alimentos derivados de animais não estão disponíveis, e o ferro de Fortificação ainda não está amplamente distribuído., Na categoria vegetal, os grampos arroz, milho, trigo e feijão têm uma disponibilidade moderada ou fraca de ferro . Existem duas principais formas químicas (Fe2+ Fe3+) de ferro em uma dieta, e cada uma é absorvida por um mecanismo diferente. A Heme, que contém ferro numa estrutura anelar porfirina, é encontrada na hemoglobina e mioglobina e representa cerca de 40% do ferro presente nos tecidos animais, incluindo peixes e aves . O ferro não-métrico está presente nos alimentos de origem vegetal e representa também os restantes 60% de ferro nos tecidos animais., Outras fontes de ferro não-métrico são compostos adicionados para fortalecer a dieta com ferro adicional acima do seu nível endógeno. As fontes mais comuns são sais de ferro solúveis ou ferro elementar de pequenas partículas. Quando ingeridos sem alimentos, os sais ferrosos são melhor absorvidos do que as formas férricas . Isto está provavelmente relacionado com o facto de o ferro férrico ser insolúvel em solução aquosa acima do pH 3, enquanto a maioria do ferro ferro ferro ferroso permanece solúvel a pH 8.
conclusão
o ferro é um elemento vital no organismo. Também é tóxico quando consumido em excesso., Portanto, o seu efeito no corpo é como uma espada de dois gumes. Deficiência de ferro nem sempre resulta em anemia, mas pode causar outros problemas de saúde, tais como letargia ou um sistema imunológico enfraquecido. A deficiência de ferro ocorre quando a dieta não inclui alimentos ricos em ferro suficientes, se houver perda de sangue, ou se houver uma maior necessidade de ferro durante a adolescência e gravidez. Quando o corpo não recebe ferro suficiente, não pode fazer glóbulos vermelhos suficientes para transportar oxigênio adequado em todo o corpo. Esta condição de ter muito poucos glóbulos vermelhos é chamada anemia., Para prevenir estas doenças, deve ser encorajada uma ingestão adequada de ferro.