Mecanismos de balanço energético e perda de peso

Os mecanismos de balanço energético são complexos, mas sim, a ideia fundamental de que a perda de peso depende do quantas calorias consome e quantas calorias gasta permanece válida.

Lembra da primeira lei da termodinâmica? Aquela que mostra que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. Estudos metabólicos rigidamente controlados mostram que ela é válida no corpo humano, onde o peso ganho ou perdido corresponde quase exatamente à diferença entre calorias consumidas e gastas.

Isso significa que as calorias que você consome, derivadas dos alimentos, devem ser usadas pelo seu corpo ou armazenadas. Se você consome mais calorias do que gasta, o excesso é armazenado como gordura, levando ao ganho de peso. Por outro lado, se você consome menos calorias do que gasta, seu corpo utiliza as reservas de gordura para obter energia, resultando em perda de peso.

Existem sim, fatores individuais como a taxa metabólica basal (TMB) e a termogênese por atividade sem exercício físico (NEAT) que influenciam o gasto calórico.

• TMB: A TMB corresponde à quantidade mínima de energia que o corpo precisa para realizar funções vitais, como respiração, circulação sanguínea e manutenção da temperatura corporal, enquanto está em repouso.

  • A TMB varia de acordo com a ingestão calórica. A restrição calórica leva a uma diminuição desproporcional da TMB, enquanto o aumento da ingestão causa um aumento proporcional.

  • A TMB também é influenciada pela genética, entre outros fatores, como idade, sexo, nível de atividade física, peso e estado hormonal .

    • Características como a proporção de massa muscular e tecido adiposo são parcialmente determinadas pela genética. A massa muscular consome mais energia do que o tecido adiposo, então indivíduos geneticamente predispostos a ter mais músculo geralmente têm uma TMB mais alta.

    • Regulação hormonal: Genes (DIO1, DIO2, DIO3) que afetam a produção de hormônios como a tiroxina (T4) e a triiodotironina (T3), produzidos pela tireoide, podem impactar a TMB. O gene para o receptor de tirotropina (TSHR) também impacta a regulação da TMB. Alterações genéticas que influenciam a função tireoidiana podem levar a taxas metabólicas mais altas ou mais baixas.

    • Eficiência metabólica: Algumas pessoas têm variantes genéticas (PPARGC1A, UCP1, UCP2, UCP3) que tornam seus processos metabólicos mais eficientes, ou seja, gastam menos energia para realizar as mesmas funções corporais. Por exemplo

    • Metabolismo mitocondrial: As mitocôndrias, organelas celulares responsáveis pela produção de energia, também têm seu funcionamento influenciado por genes, como MT-ND1, MT-CYB. Alterações genéticas podem afetar a capacidade das mitocôndrias de utilizar energia.

    • Predisposição ao acúmulo de gordura: Certos genes (como FTO, LEP, LEPR) estão associados à maior tendência de armazenar gordura, o que pode impactar a eficiência metabólica ao longo do tempo. Aprenda mais sobre a parte genética e a interpretação de exames no meu curso de genômica nutricional.

• NEAT: a termogênese por atividade sem exercício físico refere-se aos pequenos movimentos e atividades não relacionadas ao exercício, mas que contribuem significativamente para o gasto energético diário. Caminhar até o ponto de ônibus, movimentos involuntários como balançar a perna enquanto estuda, atividades domésticas (limpar, cozinhar, lavar roupas), trabalhos manuais, subir escadas contribuem para o gasto energético fora da sala de ginástica. Contudo, quando perdemos apenas 10% do peso corporal podemos reduzir a NEAT em até 600 calorias por dia.

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A Sinalização Intestino-Cérebro

A interação entre o intestino e o cérebro, e como os nutrientes são convertidos em sinais que influenciam a função cerebral, tem sido objeto de estudo científico por décadas. No trato gastrointestinal, hormônios intestinais, receptores e células sensoriais desempenham um papel fundamental na sinalização entre o intestino e o cérebro.

Estímulos Sensoriais no Trato Gastrointestinal

O processo de detecção dos nutrientes começa na cavidade oral e continua ao longo de todo o trato gastrointestinal. A descoberta de receptores gustativos no intestino delgado chamou a atenção para a importância desses sensores não só após a ingestão, mas também pela semelhança com os sensores presentes na cavidade oral. Esses receptores no intestino destacam o papel do epitélio intestinal na detecção de nutrientes.

Células Neuropod: Sensores Rápidos

As células epiteliais sensoriais do intestino incluem as células enteroendócrinas, mas o termo células neuropod foi introduzido em 2018 para se referir a células que podem formar sinapses. Essas células fazem sinapses com os neurônios do nódulo vagal, transmitindo rapidamente sinais do intestino para o cérebro, usando glutamato como neurotransmissor.

O Papel das Células Epiteliais Sensoriais

As células epiteliais sensoriais, como as células neuropod, são especializadas em gerar atividade elétrica em resposta a estímulos externos, como nutrientes ou bactérias. Elas possuem receptores moleculares, como os Receptores Acoplados à Proteína G (GPCRs), que são ativados pela presença de substâncias no intestino. Um exemplo bem estudado são os receptores T1R, responsáveis pela detecção dos sabores doce e umami, encontrados em todo o epitélio gastrointestinal. A ativação desses receptores inicia uma cascata de sinalização que culmina na liberação de cálcio (Ca²⁺) no interior da célula.

Detecção de Nutrientes e Sinalização

O aumento de Ca²⁺ citoplasmático nas células sensoriais do intestino desencadeia a despolarização da membrana celular e a liberação de mais cálcio, o que pode ocorrer através de canais dependentes de voltagem. Esse processo permite que as células enteroendócrinas detectem a presença de nutrientes no intestino. A absorção de nutrientes frequentemente envolve a captação de íons, gerando uma pequena corrente despolarizante que ativa a sinalização nas células sensoriais.

Esse complexo processo de detecção e sinalização é essencial para a comunicação eficiente entre o intestino e o cérebro, impactando aspectos importantes da nossa saúde e do comportamento alimentar.

Kaelberer et al., 2020

As células neuropodais, encontradas no epitélio intestinal, desempenham um papel essencial na comunicação entre o intestino e o cérebro, detectando nutrientes e gerando respostas rápidas. Diferentes vias moleculares ativam essas células de maneiras complexas, dependendo do tipo de nutriente. Abaixo, vamos explorar como a glicose, os lipídios, os açúcares e as proteínas são detectados e processados pelas células neuropodais.

Ativação das Células Neuropodais pela Glicose

A glicose é detectada nas células neuropodais de duas maneiras principais:

1. Transportadores de Sódio (SGLT1): O transportador de glicose 1 semelhante ao Na+ (SGLT1) facilita a entrada de sódio e glicose, despolarizando as células. Essa despolarização provoca a liberação de vesículas e ativa os neurônios aferentes conectados sinapticamente.

2. Metabolismo de Glicose: Após a glicose ser metabolizada, a produção de ATP fecha os canais de potássio sensíveis ao ATP (KATP), causando uma despolarização adicional da célula e ativando canais de cálcio dependentes de voltagem, resultando na fusão das vesículas e ativação neuronal.

Além disso, as células neuropodais também expressam receptores T1R2/3, que são ativados na presença de glicose. Esses receptores acionam vias de sinalização que liberam cálcio intracelular, o que ativa o canal TRPM5 e promove a liberação de neurotransmissores, como o glutamato.

Sensores de Nutrientes no Intestino

Os nutrientes ingeridos ativam uma rede de receptores e transportadores no epitélio intestinal, permitindo que as células sensoriais detectem tanto a presença quanto o valor nutricional das moléculas. O reconhecimento dos nutrientes vai além de simplesmente detectar o sabor, incluindo a capacidade de avaliar o conteúdo calórico, como no caso dos açúcares.

Açúcares

Quando os açúcares entram no intestino, eles ativam uma resposta em duas vias principais:

• Receptores T1R2/3: Estimulam a sinalização via proteínas G, que geram um aumento no cálcio intracelular.

• SGLT1: Transporta glicose junto com sódio, resultando em despolarização celular e ativação de canais de cálcio, culminando na liberação de neurotransmissores e peptídeos.

Lipídios

Os lipídios são principalmente digeridos em ácidos graxos e monoacilgliceróis no intestino. A translocase CD36 é um sensor chave para ácidos graxos, ativando a sinalização intracelular via fosfolipase Cβ e cálcio. Além disso, o receptor GPR119 é crucial para a detecção de monoacilgliceróis de ácidos graxos de cadeia longa, e a ativação desse receptor pode levar à liberação de neuropeptídeos, como o peptídeo semelhante ao glucagon.

Proteínas

As células neuropodais também são capazes de detectar produtos proteicos digeridos. O ATP gerado durante o metabolismo das proteínas é co-armazenado com peptídeos, como o peptídeo 1 semelhante ao glucagon, em vesículas. Quando as células são estimuladas, há a liberação tanto de neurotransmissores (como ATP) quanto de hormônios (como o peptídeo 1), que estimulam a atividade neuronal.

Moléculas de Sinalização Secretoras

As células neuropodais utilizam diferentes moléculas de sinalização para transduzir as propriedades dos estímulos. Além do glutamato, que é liberado em resposta ao açúcar, outras moléculas como serotonina e ATP são liberadas para sinalizar e modular a atividade dos neurônios. Essas descobertas indicam que as células sensoriais do intestino armazenam uma variedade de moléculas de sinalização que podem responder a diferentes características dos estímulos, como valor nutricional, distensão mecânica, osmolaridade, pH e temperatura.

Transmissão sináptica glutamatérgica de células neuropodas (Kaelberer et al., 2020)

Inervação das Células Epiteliais Intestinais

O intestino é inervado por neurônios sensoriais extrínsecos que transmitem informações sobre o volume do estômago e o conteúdo intestinal. A partir de estudos mais recentes, foi possível identificar que as células enteroendócrinas fazem sinapses com os neurônios. Usando técnicas como o vírus da raiva monossináptico, pesquisadores descobriram que essas células, especialmente as colônicas, possuem proteínas pré e pós-sinápticas, sugerindo que não só transmitem sinais, mas também recebem informações de neurônios. Essas sinapses estão amplamente conectadas aos neurônios dos gânglios da raiz dorsal da medula espinhal e dos gânglios nodosos vagais, os quais são responsáveis pela comunicação entre as vísceras e o cérebro.

O Papel do Nervo Vago

O nervo vago, o maior nervo craniano, tem funções vitais no controle de funções como batimentos cardíacos, respiração e movimentos do trato digestivo. Além disso, ele desempenha um papel crucial na transdução sensorial de nutrientes no intestino. Embora a sinalização hormonal forneça uma resposta mais lenta e duradoura, a neurotransmissão sináptica, através do nervo vago, proporciona uma resposta rápida e imediata aos nutrientes, como demonstrado por estudos em que a perfusão de sacarose no intestino provoca uma resposta elétrica rápida. A transmissão sináptica do glutamato é essencial para a detecção de nutrientes e a comunicação rápida com o cérebro, enquanto a sinalização hormonal atua de forma mais sustentada.

Interações Microbianas com as Células Epiteliais Sensoriais

O microbioma intestinal também desempenha um papel significativo na comunicação entre o intestino e o cérebro. Bactérias intestinais secretam ligantes bacterianos e interagem com as células enteroendócrinas de várias maneiras. Elas liberam padrões moleculares associados a micróbios (MAMPs), como lipopolissacarídeos (LPS), que ativam receptores nas células enteroendócrinas e induzem a liberação de neuropeptídeos, como o peptídeo 1 semelhante ao glucagon. Além disso, as bactérias geram metabólitos como ácidos graxos de cadeia curta (SCFAs) e indóis, que podem atuar em receptores específicos nas células enteroendócrinas, modulando a liberação de substâncias e influenciando a comunicação entre o intestino e o cérebro.

Em um modelo saudável, as células enteroendócrinas, especialmente as células neuropodais, detectam sinais do microbioma intestinal e retransmitem essas informações ao cérebro. No entanto, algumas bactérias patogênicas podem infectar diretamente essas células, alterando sua função e afetando a transmissão sináptica. Esses estudos sugerem que as células neuropodais podem ser um alvo para a manipulação de comportamentos mediados por microbiota, com implicações para tratamentos futuros.

Os sinais do nervo vago são processados em várias regiões do cérebro, como o núcleo do trato solitário (NTS), que é essencial para o controle da saciedade. Além disso, os sinais vagais também influenciam áreas cerebrais relacionadas à recompensa, ao humor e à memória. Estudos recentes indicam que os aferentes vagais intestinais podem modular não apenas a fome e saciedade, mas também o humor, a memória e a motivação, refletindo o impacto do intestino nas emoções e comportamentos.

Nervo Vago e Comportamento: Recompensa, Humor e Memória

• Recompensa: A estimulação vagal pode induzir comportamentos relacionados à recompensa, como a busca por alimentos, e até mesmo preferências por certos sabores, influenciando o comportamento alimentar.

• Humor: A estimulação do nervo vago tem sido usada no tratamento de transtornos como a depressão, sugerindo um papel significativo na regulação emocional. Estudos também indicam que a sinalização vagal pode afetar a ansiedade e o medo.

• Memória: A estimulação vagal melhora a memória, influenciando processos de neurogênese e plasticidade no hipocampo, uma região cerebral associada à memória episódica e espacial.

O entendimento crescente do papel do nervo vago na comunicação entre o intestino e o cérebro destaca a complexidade do sistema nervoso entérico e suas implicações para a saúde física e mental, abrindo caminho para novas terapias e intervenções.

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Benefícios nutricionais da germinação

Os brotos são mudas jovens produzidas a partir da germinação de sementes, com um curto período de crescimento. Esse processo não só permite o desenvolvimento das plantas, mas também pode reduzir fatores antinutricionais presentes nas sementes, tornando-as mais adequadas para consumo. Durante a germinação, as propriedades nutricionais das sementes aumentam, com destaque para o aumento de glicose, aminoácidos, ácidos graxos e polifenóis.

Germinação e Condições de Estresse Abiótico

Estudos indicam que germinar sementes sob estresse abiótico — como salinidade, seca, baixas temperaturas e diferentes condições de iluminação — pode aumentar significativamente o conteúdo de compostos fitoquímicos, como fenólicos, flavonoides e melatonina. A exposição à luz também pode afetar a produção de compostos bioativos. Por exemplo, sementes germinadas no escuro apresentaram um aumento na quantidade de compostos fitoquímicos, como a melatonina, um hormônio associado ao ritmo circadiano e ao sistema imunológico, com propriedades anti-inflamatórias, antioxidantes e neuroprotetoras.

Melatonina e Seus Benefícios

A melatonina é um hormônio crucial, principalmente produzido na glândula pineal humana, e tem diversas funções importantes, como regular o metabolismo energético, a secreção do hormônio de crescimento em crianças, e promover a saúde do sistema imunológico. Ela também possui atividades biológicas significativas, como efeito antioxidante e anti-inflamatório. Além de estar presente nos humanos, a melatonina é encontrada em plantas, bactérias e algas, e estudos sugerem que consumir alimentos enriquecidos com melatonina ou triptofano pode aumentar seus níveis no organismo.

Melhora Nutricional Através da Germinação

O aumento de fitoquímicos durante o processo de germinação também melhora a capacidade antioxidante das sementes. Esse processo pode ser uma alternativa eficaz para enriquecer alimentos vegetais, como os brotos de feijão mungo, com nutrientes essenciais, promovendo benefícios à saúde do consumidor. A germinação, combinada com condições adequadas de iluminação, pode maximizar o conteúdo de compostos fitoquímicos benéficos, como melatonina, triptofano, fenólicos e flavonoides, tornando os brotos uma excelente fonte de antioxidantes naturais.

Fatores de Crescimento: Germinação e Iluminação

Recentes estudos sobre o feijão-mungo (Vigna radiata) revelam que o processo de germinação e a exposição à luz têm um impacto significativo na composição de compostos bioativos e na atividade antioxidante dessa planta. A pesquisa analisou o conteúdo de triptofano, melatonina, compostos fenólicos e flavonoides, além da atividade antioxidante, em sementes e brotos de feijão-mungo, cultivados em diferentes condições de luz.

A germinação de sementes de feijão mungo pode ser dividida em dois estágios: o primeiro, a embebição da água, quebra a casca da semente, permitindo que as radículas se formem; e o segundo, quando o broto cresce e desenvolve folhas e raízes secundárias. Brotos expostos à luz desenvolvem folhas verdes, enquanto aqueles germinados na escuridão apresentam folhas amarelas. Além disso, os brotos germinados na escuridão tendem a ser mais alongados, possivelmente devido ao aumento da produção de melatonina, que estimula o crescimento das plantas.

Siriparu et al., 2022

Durante o processo de germinação, os níveis de triptofano e melatonina aumentam significativamente nos brotos de feijão-mungo, com um destaque especial para os brotos germinados no escuro. O triptofano, precursor da melatonina, é crucial na biossíntese desta, que tem propriedades antioxidantes e reguladoras do ritmo circadiano. No quarto dia de germinação, os brotos germinados no escuro apresentaram os níveis mais altos de melatonina (até nove vezes mais que os germinados sob iluminação), enquanto os níveis de triptofano também estavam elevados. A germinação no escuro favoreceu a produção de melatonina em comparação com os brotos expostos à luz.

Compostos Fenólicos e Flavonoides: A Influência do Tempo e da Luz

A germinação aumentou os compostos fenólicos totais (TPC) nos brotos de feijão-mungo, especialmente sob condições de escuridão. No quinto dia de germinação, os brotos germinados no escuro atingiram um pico de 28,57 mg de ácido gálico equivalente (GA) por grama de peso seco (DW), superando os germinados sob luz (19,60 mg/g). A exposição à luz reduziu a concentração de flavonoides totais (TFC) nos primeiros dias de germinação, mas, à medida que a germinação progrediu, o TFC aumentou, especialmente nos brotos germinados no escuro.

Além disso, a pesquisa identificou vários compostos fenólicos, como ácido gálico, ácido p-hidroxibenzoico e quercetina, presentes em maiores concentrações nos brotos germinados no escuro, sendo estes compostos poderosos antioxidantes.

Atividade Antioxidante: O Impacto da Germinação

A atividade antioxidante dos brotos de feijão-mungo, medida pelos ensaios ABTS, DPPH e FRAP, aumentou significativamente durante a germinação. O aumento na capacidade antioxidante se correlacionou com o aumento de compostos fenólicos e flavonoides, especialmente os brotos germinados no escuro. Os ensaios ABTS e DPPH mostraram uma eliminação mais eficaz de radicais livres a partir do terceiro dia de germinação. A atividade antioxidante também foi correlacionada com o ácido gálico e outros compostos fenólicos como a quercetina e o ácido protocatecuico.

Conclusão: O Potencial dos Brotos de Feijão-Mungo

Os brotos de feijão-mungo são uma excelente fonte de compostos bioativos com propriedades antioxidantes. A germinação, especialmente em condições de escuridão, potencializa a concentração de melatonina, compostos fenólicos e flavonoides. Esses brotos podem ser uma alternativa valiosa para melhorar a saúde, contribuindo com compostos antioxidantes naturais. Além disso, a germinação de sementes de feijão-mungo oferece uma oportunidade de melhorar outros produtos vegetais para fins nutracêuticos, ajudando a potencializar suas propriedades funcionais e benéficas para a saúde humana.

Lembre: Os resultados sugerem que o quarto dia de germinação é o ideal para a colheita dos brotos de feijão-mungo, já que nesse momento os níveis de melatonina e compostos fenólicos atingem seu pico, oferecendo os maiores benefícios nutricionais e antioxidantes.

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