Mestrado Integrado em Eng.ª Biomédica

Mestrado Integrado em Eng.ª Biomédica Metabolismo e Endocrinologia / Sistemas Integrados e Regulação Metabólica 2010/11 3ª Aula Prática Avaliação da resposta glicémica após ingestão de diferentes alimentos Introdução A obesidade está em progressivo aumento em todo o mundo, afetando mais marcadamente pessoas sujeitas a uma mudança rápida de estilos de vida, com alta ingestão frequente de alimentos ricos em energia ( açúcares e gorduras ) e baixo nível de actividade física. A Organização Mundial de Saúde (OMS) estima que um bilião de pessoas em todo o mundo tenha excesso de peso e que, destas, 300 milhões sejam obesas. A mudança de comportamentos e os novos hábitos alimentares nos países desenvolvidos são entendidos como causas do forte aumento de incidência da doença. À obesidade estão associadas alterações patológicas tais como a resistência à insulina, hiperinsulinemia, diabetes mellitus, dislipidemia e hipertensão arterial, que, no seu conjunto, constituem a síndrome metabólica. Por se tratar dum fator de risco para doenças cardiovasculares, e ainda pelo aumento do risco de doenças biliares, perturbações respiratórias, osteoarticulares e neoplásicas, a obesidade tem sido foco de atenção e esforço investigacional no sentido de compreender, tratar e idealmente prevenir este problema da sociedade atual. Só na Europa, as doenças relacionadas com a obesidade provocam a morte de cerca de 320 mil pessoas por ano. A dieta é um dos principais fatores que contribui na alteração de um estilo de vida capaz de prevenir a diabetes mellitus e/ou as suas complicações. Os hidratos de carbono são os principais responsáveis pelo controlo da secreção de insulina. Estes são macronutrientes formados por uma ou mais moléculas de glicose sendo estas responsáveis pelo fornecimento primário de 1

energia para a realização das funções biológicas dos organismos vivos. No nosso organismo, estes nutrientes são armazenados sob forma de glicogénio. A recomendação diária deste nutriente corresponde a valores entre 45% e 65% do gasto energético total. A digestão dos hidratos de carbono começa na boca, pela secreção da enzima amilase, mas devido ao pouco tempo que o alimento fica em contato com esta enzima torna-se necessária a ação de outras enzimas para que a degradação dos hidratos de carbono seja completa e, desta forma, consiga ultrapassar a barreira intestinal e atingir as células. Ao chegar ao intestino, ocorre a libertação dos sucos pancreático e intestinal que apresentam na sua composição outras enzimas (amilase pancreática, maltase e dextrinase, respectivamente), que quebram estas moléculas em monossacáridos, sendo desta forma que este nutriente é absorvido no organismo. Hormonas como a insulina e a glucagina exercem um papel fundamental no metabolismo dos hidratos de carbono, e a qualidade e a quantidade ingerida deste nutriente poderá afetar diretamente a regulação destas hormonas. A absorção do produto final do processo digestivo destes nutrientes, a glicose, está relacionada não somente com a correta ação das enzimas digestivas, mas também com a permeabilidade da membrana do trato digestivo. O conceito de Índice Glicémico (IG) foi introduzido em 1981 por Jenkins com a finalidade de quantificar o valor de glicémia em resposta à ingestão de diversos alimentos, cada um com constituintes capazes de afectar de forma diferente a absorção dos hidratos de carbono. O Índice Glicémico (IG) dum alimento é definido como a área sob a curva da resposta glicémica após ingestão de uma quantidade pré-estabelecida de hidratos de carbono (25 g a 50 g) nesse alimento relativamente à área da resposta após ingestão da mesma quantidade glicídica do alimento controlo (e.g. glicose) (equação 1). O Índice Glicémico refere-se também ao tempo para digestão, absorção e chegada da glicose do alimento à circulação sanguínea (Figura 1). Os alimentos com Alto Índice Glicémico provocam tipicamente uma resposta glicémica elevada de 15 a 20 minutos após a ingestão, os de Médio Índice Glicémico provocam uma resposta glicémica média de 30 a 40 minutos e os alimentos de Baixo Índice Glicémico provocam uma resposta glicémica baixa de 40 a 50 minutos após a ingestão de um determinado alimento. 2

Figura 1 - Representação gráfica do resultado do Índice Glicémico (IG) dos alimentos na concentração sanguínea de glicose (glicémia) em termos da magnitude e tempo aproximados do pico glicémico. Área sob a curva de glicémia do ali mento teste IG = 100 (1) Área sob a curva de glicémia do alimento referência De acordo com a classificação de Brand-Miller, valores de IG acima de 70 são considerados IG altos e abaixo de 55 IG baixos. Fisiologicamente, isto significa que para um IG elevado os glícidos do alimento provocam um aumento da quantidade de glicose no sangue rápida e alta. Em contrapartida, valores inferiores a 55 estão associados a IG baixos porque a absorção destes glícidos é bastante mais lenta, repercutindo-se lentamente no valor obtido da glicémia (Tabela 1). 3

Tabela 1 - Classificação dos alimentos por Índice Glicémico e Carga Glicémica. Baixo (a) Médio (a) Alto (a) Índice Glicémico 55 56-69 70 Carga Glicémica 10 11-19 20 Porque o IG compara a qualidade dos glícidos, tendo em conta que muitas vezes as quantidades de alimento para comparação com o alimento de referência são muito diferentes (para igual quantidade de glícidos), surgiu a necessidade de definir o valor de carga glicémica (CG) de um alimento. A carga glicémica é um cálculo matemático a partir do IG de um alimento e seu conteúdo em hidratos de carbono. Representa um indicador global de resposta glicémica e demanda insulínica induzida por uma porção de alimento. A carga glicémica (equação 2) é igual ao produto do valor de IG do alimento pela quantidade de glícidos presente na porção ingerida. IG lim quantidade de glícidos Carga Glicémica a ento = (2) 100 O IG e a CG são dois conceitos a ter em conta na escolha da quantidade e do tipo de glícidos para a manutenção da saúde. Antes considerados importantes somente para os diabéticos, actualmente o IG e a CG são uma ferramenta útil para todos os que querem ter uma vida saudável. Níveis glicémicos pósprandiais elevados podem diminuir as concentrações do colesterol-hdl no sangue, aumentar a trigliceridemia, e tornar-se directamente tóxicos por aumentarem a glicação das proteínas, gerar stresse oxidativo e causar hipercoagulação. No presente trabalho prático será efetuado um estudo do Índice Glicémico e da Carga Glicémica após ingestão de diferentes tipos de alimentos. 4

Bibliografia Lazarim F.L. et al. (2009) Understanding the glycemic index and glycemic load and their practical applications. Biochem. Mol. Biol. Edu. 37: 296-300 de Moura C.M.A et al. (2007) Índice glicémico e carga glicémica: aplicabilidade na prática clínica do profissional nutricionista. Revista Brasileira de Obesidade, Nutrição e Emagrecimento 1 : 01-11. Nelson D.L. e Cox M.M. (2004) Lehninger s Principles of Biochemistry. 4ª edição, W.H. Freeman and Company. Guide for SensoLite Nova test, Blood glucose test strip (2007) Mdm-pulse healthcare solutions distributors. Fundamento do método Neste trabalho colher-se-ão amostras de sangue capilar por picada no dedo antes da ingestão do alimento teste ou do alimento controlo (equivalente a 25 ou 50 g de glicose, e de 25 em 25 minutos após a sua ingestão, até ao tempo total de 100 minutos. Em cada amostra de sangue será efetuada a análise da glicémia. O alimento deverá ser ingerido num período máximo de cinco minutos após a primeira medição da glicémia a tempo 0 minutos. A glicémia será medida por um glicosímetro SensoLite Nova Plus (Mdm-Pulse). Este é um biosensor automático com tempo de medição média de 5 segundos, amplitude de medida de 20-600 mg/dl de glicose e volume mínimo de amostra de 0.5 µl de sangue. A medição da glicose no sangue é efectuada através de um método electroquímico numa tira de teste. Esta tira está concebida de forma a que a gota de sangue seja absorvida pela zona reativa, após o sangue ser aplicado na ponta da tira. Esta zona reativa é constituída por glicose oxidase e cloreto de hexaaminoruténio(iii), sendo este último um composto organometálico que irá funcionar como mediador de transferência de eletrões. A glicose oxidase irá reagir com a glicose existente na gota de sangue segundo as seguintes reações: 5

Glicose + GOx FAD Ácido glicónico + GOx FADH 2 GOx FADH 2 + M ox GOx FAD + M red Onde: GOx enzima glicose oxidase GOx FAD e GOx FADH 2 estado oxidado e reduzido da glicose oxidase, respetivamente; M ox e M red forma oxidada e reduzida do mediador de transferência de eletrões (neste caso o ião ruténio), respetivamente. A glicose é oxidada a ácido glicónico pela redução do grupo FAD da enzima glicose oxidase. A glicose oxidase reduzida transfere eletrões para o ião ruténio (no seu estado oxidado) e volta ao seu estado inicial. Durante esta reação, o fluxo de eletrões gerado é medido à superficie do elétrodo, no aparelho medidor de glicose. Palavras-chave glicémia; hidratos de carbono; índice glicémico; carga glicémica. Objectivo 1. Estudar o Índice Glicémico e a Carga Glicémica após ingestão de diferentes alimentos. 2. Analisar a resposta do valor da glicose no sangue após a ingestão de alimentos com elevada e baixa carga glicémica, e compreender o seu possível controlo numa dieta nutricional. 6

Material Alimentos teste Medidor de glicose no sangue Tiras para determinação da glicémia contendo glicose oxidase 2.7 IU e cloreto de hexaaminoruténio(iii) (45.7 mg) e outros ingredientes (1.6 mg). Aparelho de lancetar Lancetas Pastilhas comprimidos de glicose (Glucotabs) Algodão Soluções Álcool etílico 96% (v/v) Controlo: solução contendo 25 ou 50 g de glicose dissolvidas em 200 ml de água engarrafada Procedimento experimental 1. Escolha dentro dos alimentos disponíveis a testar e a solução controlo o que irá ingerir; 2. Antes da ingestão do alimento, meça a glicémia a tempo 0 minutos; 3. Ingira o alimento não excedendo um tempo máximo de 5 minutos após medição glicémia a tempo 0 minutos; 4. Efetue a medição da glicémia após 25, 50, 75 e 100 minutos de ingestão do alimento. 5. Trace as curvas de valores de glicose de cada alimento teste e da solução controlo ao longo do tempo. 6. Calcule o Índice Glicémico e a Carga Glicémica de cada alimento teste de acordo com a quantidade de hidratos de carbono ingerida. 7. Discuta os resultados obtidos para diferentes alimentos testados. 7