14 minute read
O papel das Fibras Alimentares na Absorção de Minerais
The Role of Dietary Fiber in Mineral Absorption matéria de capa
Advertisement
................. Introdução ..................
A fibra alimentar é um dos nutrientes mais estudados no campo da nutrição, sendo considerada essencial para a saúde humana. Dietas ricas em fibras contribuem para promoção da saúde gastrointestinal, funcionamento intestinal, modulação da microbiota, aumento da saciedade, regulação do metabolismo glicêmico e lipídico e potencial melhora da função imunológica (GILL et al., 2020; BAYE; GUYOT; MOUQUET-RIVIER, 2016; SLAVIN, 2008). Assim, o aumento do consumo de fibras alimentares é uma estratégia nutricional interessante para promover a redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis, como obesidade, diabetes tipo 2, doenças cardiovasculares e câncer, como indicado por estudos epidemiológicos (BARBER et al., 2020; PARTULA et al., 2020; SHAH et al., 2009). Os estudos científicos permanecem em ritmo acelerado a fim de esclarecer as ações fisiológicas e implicações desse nutriente à saúde humana em diferentes populações. Apesar de investigado ao longo de muitos anos, um tópico que ainda permanece controverso é a interação entre fibras com outros componentes alimentares, como os micronutrientes (BAYE; GUYOT; MOUQUET-RIVIER, 2016). Nesse artigo, discutiremos as evidências acerca da influência das fibras alimentares na biodisponibilidade de minerais.
............. Desenvolvimento ...............
Fibras e fatores que influenciam a absorção de minerais
Ainda existem muitos questionamentos sobre a ação (benéfica ou deletéria) das fibras alimentares na absorção de micronutrientes, especialmente de minerais. A resposta para essa questão é complexa, pois os mecanismos de biodisponibilidade de nutrientes são dependentes de diversos fatores, incluindo características intrínsecas do próprio nutriente, bem como condições da população ou indivíduo estudado (BAYE; GUYOT; MOUQUET-RIVIER, 2016). Os estudos científicos realizados nos últimos 40 anos demonstram que os efeitos das fibras alimentares na absorção de minerais dependem em grande parte: 1) da natureza das fibras (solúveis/insolúveis, fermentáveis/não fermentáveis); 2) da quantidade total de fibras alimentares consumidas; 3) da homeostase e status dos minerais
no organismo; 4) da presença de componentes antinutricionais na dieta, como fitatos (COUDRAY; DEMIGNE; RAYSSIGUIER, 2003). Fatores antinutricionais são substâncias que interferem na digestibilidade e absorção de minerais e que podem afetar negativamente a biodisponibilidade de nutrientes, tais como fitatos, oxalatos, taninos, nitritos e nitratos. As fibras alimentares por vezes são erroneamente classificadas como fatores nutricionais, gerando confusão em relação ao seu efeito sobre a absorção de minerais. As fibras alimentares não têm o mesmo efeito que os fatores antinutricionais (SAMTIYA; ALUKO; DHEWA, 2020). Em relação às fibras e sua interação com minerais, o que se deve considerar são as características específicas, como sua solubilidade em água e a quantidade de fibra ofertada (BAYE; GUYOT; MOUQUET-RIVIER, 2016; BERNAUD; RODRIGUES, 2013; SHAH et al., 2009).
Solubilidade das fibras
As fibras podem ser classificadas de acordo com sua estrutura química, sua solubilidade (solúveis e insolúveis), fermentabilidade, viscosidade e capacidade de retenção de água. Essas características determinam efeitos locais e sistêmicos das fibras, incluindo suas implicações fisiológicas para a saúde do indivíduo (WILLIAMS et al., 2019; BERNAUD; RODRIGUES, 2013). A classificação entre fibras solúveis e insolúveis é uma das mais utilizadas, pois reflete a capacidade de dispersão das fibras quando misturadas em água e, consequentemente, seus mecanismos de ação.
Fibras insolúveis
Exemplos de fibras insolúveis incluem a celulose, hemicelulose, lignina e amidos resistentes, presentes sobretudo em casca de frutas e legumes, grãos integrais, leguminosas e banana verde. As fibras insolúveis parecem ter maior potencial de formação de complexos com os minerais, tornando-os incapazes de ser absorvidos (FILISETTI; LOBO, 2007; COUDRAY et al., 1997). A lignina, por exemplo, demonstrou ter mais capacidade de ligação a minerais que a celulose e hemiceluloses, provavelmente devido à sua natureza polifenólica (BAYE; GUYOT; MOUQUET-RIVIER, 2016). Estudos realizados em modelos animais e em seres humanos ainda não são conclusivos quanto aos efeitos das fibras insolúveis na absorção de minerais. TAPER e colaboradores (1988) avaliaram a suplementação de polissacarídeos de soja (20 g, 30 g e 40 g/dia) em uma fórmula líquida, durante 44 dias, em 22 indivíduos adultos. A adição de 20 g dessas fibras melhorou significativamente as retenções de cobre (Cu), ferro (Fe), zinco (Zn) e magnésio (Mg) sobre a dieta sem adição de fibra. Entretanto, a adição de 40 g causou retenções ligeiramente negativas de Cu e Fe.
Em contrapartida, a suplementação diária de 10 g de celulose (fibra insolúvel) à dieta com baixo teor de fibras, por um período de 20 dias, levou a um aumento significativo da excreção fecal e redução das concentrações plasmáticas de cálcio (Ca) e Zn em homens, resultando em pior estado nutricional relativo a esses minerais (ISMAIL-BEIGI et al., 1977). Resultado semelhante foi visto em um estudo que avaliou o consumo de pão feito com uma parte de trigo integral, com diminuição significativa da absorção e do equilíbrio de Mg, Ca, Zn e fósforo (P) em humanos, com 20 dias de intervenção, devido ao aumento da excreção fecal de cada elemento (REINHOLD et al., 1976).
É importante ressaltar que os estudos citados apresentavam limitações metodológicas, como pequeno número amostral, curto tempo de intervenção e não realizavam controle sobre os inibidores de absorção de fibras (como fitatos) ou intensificadores da biodisponibilidade (como polifenóis e ácido ascórbico). Tais fatores geram confusão para os resultados identificados (HEUVEL et al.,1998; BAYE; GUYOT; MOUQUET-RIVIER, 2016).
Fibras solúveis e prebióticas
Entre as fibras solúveis, as mais comumente encontradas no suprimento de alimentos e bebidas incluem a polidextrose, a fibra solúvel de milho (também chamada de maltodextrina resistente ou amido de milho resistente), a goma acácia, os frutooligossacarídeos (FOS), os galactooligossacarídeos (GOS) e a inulina. As fibras solúveis possuem características e mecanismos de ação que podem influenciar positivamente a absorção de minerais. Com base em diversos estudos em modelo animal e humano, é possível destacar como possíveis explicações para esse efeito: a modulação benéfica da microbiota, a redução do pH luminal e o aumento da superfície de absorção no cólon intestinal (Tabela 1) (WHISNER; CASTILLO, 2018; WEAVER et al., 2014; PEREZ-CONESA et al., 2007; RASCHKA et al. 2005; BONGERS; HEUVEL, 2003; SCHOLZ-AHRENS et al., 2001). Um estudo conduzido em modelo animal comparou a intervenção com 8 tipos de fibras dietéticas (dois
The Role of Dietary Fiber in Mineral Absorption matéria de capa
Tabela 1 – Potenciais mecanismos de ação das fibras solúveis que favorecem a absorção mineral
Modulação benéfica da microbiota Redução do pH do lúmen intestinal Aumento da superfície de absorção intestinal
As fibras alimentares podem estimular o crescimento de bactérias benéficas à saúde humana e equilibrar a composição global da microbiota intestinal (efeito prebiótico). A fermentação das fibras solúveis produz ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), que resultam na redução do pH luminal do cólon. A acidificação do ambiente intestinal aumenta a solubilização de minerais, como Ca e Mg, e facilita os processos de absorção e utilização pelo organismo.
Os AGCC, em especial o butirato, promovem a nutrição das células intestinais, aumento da profundidade das criptas, densidade de células intestinais e do fluxo sanguíneo no ceco. Consequentemente, há um aumento da superfície de absorção de nutrientes no intestino, como Ca, Zn e Mg. Fontes: WHISNER & CASTILLO, 2018; WEAVER et al. 2010; PEREZ-CONESA, et al. 2007; RASCHKA, et al. 2005; BONGERS & HEUVEL, 2003; SCHOLZ-AHRENS, et al. 2001
Gráfico 1. Absorção fracional de cálcio após a intervenção com 12 g de fibra solúvel de milho (FSM) em adolescentes. Fonte: Whisner CM, Martin BR, Nakatsu CH, et al. Br J Nutr. 2014;112(3):446-456.
tipos de amido resistente, fibra solúvel de milho, fibra solúvel de dextrina, pullulan, polidextrose, inulina e inulina+FOS), durante 12 semanas. Todas as fibras foram capazes de aumentar o conteúdo dos minerais Ca, Mg e Zn no fêmur dos animais, além de intensificar a produção de metabólitos benéficos da microbiota (AGCC) (WEAVER et al., 2014). Outros trabalhos também conduzidos em roedores mostraram que a suplementação de polidextrose promoveu aumento significativo da absorção de Ca e Fe (LEGETTE et al., 2012; WEISSTAUB et al., 2013; ALBARRACÍN et al., 2014). Uma revisão sistemática avaliou a ingestão de FOS na absorção de minerais e oligoelementos, considerando 30 estudos clínicos. Os resultados da ingestão de FOS mostraram uma melhora na absorção de cálcio, magnésio e ferro (COSTA et al., 2021), enquanto a ingestão de inulina (8-10 g/dia) foi capaz de aumentar a absorção de Ca e densidade mineral óssea total em adolescentes, mulheres na pós-menopausa e homens adultos (BAKIRHAN; KARABUDAK, 2021). Um estudo duplo-cego, crossover e randomizado, com adolescentes pré-púberes (12-15 anos), avaliou a intervenção de fibra solúvel de milho (12 g/dia) adicionada em barras de frutas, durante 3 semanas. A dieta basal continha baixo teor de Ca (600 mg/dia) e de fibras totais (15 g). Observou-se aumento de 12% na absorção fracionada de Ca após a suplementação, em comparação ao grupo controle, além de estimular o crescimento de bactérias produtoras de AGCC (WHISNER et al., 2014). A suplementação de fibra solúvel de milho também demonstrou resultado favorável em mulheres saudáveis na pós-menopausa com um efeito dose-resposta com ambas as doses de fibras administradas (10 g e 20 g) e melhora da retenção de cálcio ósseo (4,8% e 7%, respectivamente) (JAKEMAN et al., 2014).
................. Conclusão .....................
Os efeitos das fibras alimentares sobre a absorção de minerais vêm sendo investigados durante anos, porém as evidências científicas ainda permanecem controversas. Sabe-se que essa relação é determinada por uma rede complexa de fatores, incluindo a própria natureza e característica da fibra estudada, bem como a homeostase
The Role of Dietary Fiber in Mineral Absorption matéria de capa
mineral do indivíduo. As fibras insolúveis têm maior potencial de ligação a minerais e formação de complexos inabsorvíveis. Por sua vez, as fibras solúveis parecem ter efeito positivo na absorção e utilização de alguns minerais, como cálcio, ferro, zinco, cobre, fósforo e magnésio. Ressalta-se que os efeitos benéficos do consumo de fibras, como a prevenção e melhora de várias doenças crônicas, superam os possíveis efeitos de redução da biodisponibilidade de minerais e seu consumo deve ser estimulado.
Novos estudos são necessários para esclarecer a influência de cada tipo de fibra alimentar na biodisponibilidade de diferentes micronutrientes, considerando todos os fatores intrínsecos e extrínsecos ao indivíduo. O tempo de intervenção e o impacto na microbiota intestinal também devem ser explorados, uma vez que podem influenciar diretamente a absorção de nutrientes.
Sobre os autores
Profa. Dra Leila Hashimoto - Nutricionista formada pela Faculdade de Saúde Pública da Universidade de São Paulo (USP). Doutora em Ciências pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP. Especializada em Nutrição Esportiva. Trabalhou por 10 anos no laboratório de pesquisa da FCF da USP. Desde 2014, estuda a relação entre nutrição e o microbioma intestinal e se tornou nutrigeneticista. Trabalha como nutricionista clínica em consultório particular e ministra palestras e aulas em cursos, webinars e congressos. É fundadora e proprietária da empresa Dra Leila Hashimoto Consultoria em Nutrição, que oferece suporte técnico e científico nas áreas de fibras alimentares, edulcorantes, microbiota intestinal, nutrigenética e micronutrientes, tendo prestado serviços a empresas como Tate & Lyle/Nutrition Centre, Bioma4me e Gatorade.
REFERÊNCIAS
ALBARRACÍN, M; WEISSTAUB, AR; ZULETA, Á; et al. Effects of extruded whole maize, polydextrose and cellulose as sources of fibre on calcium bioavailability and metabolic parameters of growing Wistar rats. Food Funct. 2014;5:804–810. doi: 10.1039/c3fo60424a. BAKIRHAN, H.; KARABUDAK, E. Effects of inulin on calcium metabolism and bone health. Int J Vitam Nutr Res. 2021 Feb 22:1-12. doi: 10.1024/0300-9831/a000700. BARBER, TM; KABISCH, S; PFEIFFER, AFH; WEICKERT, MO. The Health Benefits of Dietary Fibre. Nutrients. 2020;12(10):3209. Published 2020 Oct 21. doi:10.3390/nu12103209 BAYE, K; GUYOT, J-P; MOUQUET-RIVIER, C. The unresolved role of dietary fibers on mineral absorption. Critical Reviews In Food Science And Nutrition, [S.L.], v. 57, n. 5, p. 949-957, 28 dez. 2016. Informa UK Limited. http:// dx.doi.org/10.1080/10408398.2014.953030. BERNAUD, FSR; RODRIGUES, TC. Fibra alimentar: ingestão adequada e efeitos sobre a saúde do metabolismo. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, [S.L.], v. 57, n. 6, p. 397-405, ago. 2013. FapUNIFESP (SciELO). http://dx.doi.org/10.1590/s0004-27302013000600001. BONGERS, A; HEUVEL, EGHM. van Den. Prebiotics and the Bioavailability of Minerals and Trace Elements. Food Reviews International, [S.L.], v. 19, n. 4, p. 397-422, 11 jan. 2003. Informa UK Limited. http://dx.doi.org/10.1081/fri120025482. COSTA, GT; VASCONCELOS, QDJS, ABREU GC et al. Systematic review of the ingestion of fructooligosaccharides on the absorption of minerals and trace elements versus control groups. Clin Nutr ESPEN. 2021 Feb;41:68-76. doi: 10.1016/j.clnesp.2020.11.007. COUDRAY, C; BELLANGER, J; CASTIGLIA-DELAVAUD, C et al. Effect of soluble or partly soluble dietary fibres supplementation on absorption and balance of calcium, magnesium, iron and zinc in healthy young men. European Journal Of Clinical Nutrition, [S.L.], v. 51, n. 6, p. 375-380, jun. 1997. Springer Science and Business Media LLC. http:// dx.doi.org/10.1038/sj.ejcn.1600417. COUDRAY, C; DEMIGNÉ, C; RAYSSIGUIER, Y. Effects of Dietary Fibers on Magnesium Absorption in Animals and Humans. The Journal Of Nutrition, [S.L.], v. 133, n. 1, p. 1-4, 1 jan. 2003. Oxford University Press (OUP). http:// dx.doi.org/10.1093/jn/133.1.1. FILISETTI, TMCC, LOBO AR. Fibra alimentar e seu efeito na biodisponibilidade de minerais. In: Cozzolino SMF. Biodisponibilidade de nutrientes. 2ª ed. atual. e ampl. Barueri, SP: Manole; 2007. p 175-215. GILL, SK.; ROSSI, M; BAJKA, B; WHELAN, K. Dietary fibre in gastrointestinal health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, [S.L.], v. 18, n. 2, p. 101-116, 18 nov. 2020. Springer Science and Business Media LLC. http://dx.doi.org/10.1038/s41575-020-00375-4.
O Papel das Fibras Alimentares na Absorção de Minerais
HEUVEL, EG van Den; SCHAAFSMA, G; MUYS, T; VAN DOKKUM, W. Nondigestible oligosaccharides do not interfere with calcium and nonheme-iron absorption in young, healthy men. The American Journal Of Clinical Nutrition, [S.L.], v. 67, n. 3, p. 445-451, 1 mar. 1998. Oxford University Press (OUP). http://dx.doi.org/10.1093/ajcn/67.3.445. ISMAIL-BEIGI, F; FARAJI, B; REINHOLD, JG. Binding of zinc and iron to wheat bread, wheat bran, and their components. Am J Clin Nutr. 1977 Oct;30(10):1721-5. doi: 10.1093/ajcn/30.10.1721. JAKEMAN, SA; HENRY, CN; MARTIN, BR et al. Soluble corn fiber increases bone calcium retention in postmenopausal women in a dose-dependent manner: a randomized crossover trial. Am J Clin Nutr, v. 104, n. 3, p. 837-43, 2016. doi: 10.3945/ajcn.116.132761. LEGETTE, LL; LEE, W; MARTIN, BR; STORY, JA; CAMPBELL, JK; WEAVER, CM. Prebiotics enhance magnesium absorption and inulin-based fibers exert chronic effects on calcium utilization in a postmenopausal rodent model. J. Food Sci. 2012;77:88–94. doi: 10.1111/j.17503841.2011.02612. PARTULA, V et al. Associations between consumption of dietary fibres and the risk of cardiovascular diseases, cancers, type 2 diabetes, and mortality in the prospective NutriNet-Santé cohort. The American Journal Of Clinical Nutrition, [S.L.], v. 112, n. 1, p. 195-207, 5 May 2020. Oxford University Press (OUP). PÉREZ-CONESA, D; LÓPEZ, G; ROS, G. Effects of probiotic, prebiotic and synbiotic follow-up infant formulas on large intestine morphology and bone mineralisation in rats. Journal Of The Science Of Food And Agriculture, [S.L.], v. 87, n. 6, p. 1059-1068, 2007. Wiley. http://dx.doi.org/10.1002/ jsfa.2812. RASCHKA, L; DANIEL, H. Mechanisms underlying the effects of inulin-type fructans on calcium absorption in the large intestine of rats. Bone, [S.L.], v. 37, n. 5, p. 728-735, nov. 2005. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j. bone.2005.05.015. REINHOLD, JG; FARADJI B, ABADI P, ISMAIL-BEIGI F. Decreased absorption of calcium, magnesium, zinc and phosphorus by humans due to increased fiber and phosphorus consumption as wheat bread. J Nutr. 1976 Apr;106(4):493-503. doi: 10.1093/jn/106.4.493. SAMTIYA, M; ALUKO, RE; DHEWA, T. Plant food anti-nutritional factors and their reduction strategies: an overview. Food Production, Processing And Nutrition, [S.L.], v. 2, n. 1, p. 1-14, 6 mar. 2020. Springer Science and Business Media LLC. http://dx.doi.org/10.1186/s43014-020-0020-5. SCHOLZ-AHRENS, KE; SCHAAFSMA, G; HEUVEL, EG van Den; SCHREZENMEIR, J. Effects of prebiotics on mineral metabolism. The American Journal Of Clinical Nutrition, [S.L.], v. 73, n. 2, p. 459-464, 1 fev. 2001. Oxford University Press (OUP). http://dx.doi.org/10.1093/ajcn/73.2.459s. SHAH, M; CHANDALIA, M; ADAMS-HUET, B; BRINKLEY, LJ; SAKHAEE, K; GRUNDY, SM; GARG, A. Effect of a High-Fiber Diet Compared With a Moderate-Fiber Diet on Calcium and Other Mineral Balances in Subjects With Type 2 Diabetes. Diabetes Care, [S.L.], v. 32, n. 6, p. 990995, 11 mar. 2009. American Diabetes Association. http://dx. doi.org/10.2337/dc09-0126. TIMM, D.; SLAVIN, J. Dietary fiber and the relationship to chronic diseases. Am J Lifestyle Med. 2008;2:233–40
TAPER, LJ; MILAM, RS; MCCALLISTER, MS; BOWEN, PE; THYE, FW. Mineral retention in young men consuming soy-fiber-augmented liquid-formula diets. Am J Clin Nutr. 1988 Aug;48(2):305-11. doi: 10.1093/ajcn/48.2.305. WEAVER, CM; MARTIN, BR; STORY, JA; HUTCHINSON, I; SANDERS, L. Novel Fibers Increase Bone Calcium Content and Strength beyond Efficiency of Large Intestine Fermentation. Journal Of Agricultural And Food Chemistry, [S.L.], v. 58, n. 16, p. 8952-8957, 2 ago. 2010. American Chemical Society (ACS). http://dx.doi.org/10.1021/ jf904086d. WEISSTAUB, AR., et al. “Polydextrose Enhances Calcium Absorption and Bone Retention in Ovariectomized Rats”. International Journal of Food Science, vol. 2013, 2013, p. 1–8. DOI.org (Crossref), https://doi. org/10.1155/2013/450794. WHISNER, CM; CASTILLO, LF. Prebiotics, Bone and Mineral Metabolism. Calcified Tissue International, [S.L.], v. 102, n. 4, p. 443-479, 27 out. 2017. Springer Science and Business Media LLC. http://dx.doi.org/10.1007/s00223017-0339-3.. WHISNER, CM; MARTIN, BR; NAKATSU, CH; MCCABE, GP; MCCABE, LD.; PEACOCK, M; WEAVER, CM. Soluble maize fibre affects short-term calcium absorption in adolescent boys and girls: a randomised controlled trial using dual stable isotopic tracers. British Journal Of Nutrition, [S.L.], v. 112, n. 3, p. 446-456, 22 maio 2014. Cambridge University Press (CUP). http://dx.doi.org/10.1017/ s0007114514000981. WILLIAMS, BA; MIKKELSEN, D; FLANAGAN, BM; GIDLEY, MJ. “Dietary fibre”: moving beyond the soluble/insoluble” classification for monogastric nutrition, with an emphasis on humans and pigs. Journal of Animal Science and Biotechnology, 10, 45, 2019.
