Cálcio. Cálcio, Vitamina D e Fósforo Metabolismo, Funções, Biodisponibilidade, Necessidades e Recomendações Nutricionais. Funções Fisiológicas

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1 Cálcio 99% esqueleto 1000 g de cálcio 1% fluídos extracelulares e tecidos Cálcio, Vitamina D e Fósforo Metabolismo, Funções, Biodisponibilidade, Necessidades e Recomendações Nutricionais Funções Básicas Esqueleto - prover integridade Fluídos- manutenção e controle de processos bioquímicos Profa Dra. Lígia A. Martini HNT Nutrição Normal Mineral mais abundante no organismo humano Funções Fisiológicas Cálcio na Contração Muscular Manutenção do produto mineral normal, necessário para a mineralização óssea Serve como co-fator na cascata de coagulação Envolvido na vasoconstrição e vasodilatação, na transmissão nervosa, através da liberação de neurotransmissores e na secreção de hormônios (insulina) Contração muscular ligação com a troponina-c e calmodulina Ca intracelular + troponina-c contração muscular + calmodulina enzimas quebra glicogênio energia Contração muscular 1

2 Metabolismo Celular Frações Circulantes de Cálcio Transporte: a) Transcelular saturável envolve a calbindina b) Paraceluar Não saturável Depende de concentração Ligadas a proteínas (albumina) não-difundiveis biologicamente inativas, não excretadas 40% 10% 50% Complexadas P, citrato e bicarbonato Ionizadas (livres) biologicametne ativas Ca 2+ Total = Ca 2+ ionizado + Ca 2+ ligado proteínas + Ca 2+ complexado (2,2-2,6 mmol/l) ( 1,1-1,3 mmol/l) (0,9-1,1 mmol/l) (0,2-0,3 mmol/l) Metabolismo Extracelular Hormônios e a Homeostasia do Cálcio Ca ionizado (Ca i ) Metabolicamente disponível, melhor reflete a concentração do íon Tanto a acidose quanto a alcalose alteram a capacidade de ligação e a quantidade do Ca i Atua fisiologicamente com o PTH e com a 1,25 (OH) 2 D 3 2

3 Dieta 1000 mg/dia PTH Absorção Intestinal de Cálcio 1,25 (OH) 2 D 3 Fezes 800 mg/dia Absorção 300 mg/dia Secreção 100 mg/dia 1,25 (OH) 2 Vit D Balanço de cálcio Filtração mg/dia Reabsorção mg/dia Urina 200 mg/dia 4 mg/kg/d Incorporação 500 mg/dia Reabsorção 500 mg/dia calcitonina Principal estímulo hormonal para a absorção intestinal do Ca, que ocorre a nível de duodeno e jejuno Ingestão Baixa (160 mg/d) absorção é de 120 mg/d Ingestão Normal (800 mg/d) absroção é de 400 mg/d Crescimento e Gestação>absorção Fatores que intereferem na absorção Excreção Renal de Cálcio Crescimento, Gestação Lactação produção de 1,25 (OH) 2 D 3 Hiperparatireoidismo Sarcoidose Idade Ingestão excessiva de gorduras, fibras, fitatos, oxalato, fósforo produção de 1,25 (OH) 2 D 3 IRC Hipertireoidismo Síndrome do Intestino Curto Cálcio sérico normal = 9.0 a 10.4 mg/dl excreção renal deve ser < 4 mg/kg/dia 98% do filtrado é reabsorvido no túbulo renal 70% reabsorvido no túbulo proximal reabsroção passiva e paracelular ingestão excreção - 6 a 8% do Ca ingerido aparece na urina Fatores dietéticos que a excreção renal de Ca Ingestão elevada de proteína, sal 3

4 Considerações Nutricionais Pico de massa óssea Quantidade máxima de tecido ósseo alcançada durante a vida Organismo humano se adapta facil e rapidamente as variações no cálcio dietético Algumas populações mantém crescimento e esqueleto normais com ingestão de 400 mg/dia (genética?), porém parecem apresentar>incidência de osteoporose USA > incidência de osteoporose com ingestão de 650 mg/d Quantidade máxima de massa óssea Perda decorente a eventos fisiológicos ou patológicos INGESTÃO ADEQUADA NO PICO DE MASSA ÓSSEA Massa óssea principal determinante do risco de fraturas Ingestão Ótima de Cálcio Biodisponibilidade de cálcio em alguns alimentos Bebes meses Crianças anos Homens/Mulheres anos Gestantes/Lactantes anos > 51 < > Alimento Leite Queijo Porção 1 copo gde 1 fatia media Cálcio (mg) % cálcio absorvido Absorção estimada (mg) Porções necessarias = 1 copo leite 1 1 Food and Nutrition Board Institute of Medicine Dietary Reference Intakes - AI (Ingestão Adequada), 1997 Feijão Tofu 1/2 copo coz 1/2 copo Couve 1/2 copo coz Maximizar o pico de massa óssea Manutenção durante a vida adulta Minimizar perda com o decorrer da idade Brocoli Espinafre Suco de Frutas com calcio 1/2 copo coz 1/2 copo coz 1 copo gde

5 CÁLCIO - OUTRAS FUNÇÕES cálcio circulante 1,25 diidroxivitamina D 3 Hipertensão Cálcio intracelular Obesidade Hipertensão resistência vascular pressão sanguínea Obesidade lipólise lipogênese Zemel, MB J Am Coll Nutr Ingestão de cálcio - papel na regulação do metabolismo energético Elevada ingestão de derivados do leite desnatados risco de DM em homens Choi HK Arch Inter Med, 2005 Cálcio da dieta Elevada ingestão calórica Restrição calórica atenua acumulo de lipídeos no adipócito lipólise ganho de peso mantém termogenêse Para cada porção de leite desnatado ou magro ingerida o RR para DM foi 11% 5

6 Interação com drogas Uso de suplementos: diuréticos tiazídicos calcemia Digitálicos alterações ritmo cardiaco absorção de tetraciclina, quinolona, bisfosfonatos e levotiroxina Uso de bloqueadores H 2 e inibidor da bomba protons (cimetidina) (omeprazol) Absorção de carbonato e fosfato de cálcio Interação com nutrientes Presença de Ca pode absorção de ferro não heme, PORÉM a suplementação de Ca por 12 semanas não alterou o estado nutricional do ferro, talvez devido a absorção do ferro Vitamina D Substância cristalina solúvel em gorduras, usada no tratamento do raquistismo Hôrmonio esteróide com 2 formas moleculares: Colecalciferol - D 3 (produzida na pele) Biologicamente Ergocalciferol - D 2 (derivada de fontes vegetais) inativas hidroxilação renal e hepática metabolitos ativos 1,25 (OH) 2 D 3 -calcitriol Metabolismo da Vitamina D 3 Pró-vitamina D 3 (7-diidrocolesterol) Fenômenos fotoquímicos colecalciferol circulação sanguinea (α-globulina) melanina filtros solares poluição envelhecimento localização geográfica Fígado - hidroxilação C25 25(OH)D ou calcifediol Níveis normais = 5 a 8 ng/ml Ca, P e PTH Rim - hidroxilação C1 1,25(OH) 2 D 3 ou calcitriol 6

7 Concentração sérica de vitamina D ng/ml) Concetração de vitamina D circulante, após exposição aos raios UV Adaptado Holick et al, Lancet dias Jovens Idosos Influência da estação do ano, na síntese de pró-vitamina D 3 em Boston Formação % de Vitamina D Adapado Holick, 1992 JULHO OUTUBRO 6:30 8:30 12:30 16:30 18:30 Horário de exposição Metabolismo Ação genômica da Vit D Ca sérico PTH produção 1,25(OH) 2 D 3 1,25(OH)2D3 + V D R V D R R X R VDRE + ou a transcrição gênica de proteínas de transporte no osso, rim e intestino 7

8 Funções Promover absorção de cálcio e de fósforo pelo intestino Mobilização de cálcio e fósforo no osso Receptores para vitamina D - VDR presentes no rim, intestino, ossos, paratireóide pele, fígado, mama, pâncreas, músculos, próstata adrenal, linfócitos e células neoplásicas Depósito de cálcio no tecido ósseo Participação no mecanismo de contração e relaxamento muscular Ação no metabolismo do cálcio no músculo Diferenciação celular Imunidade (VDR identificados nos linfócitos T) Li YC et al VDR Knockout Mice (camundongo sem o gene do VDR) sobrevida até 6 meses 15 dias - expansão da zona de hipertrofia dos condrócitos 21 dias - hipocalcemicos PTH 35 dias - osteomalácia e raquitismo 4 semanas - alopécia Deficiência Crianças - Raquitismo Adultos - Osteomalácia rigidez nos ossos Toxicidade Após ingestão de doses (500 a 600 mcg/kg), pode ocorrer acúmulo de Vit D no: tecido adiposo, musculo esquelético fígado e rim Sintomas: náusea, anorexia, fraqueza, dor de cabeça, poliuria, disturbios digestivos, endurecimento da aorta, deramtite e lesão renal. Considerações Nutricionais Fontes alimentares Óleo de fígado de bacalhau, gordura de peixe (salmão, hering, sardinha), gema do ovo, manteiga e alimentos fortificados Recomendações - Ingestão Adequada 1997 UL 0 a 12 meses 5 µg/d 25 µg/d (1000 IU) 1 a 8 anos 5 µg/d 50 µg/d (2000 IU) Homens e Mulheres 9 a 50 anos 5 µg/d 51 a µg/d 50 µg/d (2000 IU) + de µg/d Gestantes e Lactantes 5 µg/d 8

9 Vitamina D Deficência de vitamina D inibição da mineralização óssea (Osteomalácia) Insuficiência de vitamina D induz PTH, acelera perda massa óssea Osteoporose Quantidade Necessária da ingestão de vitamina D para Prevenir Perda de Massa Óssea Níveis séricos de vitamina D suficientes para manter PTH adequado Autor Chapuy e cols, 97 Thomas e cols, 98 Malabanan e cols, 98 McKeena & Freaney, 98 nmol/l (OH) D sérica ng/ml Meunier PJ, Vitamin D Insufficiency. Nutritional Aspects of Osteoporsis, 2001 Quanto ingerir de vitamina D? 2 copos de leite fortificado = 5 µg/dia 25(OH)D 8 nmol/l Nível mínimo = 25 nmol/l Idosos 14 µg/dia = 40 nmol/l Adolescetens 10 µg/dia = 37,5 nmol/l durante o inverno Mulheres pós-menopausa 20 µg/dia = 69 nmol/l Mulheres idosas 50 µg/dia = 59 nmol/d, 80 nmol/d 9

10 Fósforo Metabolismo Extracelular 85% forma cristalina no osso 600 g de fósforo 15% fluídos extracelulares na forma de P inorgânico éster de P - tecidos moles 2 º mineral mais abundante no organismo humano Funções Componente estrutural das células Parte dos ácidos nucleicos, necessários para síntese protéica Participação em processos bioquímicos, incluindo geração e transferência de energia (ATP) Manutenção do equilibrio ácido-básico sangue Fósforo inorgânico 90% ultrafiltrado 70% orgânico - fosfolipideos 30% inorgânico 85% livre ou complexado ao Na, Ca e Mg 15% ligado a proteínas P sérico varia muito durante o dia, influenciado pela idade, sexo, dieta, ph e alguns hormônios Importante na manutenção da produção iônica para a mineralização óssea Metabolismo Celular Absorção Intestinal de Fósforo Transporte passivo e determinado pelo movimento de cátions, principlamente o Ca. Dentro da célula os ésteres são importantes: - manutenção e conservação de energia - constituição da membrana celular - regulação da função de proteínas Menos rigidamente controlada no intestino Rim exerce papel fundamental Transporte passivo predominante após refeições Transporte ativo estimulado pela 1.25(OH) 2 D 3 Quando a ingestão é baixa (62 a 43 mg/d) ocorre secreção Ingestões normais (775 a 1860 mg/d) 60 a 80% é absorvido Absorção reduzida na deficiência de 1.25(OH) 2 D 3 (IRC) Menor Biodisponibilidade com uso de alumínio e cálcio 10

11 Excreção Renal de Fósforo Fatores que interferem na reabsorção Fósforo sérico normal = 2.5 a 4.5 mg/dl Excreção urinária de 25mmol/d 12,5 % do filtrado é excretado na urina 85% da reabsorção ocorre no túbulo proximal transcelular e dependente da concetração PTH Principal hormônio regulador da reabsorção e excreção de P Ingestão baixa de P > reabsorção Hipercalcemia < reabsorção Expansão de volume extracelular < reabsorção Deficiência HIPOFOSFATEMIA Dieta em P Individuos em risco alcoólatras diabéticos em recuperação de cetoácidose inanição, anorexia nervosa Sintomas: Perda de apetite, anemia, fraqueza muscular, dor óssea, raquitismo e osteomalácia, sensibilidade a infecções dormência nas extremidades, dificuldade para caminhar Toxicidade HIPERFOSFATEMIA Em consequência a IRC e absorção de sais de P Calcificação de tecidos moles Considerações Nutricionais Deficiência de Fósforo - RARO Entretanto deficiência de Vitamina D níveis séricos de P Uso excessivo de antiácidos (com alumínio) absorção de P Principais Fontes Alimentares Carnes, peixes, leite e derivados 11