Em formação

24.14: Nutrientes Essenciais - Biologia


Embora o corpo animal possa sintetizar muitas das moléculas necessárias para o funcionamento a partir dos precursores orgânicos, existem alguns nutrientes que precisam ser consumidos dos alimentos. Esses nutrientes são denominados nutrientes essenciais, o que significa que devem ser comidos e o corpo não pode produzi-los.

O ácido alfa-linolênico ômega-3 e o ácido linoléico ômega-6 são ácidos graxos essenciais necessários para a produção de alguns fosfolipídios de membrana. Vitaminas são outra classe de moléculas orgânicas essenciais que são necessárias em pequenas quantidades para o funcionamento de muitas enzimas e, por esse motivo, são consideradas coenzimas. A ausência ou baixos níveis de vitaminas podem ter um efeito dramático na saúde, conforme descrito na Tabela 1 e na Tabela 2. As vitaminas solúveis em gordura e solúveis em água devem ser obtidas dos alimentos.

Tabela 1. Vitaminas Essenciais Solúveis em Água
VitaminaFunçãoDeficiências podem levar aFontes
Vitamina B1 (Tiamina)Necessário ao corpo para processar lipídios, proteínas e carboidratos. Coenzima remove CO2 de compostos orgânicosFraqueza muscular, beribéri: função cardíaca reduzida, problemas do SNCLeite, carne, feijão, grãos inteiros
Vitamina B2 (Riboflavina)Desempenha um papel ativo no metabolismo, auxiliando na conversão de alimentos em energia (FAD e FMN)Rachaduras ou feridas na superfície externa dos lábios (queliose); inflamação e vermelhidão da língua; inflamação da pele úmida e escamosa (dermatite seborréica)Carne, ovos, grãos enriquecidos, vegetais
Vitamina B3 (Niacina)Usado pelo corpo para liberar energia dos carboidratos e para processar o álcool; necessária para a síntese de hormônios sexuais; componente da coenzima NAD+ e NADP+Pelagra, que pode resultar em dermatite, diarreia, demência e morteCarne, ovos, grãos, nozes, batatas
Vitamina B5 (Ácido pantotênico)Auxilia na produção de energia a partir de alimentos (principalmente lipídios); componente da coenzima AFadiga, má coordenação, crescimento retardado, dormência, formigamento de mãos e pésCarne, grãos inteiros, leite, frutas, vegetais
Vitamina B6 (Piridoxina)A principal vitamina para o processamento de aminoácidos e lipídios; também ajuda a converter nutrientes em energiaIrritabilidade, depressão, confusão, feridas ou úlceras na boca, anemia, espasmos muscularesCarne, laticínios, grãos inteiros, suco de laranja
Vitamina B7 (Biotina)Usado no metabolismo de energia e aminoácidos, síntese de gordura e decomposição de gordura; ajuda o corpo a usar o açúcar no sangueQueda de cabelo, dermatite, depressão, dormência e formigamento nas extremidades; distúrbios neuromuscularesCarnes, ovos, legumes e outros vegetais
Vitamina B9 (Ácido fólico)Auxilia o desenvolvimento normal das células, especialmente durante o desenvolvimento fetal; ajuda a metabolizar ácidos nucléicos e aminoácidosA deficiência durante a gravidez está associada a defeitos congênitos, como defeitos do tubo neural e anemiaVegetais com folhas verdes, trigo integral, frutas, nozes, legumes
Vitamina B12 (Cobalamina)Mantém o sistema nervoso saudável e auxilia na formação de células sanguíneas; coenzima no metabolismo do ácido nucleicoAnemia, distúrbios neurológicos, dormência, perda de equilíbrioCarne, ovos, produtos de origem animal
Vitamina C (ácido ascórbico)Ajuda a manter o tecido conjuntivo: osso, cartilagem e dentina; estimula o sistema imunológicoEscorbuto, que resulta em sangramento, perda de cabelo e dente; dor e inchaço nas articulações; cicatrização de ferida retardadaFrutas cítricas, brócolis, tomate, pimentão vermelho
Tabela 2. Vitaminas essenciais solúveis em gordura
VitaminaFunçãoDeficiências podem levar aFontes
Vitamina A (Retinol)Crítico para o desenvolvimento de ossos, dentes e pele; ajuda a manter a visão, melhora o sistema imunológico, desenvolvimento fetal, expressão gênicaCegueira noturna, doenças de pele, imunidade prejudicadaVegetais com folhas verdes escuras, vegetais amarelo-laranja, frutas, leite, manteiga
Vitamina DCrítico para a absorção de cálcio para o desenvolvimento e resistência óssea; mantém um sistema nervoso estável; mantém um batimento cardíaco normal e forte; ajuda na coagulação do sangueRaquitismo, osteomalácia, imunidadeÓleo de fígado de bacalhau, leite, gema de ovo
Vitamina E (tocoferol)Diminui o dano oxidativo das células e evita o dano pulmonar causado por poluentes; vital para o sistema imunológicoA deficiência é rara; anemia, degeneração do sistema nervosoÓleo de gérmen de trigo, óleos vegetais não refinados, nozes, sementes, grãos
Vitamina K (Filoquinona)Essencial para a coagulação do sangueSangramento e hematomas fáceisVegetais de folhas verdes, chá

Minerais, listados na Tabela 3, são nutrientes essenciais inorgânicos que devem ser obtidos dos alimentos. Dentre suas inúmeras funções, os minerais auxiliam na estrutura e na regulação e são considerados cofatores.

Tabela 3. Minerais e suas funções no corpo humano
VitaminaFunçãoDeficiências podem levar aFontes
Cálcio*Necessário para a função muscular e neuronal; saúde do coração; constrói o osso e suporta a síntese e função das células sanguíneas; função nervosaOsteoporose, raquitismo, espasmos musculares, crescimento prejudicadoLeite, iogurte, peixe, vegetais de folhas verdes, legumes
Cloro*Necessário para a produção de ácido clorídrico (HCl) no estômago e na função nervosa; equilíbrio osmóticoCãibras musculares, distúrbios do humor, apetite reduzidoSal de mesa
Cobre (traços)Componente necessário de muitas enzimas redox, incluindo citocromo c oxidase; cofator para síntese de hemoglobinaA deficiência de cobre é raraFígado, ostras, cacau, chocolate, gergelim, nozes
IodoNecessário para a síntese de hormônios da tireoideBócioFrutos do mar, sal iodado, laticínios
FerroNecessário para muitas proteínas e enzimas, principalmente hemoglobina, para prevenir a anemiaAnemia, que causa baixa concentração, fadiga e função imunológica deficienteCarne vermelha, vegetais de folhas verdes, peixes (atum, salmão), ovos, frutas secas, feijão, grãos inteiros
Magnésio*Co-fator necessário para a formação de ATP; formação óssea; funções normais da membrana; função muscularPerturbações do humor, espasmos muscularesGrãos integrais, vegetais de folhas verdes
Manganês (traços)Um cofator em funções enzimáticas; vestígios são necessáriosA deficiência de manganês é raraComum na maioria dos alimentos
Molibdênio (traços)Atua como um cofator para três enzimas essenciais em humanos: sulfito oxidase, xantina oxidase e aldeído oxidaseA deficiência de molibdênio é rara
Fósforo*Um componente dos ossos e dentes; ajuda a regular o equilíbrio ácido-base; síntese de nucleotídeosFraqueza, anormalidades ósseas, perda de cálcioLeite, queijo duro, grãos inteiros, carnes
Potássio*Vital para os músculos, coração e função nervosaPerturbação do ritmo cardíaco, fraqueza muscularLegumes, casca de batata, tomate, banana
Selênio (traços)Um cofator essencial para a atividade de enzimas antioxidantes como a glutationa peroxidase; vestígios são necessáriosA deficiência de selênio é raraComum na maioria dos alimentos
Sódio*Eletrólito sistêmico necessário para muitas funções; equilíbrio ácido-base; balanço hídrico; função nervosaCãibras musculares, fadiga, apetite reduzidoSal de mesa
Zinco (traços)Necessário para várias enzimas, como carboxipeptidase, álcool desidrogenase hepático e anidrase carbônicaAnemia, má cicatrização de feridas, pode causar baixa estaturaComum na maioria dos alimentos
* Requer mais de 200 mg / dia

Certos aminoácidos também devem ser obtidos dos alimentos e não podem ser sintetizados pelo corpo. Esses aminoácidos são os aminoácidos “essenciais”. O corpo humano pode sintetizar apenas 11 dos 20 aminoácidos necessários; o resto deve ser obtido da comida. Os aminoácidos essenciais estão listados na Tabela 4.

Tabela 4. Aminoácidos essenciais
Aminoácidos que devem ser consumidosAminoácidos anabolizados pelo corpo
isoleucinaalanina
leucinaselenocisteína
lisinaaspartato
metioninacisteína
fenilalaninaglutamato
triptofanoglicina
valinaprolina
histidina *serina
treoninatirosina
arginina *asparagina
* O corpo humano pode sintetizar histidina e arginina, mas não nas quantidades necessárias, especialmente para crianças em crescimento.

Vitaminas e minerais

Vitaminas e minerais são substâncias essenciais de que nosso corpo precisa para se desenvolver e funcionar normalmente. As vitaminas conhecidas incluem A, C, D, E e K, e as vitaminas B: tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido pantotênico (B5), piridoxal (B6), cobalamina (B12), biotina e folato / ácido fólico. Vários minerais são essenciais para a saúde: cálcio, fósforo, potássio, sódio, cloreto, magnésio, ferro, zinco, iodo, enxofre, cobalto, cobre, fluoreto, manganês e selênio. As Diretrizes Dietéticas para Americanos 2015-2020 recomendam que as pessoas procurem atender às suas necessidades de nutrientes por meio de um padrão de alimentação saudável que inclua alimentos ricos em nutrientes.

Suplementos multivitamínicos / multiminerais

Multivitaminas / multiminerais (MVMs) são os suplementos dietéticos usados ​​com mais frequência, com quase metade dos adultos americanos tomando-os. Os MVMs não podem substituir a ingestão de uma variedade de alimentos que são importantes para uma dieta saudável. Os alimentos fornecem mais do que vitaminas e minerais. Muitos alimentos também contêm fibras e outras substâncias que podem trazer benefícios à saúde. No entanto, algumas pessoas que não obtêm vitaminas e minerais suficientes apenas com alimentos, ou que têm certas condições médicas, podem se beneficiar de tomar um ou mais desses nutrientes encontrados em suplementos de um único nutriente ou em MVMs. No entanto, as evidências que apóiam seu uso para a saúde geral ou prevenção de doenças na população em geral permanecem limitadas.


1. Introdução

De acordo com a literatura médica, estamos experimentando atualmente dois fenômenos concomitantes: (i) uma & # x0201epidemia negligenciada de doenças crônicas & # x0201d [1] e (ii) uma deficiência generalizada de nutrientes selecionados [2 & # x020134]. Embora a importância do magnésio (Mg) e outros elementos necessários para o organismo humano sejam frequentemente bem discutidos em programas educacionais para estagiários em fisiologia, nutrição e dietética, a importância de adquirir as ferramentas necessárias para uma avaliação confiável e gestão prática do comprometimento de nutrientes em o atendimento clínico às vezes pode ser perdido no processo de educação dos médicos [5]. Conseqüentemente, o reconhecimento e a avaliação de deficiências bioquímicas na prática médica cotidiana às vezes são esquecidos. Esta revisão foi projetada especificamente para médicos que revisitam o importante papel do Mg de uma forma clinicamente relevante.

Magnésio é o quarto mineral mais comum no corpo humano depois do cálcio, sódio e potássio e é o segundo cátion intracelular mais comum depois do potássio. No quadro de um indivíduo de 70 & # x02009kg, há uma média de 25 gramas de Mg de reserva com 53% nos ossos, 27% nos músculos, 19% nos tecidos moles e menos de 1% no soro. Embora a concentração sérica de Mg (SMC) seja rigidamente controlada com um valor sérico normal de 75 & # x0201395 & # x02009mmol / L, algumas pesquisas indicam que os níveis séricos inferiores a 85 & # x02009mmol / l devem ser considerados deficientes [6, 7].

O magnésio está envolvido como cofator em mais de 300 sistemas enzimáticos e é necessário para processos fundamentais como produção de energia e síntese de ácido nucléico (Tabela 1). Os estoques intracelulares de Mg são encontrados em alta concentração nas mitocôndrias [8], onde este elemento desempenha um papel central na síntese de ATP (adenosina trifosfato) a partir de ADP (adenosina difosfato) e fosfato inorgânico [9]. Além disso, o Mg está ligado ao ATP para produzir a forma bioativa do ATP (Mg-ATP) e estima-se que 3.571 proteínas humanas potencialmente se liguem ao Mg + 2 [10]. A meia-vida biológica do Mg no corpo é de cerca de 1000 horas (42 dias) [11].

Tabela 1

O magnésio está envolvido em mais de 300 sistemas enzimáticos necessários para:
(i) Síntese de proteínas
(ii) Contração muscular
(iii) Função nervosa
(iv) Controle de glicose no sangue
(v) Ligação ao receptor hormonal
(vi) Regulação da pressão arterial
(vii) Excitabilidade cardíaca
(viii) Fluxo de íons transmembrana
(ix) Gating dos canais de cálcio
O magnésio está envolvido na produção de energia:
(i) Crucial para o metabolismo do ATP (adenilato ciclase)
(ii) Fosforilação oxidativa
(iii) Glicólise
Síntese de ácido nucléico:
(i) Síntese de RNA e DNA [6]

Objetivo. A deficiência nutricional é uma área de crescente importância no campo da ciência médica e foi considerada um importante determinante da epidemia generalizada de doenças crônicas. Como a instrução em nutrição e ciência alimentar não tem sido o foco da educação médica [5], muitos médicos e outros profissionais de saúde não estão suficientemente informados sobre o importante papel de vários minerais essenciais no funcionamento metabólico e na homeostase do corpo humano. Como a deficiência de Mg é uma causa comum e difundida de muitos problemas de saúde física e mental do dia a dia, este artigo foi elaborado para apoiar os profissionais de saúde clínica em seu esforço para ajudar os pacientes que apresentam problemas de saúde.


Elementos Minerais Essenciais em Plantas

Vamos fazer um estudo aprofundado das funções específicas dos elementos minerais essenciais em plantas com sintomas de deficiência. Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre (A) Os Macronutrientes (Elementos Principais) e (B) Os micronutrientes (elementos secundários ou traços).

(A) Os Macronutrientes (Elementos Principais):

1. Nitrogênio:

Papel específico (função):

eu. É um importante constituinte de proteínas, ácidos nucléicos, porfirinas, alcalóides, algumas vita e tíminas, coenzimas, etc.

ii. As porfirinas são parte importante das clorofilas e citocromos.

Assim, ele desempenha um papel muito importante no metabolismo, crescimento, reprodução e hereditariedade.

eu. A deficiência de nitrogênio causa amarelecimento, ou seja, clorose das folhas. As folhas mais velhas são afetadas primeiro. (É porque o nitrogênio é muito móvel na planta e é facilmente transportado das folhas mais velhas para as mais jovens, em condições de deficiência de nitrogênio).

ii. Em muitas plantas, por exemplo, o tomate, o caule, o pecíolo e as nervuras das folhas ficam coloridos devido à formação de pigmentos de antocianina.

O crescimento da planta é atrofiado (porque o conteúdo de proteína, a divisão celular e o aumento das células são reduzidos).

2. Fósforo:

eu. É importante constituinte de ácidos nucléicos, fosfolipídios, coenzima NAD, NADP e ATP, etc.

ii. Os fosfolipídios junto com as proteínas podem ser constituintes importantes das membranas celulares.

iii. Por meio dos ácidos nucléicos e do ATP, desempenha um papel importante na síntese de proteínas.

4. Através das coenzimas NAD, NADP e ATP, ele desempenha um papel importante nas reações de redução de oxidação e transferência de energia do metabolismo celular, por exemplo, fotossíntese, respiração, metabolismo de gordura, etc.

Sintomas de deficiência:

eu. A deficiência de fósforo pode causar queda prematura das folhas.

ii. As áreas necróticas mortas podem desenvolver-se nas folhas ou frutos.

iii. As folhas podem ficar de cor escura a verde-azulada.

3. Enxofre:

eu. É importante constituinte de alguns aminoácidos (cisteína e metionina) que com outros aminoácidos formam as proteínas.

ii. As ligações dissulfeto ajudam a estabilizar a estrutura da proteína.

iii. Também é constituinte das vitaminas biotina, tiamina e coenzima-A.

4. Os grupos sulfidrila são necessários para a atividade de muitas enzimas.

Sintomas de deficiência:

eu. A deficiência de enxofre causa amarelecimento (ou seja, clorose) das folhas. As folhas mais novas são afetadas primeiro.

ii. Pontas e margens da folha rolam para dentro.

iii. A haste torna-se dura devido ao desenvolvimento de esclerênquima.

4. Cálcio:

eu. É um importante constituinte da lamela média na parede celular.

ii. É essencial na formação das membranas celulares.

iii. Ele atua como um segundo mensageiro na regulação metabólica.

4. Ajuda a estabilizar a estrutura dos cromossomos.

v. Pode ser um ativador para muitas enzimas.

eu. A deficiência de cálcio causa a desintegração das regiões meristemáticas em crescimento da raiz, caule e folhas.

ii. A clorose ocorre ao longo das margens das folhas mais jovens.

iii. A malformação das folhas mais novas também ocorre.

5. Magnésio:

eu. É um constituinte muito importante das clorofilas.

ii. Ele atua como ativador para muitas enzimas nas reações de transferência de fosfato, particularmente no metabolismo de carboidratos e na síntese de ácidos nucléicos.

iii. Ele desempenha um papel importante na ligação de partículas ribossômicas durante a síntese de proteínas.

Sintomas de deficiência:

eu. A deficiência de magnésio causa clorose intervinal das folhas. As folhas mais velhas são afetadas primeiro. (É porque o magnésio é bastante móvel na planta e é facilmente transportado das folhas mais velhas para as mais jovens, de crescimento rápido, sob condições de deficiência de magnésio).

ii. Manchas necróticas mortas aparecem nas folhas.

6. Potássio:

eu. Embora o potássio não seja um constituinte de um composto orgânico importante nas células, é essencial para o processo de respiração e fotossíntese.

ii. Provavelmente atua como um ativador de muitas enzimas envolvidas no metabolismo e no shilismo de carboidratos e na síntese de proteínas.

iii. É o principal contribuinte para o potencial osmótico das células vegetais.

4. Ele serve para equilibrar a carga de íons difusíveis e não difusíveis.

v. Desempenha um papel importante nos movimentos estomáticos.

Sintomas de deficiência:

eu. Ocorre clorose mosqueada das folhas.

ii. Áreas necróticas se desenvolvem na ponta e nas margens da folha que se curvam para baixo.

iii. O crescimento da planta permanece atrofiado com encurtamento acentuado dos internódios.

(B) Os micronutrientes (elementos secundários ou traços):

1. Ferro:

eu. É importante constituinte das proteínas porfirinas de ferro, como citocromos peroxidases, catalases, etc.

ii. É essencial para a síntese da clorofila.

iii. É um constituinte muito importante da ferredoxina que desempenha um papel importante na fixação biológica do nitrogênio e na reação fotoquímica primária na fotossíntese.

eu. A deficiência de ferro causa clorose rápida das folhas, que geralmente é intermediária. As folhas mais novas são afetadas primeiro. (É porque o ferro é moderadamente móvel na planta e não é facilmente retirado das folhas mais velhas para as folhas mais jovens de crescimento rápido sob condições de deficiência de ferro).

(Na solução do solo, o ferro é menos móvel devido à sua precipitação principalmente na forma de óxidos hídricos insolúveis (Fe2O3, 3H2O) que interfere na sua absorção pelas plantas. Por causa disso, as plantas podem apresentar sintomas de deficiência de ferro, embora haja bastante ferro presente no solo, especialmente em solos calcários neu & shytral ou alcalinos.

Para evitar este problema na solução nutritiva, um agente quelante adequado (ou quelante), como ácido cítrico ou ácido tartárico, é adicionado, o que forma um complexo solúvel com o íon metálico, tornando o último facilmente disponível para a planta. Hoje em dia, o EDTA (ácido etilenodiamina tetraacético) é comumente usado para esse propósito).

2. Manganês:

eu. É um ativador de muitas enzimas respiratórias.

ii. É necessário para a evolução do oxigênio durante a fotossíntese.

eu. A deficiência de manganês causa manchas cloróticas e necróticas nas áreas interveinais da folha.

3. Cobre:

eu. É constituinte de várias enzimas oxidantes.

ii. Suas concentrações mais altas são tóxicas para as plantas.

eu. A deficiência de cobre causa necrose da ponta das folhas jovens.

ii. Também causa a morte de frutas cítricas e outras árvores frutíferas e doenças de recuperação de cerejas e tímias e plantas leguminosas.

4. Zinco:

eu. Está envolvido na biossíntese do hormônio do crescimento auxina, ácido Indol -3-Acético (IAA).

ii. Ele atua como ativador de muitas enzimas como anidrase carbônica, álcool desidrogenase etc.

eu. A deficiência de zinco causa clorose nas folhas mais velhas, que começa nas pontas e nas margens.

ii. Provoca manchas nas folhas das macieiras, dos cítricos, das nozes e de outras árvores frutíferas.

5. Boro:

eu. O papel específico do boro no metabolismo das plantas não está claro.

ii. Provavelmente facilita a translocação de açúcares.

eu. A deficiência de boro causa a morte da ponta do caule.

ii. A formação de flores é suprimida.

iii. O crescimento da raiz é atrofiado.

4. As folhas adquirem uma textura acobreada.

6. Molibdênio:

eu. Está associada ao grupo protético das enzimas nitrato redutase e nitrogenase e, portanto, desempenha importante papel no metabolismo do nitrogênio.

eu. A deficiência de molibdênio causa manchas intravenosas cloróticas nas folhas mais velhas.

ii. A formação de flores é inibida.

iii. Causa doença da cauda de chicote em plantas de couve-flor.

7. Cloro:

eu. Na forma de íons cloreto, está envolvido na fotólise da água e na evolução do oxigênio na fotossíntese.

ii. É necessário para a divisão celular em folhas e raízes.

iii. É um importante soluto osmoticamente ativo.

eu. Ocorre murcha das pontas das folhas, seguida de clorose e necrose geral.

ii. As folhas apresentam crescimento reduzido e, finalmente, ocorre o bronzeamento (cor de bronze).

iii. As raízes tornam-se atrofiadas em comprimento, mas engrossam perto das pontas.

8. Níquel:

eu. É cofator da enzima urease em plantas superiores

eu. Devido ao acúmulo de uréia nas folhas, ocorre necrose das pontas das folhas.

O sódio e o silício são benéficos para muitas plantas e estão surgindo como fortes candidatos para inclusão na lista de elementos essenciais no futuro.

Um breve relato de seu papel e sintomas de deficiência nas plantas segue:

Sódio:

eu. Parece ser micronutriente essencial para C4 plantas.

ii. Pode estar relacionado ao transporte de piruvato, um intermediário na via C & # 8211 entre as células da bainha do feixe e as células do mesofilo.

iii. Estimula o crescimento por meio da expansão celular aprimorada

4. Pode substituir parcialmente o K + como soluto osmoticamente ativo.

eu. As plantas apresentam crescimento reduzido.

ii. Ocorrem clorose e necrose das folhas.

iii. As plantas podem deixar de formar flores.

Silício:

Ocorre em solos normais em abundância como SiO2 e também como contaminante em recipientes de vidro, sais de nutrientes e poeira atmosférica. Nas plantas, ele se acumula como sílica hidratada (SiO2, nH2O) nas paredes celulares, especialmente nas células epidérmicas, ER e espaços intercelulares.

eu. Equisetaceae (chamado de junco) requer silício para completar seu ciclo de vida, onde pode compreender até 16% da matéria seca.

ii. Pode ser benéfico para uma variedade de espécies de plantas superiores, especialmente gramíneas, onde pode compreender 1-2% da matéria seca e aumenta seu crescimento e fertilidade.

iii. Forma complexos com polifenóis e pode servir como alternativa à lignina para dar resistência às paredes celulares.

4. Pode superar a toxicidade de muitos metais pesados.

A deficiência de silício torna as plantas mais suscetíveis a infecções fúngicas e acamamento (queda devido a ventos fortes ou chuva).


Assista o vídeo: Pirâmide Alimentar - Nutrição (Dezembro 2021).