PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
STRICTO SENSU
EM EDUCAÇÃO FÍSICA
Correlação de elementos traço, densidade mineral óssea, massa
livre de gordura e massa gorda em idosas
Autora: Luciana das Mercês Carvalho Lima Orientador: Prof. Dr. Ricardo Jacó de Oliveira
Co-orientador: Prof. Dr.Luiz Fabrício Zara
Correlação de elementos traço, densidade mineral óssea, massa
livre de gordura e massa gorda em idosas
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação Stricto Sensu em Educação Física da Universidade Católica de Brasília como requisito para obtenção do título de Mestre em Educação Física.
Orientador: Prof. Dr. Ricardo Jacó de Oliveira Co-orientador: Prof. Dr. Luiz Fabrício Zara
BRASÍLIA-DF 2006
Ao meu pai, Benjamim Pereira Lima (in memorian), pelo exemplo de fortaleza e integridade deixado aos filhos como herança. Obrigada papai, espero te encontrar... À minha mãe, Maria Luiza Carvalho Cruz, pelo apoio incondicional, orações e amor.
A Jesus, meu mestre e minha luz, que me permitiu crescer com pai, mãe e irmãos.
Ao meu pai, por tudo que me ofereceu em sua simplicidade, mostrou-me um caminho digno que sempre me leva à prosperidade.
A minha mãe, por não ver limites em dar condições de um futuro melhor para seus filhos. Eternos e incessantes agradecimentos, amor e gratidão.
Agradeço aos meus irmãos, em especial meu irmão Wesley, pela acolhida em sua casa e pelo apoio financeiro, muito importante nesse momento.
Ao meu noivo, Marcus Paulo, por tudo que me ensinou, pela dedicação e honestidade ao nosso amor.
Ao meu orientador, professor Ricardo Jacó de Oliveira, por ter me dado a oportunidade de seguir com ele o mestrado e por tantos ensinamentos que se dispôs a dar.
Ao meu co-orientador, Luiz Fabrício Zara, por abrir um espaço para o Curso de Mestrado em Educação Física no Curso de Química, fazendo um intercâmbio entre áreas, importante para o estudo de doenças crônicas.
Ao coordenador do Curso de Química, professor Carlos Frederico de Souza Castro, por ter disponibilizado algumas horas vagas, incluindo horário de almoço, para me ajudar e contribuir com tamanha grandeza com essa dissertação. Agradeço também pela paciência e delicadeza com que me tratou.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela bolsa de estudo concedida, no qual possibilitou a realização desse trabalho.
Aos secretários da coordenação do mestrado e doutorado em Educação física, Lauro e Weslen, por solucionar meus grandes problemas em informática. Agradeço em especial a Cida Belloti, pelo seu sorriso matinal que nos dá alegria e seu aconchego fraternal que nos sossega. Isso faz a diferença!
Aos técnicos dos laboratórios LEEFS, Imagem e Espectroscopia de emissão atômica: Alessandra Matida, Alexandre, Renato, Tatiana e Gustavo, que me ensinaram a utilizar os instrumentos de pesquisa.
Às colaboradoras, Estefânia Silva e Luciana (Lu baiana), pela disposição e gentileza em me ajudarem nas coletas.
Agradeço aos meus irmãos acadêmicos: Lídia Mara, Juliene Azevedo, Ricardo Moreno, Paulo Gentil, pois desde o início do mestrado me deram bons exemplos de competência e me encorajaram a continuar.
Ao meu irmão Beto (Luiz Humberto), pela alegria e disposição de sempre se prestar em meu favor a qualquer momento.
Aos meus amigos do mestrado: Sílvia Cristina, Carlos Magno, Vânia, Dédima, Misael, Grassyara e Cíntia, agradeço por estarem comigo nessa eterna e incessante busca do saber, pelos momentos irreverentes que passamos juntos e principalmente pelo apoio que me deram naquele momento difícil por que passei. A alegria de vocês me contagia!
Às professoras da UCB: Gislane Melo, Adriana Giavoni e Nanci França, pelos abraços carinhosos, palavras de conforto e sorrisos sinceros.
Agradeço eternamente à querida amiga e professora Geni Costa (Universidade Federal de Uberlândia - UFU), pelos seus geniais ensinamentos que me fizeram crescer como profissional. Agradeço também à professora Maria Helena Candelori (UFU) por ter me ajudado a encontrar uma direção e me encorajado a fazer o mestrado da UCB.
A todas as idosas que se prestaram voluntariamente a participarem desse estudo. Às minhas eternas alunas de dança e ginástica do projeto AFRID/UFU e às alunas de ioga do projeto Geração de Ouro/UCB, meus sinceros agradecimentos pelas orações e amizade que tiveram por mim desde que me conheceram.
De tudo ficaram três coisas: A certeza de que estamos sempre começando... A certeza de que precisamos continuar... A certeza de que seremos interrompidos antes de terminar.
Portanto, devemos: Fazer da interrupção um caminho novo... Da queda, um passo de dança... Do medo, uma escada... Do sonho, uma ponte... Da procura, um encontro.
RESUMO
Os elementos traço no organismo, são responsáveis por inúmeras funções, no entanto, distúrbios em suas concentrações podem se associar à com a osteoporose e a sarcopenia, principalmente em idosas. Portanto, objetivo do estudo foi correlacionar elementos traço com DMO, massa livre de gordura e massa gorda em idosas, monitorada pelo cabelo. Vinte sete idosas voluntárias (65,70 ± 3,96 anos) foram selecionadas para participarem do estudo. A DMO do colo do fêmur, triângulo de Wards, trocânter e coluna lombar (L2-L4) foram obtidas utilizando o método de absortometria radiológica de dupla energia (DXA). As concentrações de 31 elementos: Ag, Al, As, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ti, V, Y, Zn e Zr no cabelo foram determinados pela espectometria de emissão atômica por plasma de argônio induzido (ICP-OES) e espectometria de massa atômica (ICP-MS). A correlação de Pearson e os coeficientes não paramétricos: ρ de Spearman e τ de Kendall foram utilizados para identificar possíveis inter-relações entre as variáveis. A análise de classificação hierárquica foi utilizada para identificar grupos de casos semelhantes. Com a classificação em dois grupos, foi realizada uma análise de variância (ANOVA) para identificar os elementos traço que se apresentaram com diferença, em média, entre eles. Os elementos traço com diferença foram Ag, Sn, Ca, K, Na, Mo, Sb, Se, Ti, B, Cu, Mg e Pb. Para selecionar variáveis que expliquem as diferenças encontradas nas médias, a análise por componentes principais foi utilizada. Dos elementos com diferença, o Se e o Pb tiveram altos teores no grupo com menor DMO. A análise de classificação hierárquica também foi utilizada para identificar grupos de casos semelhantes entre massa livre de gordura e massa gorda. A partir da formação de dois grupos, foi realizada uma análise de variância (ANOVA) para identificar os elementos traço que estavam com diferença, em média, no grupo com maior e com menor massa livre de gordura e massa gorda. Com relação à composição corporal, os elementos que se mostraram com diferença foram: Mo e Fe, no grupo com maior massa livre de gordura e massa gorda e Ba, Be, Na, Ni, no grupo com menor massa livre de gordura e massa gorda. Os dados revelaram a influência dos elementos traço na DMO e na composição corporal. Os resultados sugerem que o desequilíbrio na homeostase dos elementos traço no organismo é fator de risco para a redução da DMO, o que pode favorecer o aparecimento da osteoporose. Os resultados sugerem ainda que a massa livre de gordura e a massa gorda sofrem influência da retenção de elementos traço no organismo. Sendo assim, a análise de cabelo pode ser eventualmente um método de diagnóstico de doenças crônicas.
Palavras-chave: envelhecimento, elementos traço, osteoporose, massa livre de gordura, massa gorda e cabelo.
The trace elements in the organisms are responsible for innumerable functions, however, alterations in its concentrations can be associated with osteoporosis and sarcopenia, mainly in elderly women. Therefore, the current study had as aim to correlate trace elements with BMD, lean mass and fat mass in elderly women, monitored through hair exams. Twenty-seven volunteer elderly women (65.70 + 3.96 years old) were selected to take part in the study. The BMD from the femur neck, Ward’s triangle, trochanter and lumbar spine (L2-L4) was measured through Dual energy x-ray absortiometry (DXA) method. The concentrations of 31 elements: Ag, Al, As, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ti, V, Y, Zn, and Zr in the hair were determined through induced argon plasma-atomic emission spectrometry (ICP-OES) and atomic mass spectrometry (ICP-MS). Pearson’s correlation and non-parametric coefficients: Spearman’s ρ and Kendall’s τ were used to identify possible inter-relations between the variables. The hierarchical cluster analysis was used to identify groups of similar cases. With the classification of two groups, an analysis of variance (ANOVA) was performed in order to identify the trace elements that presented mean difference between them. The trace elements with difference were Ag, Sn, Ca, K, Na, Mo, Sb, Se, Ti, B, Cu, Mg and Pb. In order to select variables which could explain the difference found on the means, a principal component analysis was performed. Among the elements with difference, Se and Pb presented high levels in the group with lower BMD. The analysis of hierarchical classification was also used to identify groups of similar cases between lean mass and fat mass. Beginning with the formation of two groups, an analysis of variance (ANOVA) was performed in order to identify the trace elements which showed mean difference in the groups with higher and lower lean mass and fat mass. In relation to body composition, the elements which showed difference were: Mo and Fe, in the group with higher lean mass and fat mass and Ba, Be, Na, and Ni, in the group with lower lean mass and fat mass. Data revealed the influence of the trace elements in BMD and in body composition. The results suggest that an unbalance in homeostasis of the trace elements on the organism is a risk factor for the reduction of BMD, possibly leading to osteoporosis. Lean mass and fat mass suffer the influence of the retention of trace elements in the organism. Therefore, hair analysis may eventually be a method of diagnosis for chronic diseases.
Keywords: aging, trace elements, osteoporosis, lean mass, fat mass, hair
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
Ag Prata Mg Magnésio
IAEA Agência Internacional de Energia Atômica (do inglês,
International Atomic Energy Agency)
Mn Manganês
Al Alumínio Mo Molibdênio
As Arsênio Na Sódio
B Boro Ni Níquel
Ba Bário P Fósforo
Be Berílio Pb Chumbo
Ca Cálcio PO4- fosfato
Cd Cádmio Sb Antimônio
Co Cobalto Sc Escândio
Cr Cromo Se Selênio
Cu Cobre Sn Estanho
DXA Absortometria por Raios-X de Dupla Energia (do inglês, Dual-energy X-ray Absorptiometry)
Sr Estrôncio
Fe Ferro Te Telúrio
ICP-MS Espectometria de massa atômica Ti Titâneo
ICP-OES Espectometria emissão atômica por plasma de argônio induzido
V Vanádio
Hg Mercúrio Y Ítrio
K Potássio Zn Zinco
Li Lítio Zr Zirgônio
SUMÁRIO
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ... ix
1. INTRODUÇÃO ... 1
2. OBJETIVO GERAL ... 3
3. REFERENCIAL TEÓRICO ... 4
3.1 Envelhecimento ... 4
3.2 Tecido ósseo ... 7
3.2.1 Células do tecido ósseo ... 8
3.2.2 Remodelação óssea ... 9
3.2.3 Maturação esquelética ... 11
3.2.4 Densidade mineral óssea ... 14
3.3 Composição corporal ... 17
3.4 Elementos traço ... 19
3.4.1 Função ... 19
3.4.2 Biodisponibilidade ... 22
3.4.3 Elementos traço e sua relação com a DMO ... 23
3.5 Cabelo – indicador biológico de elementos traço ... 25
4. MATERIAIS E MÉTODOS ... 28
4.1 Caracterização da pesquisa ... 28
4.2 População ... 28
4.3 Amostra ... 28
4.4 Procedimentos e protocolos ... 29
4.4.1 Densitometria óssea ... 29
4.4.2 Coleta de cabelo ... 29
4.4.3 Lavagem ... 30
4.4.4 Digestão das amostras ... 30
4.4.5 Análise das amostras – método analítico ... 31
4.5 Análise estatística ... 31
4.6 Comitê de ética ... 32
5. RESULTADOS ... 33
6. DISCUSSÃO ... 43
7. CONCLUSÃO ... 51
8. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 51
9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 52
ANEXO A – Questionário para o mineralograma ... 62
ANEXO B – Carta de aprovação do comitê de ética ... 63
ANEXO C – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido ... 64
1. INTRODUÇÃO
A partir dos anos 80, o envelhecimento populacional tem se tornado um fenômeno que atinge grande parte da população mundial, tanto em países desenvolvidos quanto nos países em desenvolvimento (ORGANIZAÇÃO MUNDIAL DE SAÚDE - OMS, 1984). No Brasil, em 1991, mais de sete milhões de pessoas apresentaram idade superior a 65 anos, e como conseqüência disso, espera-se que entre os anos 2010 – 2020, a taxa de crescimento dos indivíduos dessa faixa etária seja superior a 13% da população (BERQUÓ, 1996).
Uma vez atingido a fase adulta a variação da incidência de doenças, em particular as crônico-degenerativas não-transmissíveis, como diabetes, doenças cardiovasculares e câncer, é semelhante tanto em países desenvolvidos como nos países em desenvolvimento (KALACHE; VERAS; RAMOS, 1987).
O envelhecimento propicia alterações fisiológicas, como por exemplo, a redução da DMO, o que facilita a ocorrência de osteoporose - doença crônico-não-transmissível, que afeta milhões de pessoas em todo o mundo. Esta doença se caracteriza pela redução acelerada da DMO e deterioração da microarquitetura óssea, conduzindo para a fragilidade da mesma, aumentando conseqüentemente o risco de fraturas (PRENTICE, 2004; CONSENSUS DEVELOPMENT CONFERENCE, 1993).
Isso vem acarretando aumento dos gastos referentes ao sistema de saúde pública, visto que há uma grande procura em hospitais por parte dessa população, aumentando o índice de internações causado por acometimentos associados a quedas, como conseqüência de osteoporose, instabilidade visual, postural e acidentes, aumentando os casos de morbidade e mortalidade (MINAYO, 2003).
Nesse sentido, os danos causados pela osteoporose podem incapacitar ou até mesmo invalidar grande número de pessoas, o que torna suas seqüelas preocupantes por contribuir
para a morbidade e a mortalidade. Esta situação impõe uma sobrecarga econômica considerável para os serviços de saúde (JOHNELLO, 1997).
De acordo com Gür et al., (2003), Berglund et al., (2000), Goyer et al., (1994) e Newitt (1994), alguns fatores influenciam a densidade mineral óssea, que podem possibilitar ou não a presença da osteoporose, como nível de atividade física; dieta pobre em nutrientes, uso de álcool, distúrbios hormonais, predisposição genética e fatores ambientais (exposição direta ou indireta de elementos traço).
A participação de elementos traço no desenvolvimento normal e na manutenção do esqueleto está relacionada com a síntese da matriz orgânica (HOWARD, 1992; CARNES, 1971). Por outro lado, no envelhecimento, o risco de distúrbios nutricionais, em particular, por deficiência de elementos traço, aumenta (PRENTICE, 2004; OKANO, 1996). A esse respeito, Brzóska et al. (2001), Berglund et al. (2000) e Järup et al. (1998) sugerem que o Cd, Zn, PO4-, Pb e outros elementos, à medida que se associam ao sangue, rins, túbulo
gastrintestinal, alteram as concentrações de estruturas importantes para a homeostase da DMO, causando osteoporose ou revertendo seus efeitos.
Para verificar o equilíbrio dos minerais ou intoxicação por metais, a análise do tecido capilar está sendo freqüentemente utilizada para diagnóstico de doenças ou deficiência nutricional. O cabelo fornece informações sobre a acumulação intracelular de elementos traço em longo período (POZEBON; DRESSLER; CURTIUS, 1999; BORELLA et al., 1996; WILHELM; MULLER; IDEL, 1996; BERMEJO; ROSSI, 1995; TORIBARA; JACKSON, 1982).
O cabelo é um material biológico mais atrativo em relação ao sangue e a urina, tendo em vista a simplicidade da amostra (facilidade de coleta, sem traumas e sem dor), estocagem, transporte e manuseio. Além disso, maiores concentrações de metais são encontradas, quando comparadas com outros tecidos e fluidos do corpo e a possibilidade de analisar vários
elementos traço em uma única coleta. Por isso, essa matriz é bastante utilizada para verificar uma possível intoxicação, ou diagnóstico de doenças (CARNEIRO et al., 2002; ARNOLD; SACHS, 1994; HAMBIDGE; BAUM, 1972).
O depósito de elementos traço essenciais, como Ca, Cu, Mg e Zn, que interferem no metabolismo ósseo e a redução da massa óssea que se dá pela influência genética e ambiental, por alterações na homeostase óssea associada a mudanças fisiológicas dependentes da idade, podem modificar o comportamento ósseo e gerar patologias crônicas, como osteomalácia, osteoartrite e osteoporose (CHOJNACKA et al., 2005).
Portanto, há uma necessidade particular em identificar o comportamento dos determinantes fisiológicos e ambientais que influenciam no risco de doenças relacionadas ao metabolismo ósseo (OMS, 1998). Sendo a composição corporal um componente físico ligado a funções de locomoção, contração e manutenção óssea, há interesse em estimar correlações entre elementos traço, massa livre de gordura e gorda com efeitos deletérios advindos do envelhecimento (WALSH; GARY; LIVINGSTONE, 2006; KAMEL; MAAS; DUTHIE, 2002). A avaliação dos níveis dos elementos traço possibilita o diagnóstico antes que alguma doença se instale e dessa forma, precauções poderão ser tomadas a fim de prevenir a osteoporose e, conseqüentemente, reduzir o risco de quedas e fraturas (HARRIS, 2002).
2.OBJETIVO GERAL
Correlacionar os níveis de elementos traço com a densidade mineral óssea, massa livre de gordura e massa gorda no organismo, monitorado pelo cabelo, em idosas.
3. REFERENCIAL TEÓRICO
3.1 Envelhecimento
O envelhecimento da população é um fenômeno mundial. Nos países desenvolvidos, esse processo se dá lentamente, em uma situação de evolução econômica, crescimento do nível de bem-estar e redução das desigualdades sociais (MOREIRA, 1998). Recentemente, esse processo ganha maior importância nos países em desenvolvimento, com o aumento acelerado da população de sessenta anos ou mais em relação à população geral (TRUELSEN; BONITA; JAMROZIK, 2001).
A expectativa de vida nos países de Terceiro Mundo deve atingir 68,9 anos em 2020. O que difere a expectativa de vida entre países menos desenvolvidos e os desenvolvidos estão ligados a fatores de risco menos agravantes para doenças em países pobres, já em países desenvolvidos o consumo de cigarro e alimentação são maiores, o nível de atividade física é baixo e existe maior acometimento por stress, o que faz aumentar o índice de doenças (KALACHE; VERAS; RAMOS, 1987).
O Brasil apresenta um dos mais agudos processos de envelhecimento populacional entre os países mais populosos. A proporção de pessoas idosas com mais de sessenta anos aumentou de 6,1% (7.204.517 habitantes), em 1980, para 8,6% (14.536.029 habitantes) em 2000, correspondendo a um aumento absoluto de 7,3 milhões de indivíduos (FUNDAÇÃO INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA- IBGE, 2001; 1981). Entre 1950 e 2025, segundo as projeções estatísticas da OMS, o número de pessoas idosas no Brasil aumentará em quinze vezes, enquanto que a população total em cinco. Assim, segundo dados do IBGE, no ano de 2030, o Brasil apresentará a sexta população mundial em números absolutos de idosos (RAMOS, 1993), sendo o número de mulheres maior que a dos homens, visto que a taxa de mortalidade entre os homens é maior (Gráfico 1).
Gráfico 1 - Taxa de crescimento populacional no Brasil (CAMARANO, 2003).
Os avanços da medicina, ao longo dos últimos cinqüenta anos, tornaram possível a prevenção e cura de doenças. Isso fez com que ocorresse um processo chamado de transição epidemiológica, caracterizada pela baixa mortalidade e fecundidade, ao contrário do que acontecia no passado. Assim, a repercussão social será mais pronunciada, principalmente em países com poucos recursos estruturais para o atendimento dessa população, que requer cuidados específicos (KALACHE; VERAS; RAMOS, 1987).
O modelo teórico do envelhecimento criado a partir da década de 1960, cuja contribuição é reconhecida como importante atualmente, foi desenvolvido através de um modelo matemático (PHELAN; ROSE, 1997). Yin e Chen (2005) relataram que, o mecanismo essencial do envelhecimento é conseqüência de fatores genéticos e ambientais. No
entanto, algumas teorias são identificadas como modelos gerais de envelhecimento, influenciando em vários níveis: em nível orgânico (teoria endócrina), em nível celular (teoria do envelhecimento programado), em nível molecular (teoria do elemento traço, teoria do radical livre).
Genes relacionados ao envelhecimento têm sido identificados, bem como genes relacionados à longevidade, os quais são classificados em categorias como: sistema anti-oxidante, metabolismo energético, prevenção de mutação com função de reparo e restauração nuclear e proteção da homeostase hormonal. A influência genética é relevante para fatores fisiológicos e patológicos já que possibilitam regular, controlar, defender e restaurar sistemas. O envelhecimento é um processo universal, gradual, cumulativo e fisiologicamente irreversível; causa alterações em nível celular ou extracelular nos tecidos, como por exemplo: pele, vasos sanguíneos, tecido dos pulmões, músculo, osso, intestino e eficiência da captura intestinal de uma série de elementos traço que declinam nos idosos, mesmo naqueles com saúde normal (YIN; CHEN, 2005; OMS, 1998; BUNCKER et al., 1984).
Alterações de consumo alimentar são comuns nesse processo. A absorção e o metabolismo de nutrientes são diminuídos não só pela restrição alimentar, mas também pela perda de eficiência da função oral no qual se observa a perda de dentes e a alteração na quantidade e qualidade da saliva (WALLS; STEELE, 2004). Algumas dessas alterações propiciam o acometimento de doenças, como acontece nas alterações do tecido ósseo, sendo severas evoluem para osteoporose, e alterações da composição corporal, que pode causar doenças cardiovasculares, sarcopenia e diabetes (WALSH; GARY; LIVINGSTONE, 2006; CHALDAKOV et al., 2003;KENNEY; BUSKIRK, 1995).
3.2Tecido ósseo
O esqueleto mineralizado é definido externamente pela superfície perióstea e internamente pelos componentes trabecular endocortical e intracortical da superfície endóstea (PARFITT, 1980). Nessa superfície, a atividade celular modifica o tamanho, a forma, a arquitetura interna, a massa total e a força estrutural do esqueleto. Já a formação óssea externa é definida pela área transversal do osso, enquanto que a formação ou a reabsorção determina a proximidade da superfície endocortical e periosteal. Assim, a espessura e a estrutura cortical são posicionadas ao longo do osso, sendo importantes para determinar a força óssea (RUFF; HAYES, 1988).
O esqueleto foi reconhecido primordialmente pela função de locomoção, proteção de órgãos vitais e capacidade de armazenar cálcio e fósforo. Além disso, no interior do osso encontra-se a medula óssea que produz cerca de 200 bilhões de células sangüíneas (WEINSTEIN; MANOLAGAS, 2000).
Nos vertebrados, o osso é um tecido que serve para suportar grandes cargas por causa da sua matriz extracelular rígida. Esta matriz pode ser considerada um material composto por mineral e fortalecido com colágeno, seus elementos estruturais (CARTER; HAYES, 1977).
O tecido ósseo tem como função primordial manter um bom estado anatômico e funcional do esqueleto e, conseqüentemente, a homeostase mineral. Deve-se considerar que há duas formações ósseas, compacta e esponjosa, e que ambas se alteram no envelhecimento. No idoso, a espessura do componente compacto diminui pela reabsorção interna óssea. No esponjoso, há perda de lâminas ósseas em relação ao jovem, formando-se cavidades maiores entre as trabéculas ósseas (SARAIVA; LAZARETTI-CASTRO, 2002).
Uma vez que o tecido ósseo tem função de formar o esqueleto e este por sua vez, tem função de sustentação, estará sujeito a fraturas. As fraturas são passíveis de acontecer em qualquer pessoa, frente a grandes traumas. Entretanto, existem situações patológicas, que
aumentada a fragilidade esquelética, podem causar fraturas, como ocorre, com a osteomalácia e a osteoporose, sendo que esta tem maior prevalência na população mundial (SEEMAN, 2003; PARFITT, 1980).
3.2.1 Células do tecido ósseo
Através das células osteoclásticas, osteoblásticas e osteóides, acontece o processo dinâmico de remodelagem óssea e conseqüente formação das matrizes orgânicas e constituição da matriz inorgânica do esqueleto (BERGLUND et al., 2000). Os osteoclastos são células multinucleadas, que advêm de células precursoras mononucleadas, por diferenciação (difusão de células precursoras); são caracterizadas pela forte habilidade de reabsorção do substrato, nas superfícies endósteas em regiões chamadas de unidades multicelulares básicas, formadas pela fusão de várias células precursoras (PARFITT, 1980), tendo importante função na remodelação de tecido (VIGNERY, 2000). Ao contrário do osteoclastos, a diferenciação e a função dos osteoblastos não são bem conhecidas; sabe-se que os osteoblastos (células de formação), produzem a mesma quantidade que foi reabsorvida, em condições normais. Esse ciclo ocorre todos os dias e simultaneamente em várias localizações dos ossos (TAKEDA; KARSENTY, 2001; MANOLAGAS, 2000; RODAN; MARTIN, 1981). Há uma evidência de que a diferenciação dos osteoclastos por células monócitas macrofágicas são, na maior parte, dependentes da presença dos osteoblastos (SUDA et al., 1999).
Os osteoblastos são precursores dos osteócitos e das células de lining. Assim como as células osteoblásticas e osteoclásticas, os osteócitos participam da homeostase óssea, controlando todo o metabolismo da matriz extracelular que, no envelhecimento, diminuem em número e atividade (figura 1). O osteócito, por sua vez, concentra-se na matriz óssea, conectado por uma rede de canículos. Esta conexão forma uma aglomeração de células,
chamada de células lining, que envolvem a superfície trabecular e tem função de transmitir e distribuem sinais de cargas mecânicas, juntamente com as células osteócitas. A essa transmissão ou transdução de sinais dá-se o nome de mecanotransdução, que é um processo fisiológico no qual se inicia o processo de manutenção óssea, que ocorre pelo aumento das células osteoblásticas (BURGER; KLEIN-NULEND, 1999). As células de lining são constantemente sujeitas a estímulos mecânicos que se dão tanto por estímulos externos (cargas impostas ao osso) como condições fisiológicas externas (ação hormonal - estrogênio) (LIM; ZHOU; QUEK, 2006).
Figura 1. Osteócitos (McCREADIE et al., 2004).
3.2.2 Remodelação óssea
O osso é um tecido dinâmico que se remodela constantemente, e envolve uma seqüência de reabsorção e formação do osso (NOTELOVITZ, 2002; BERGLUND et al., 2000; NEWITT, 1994). A remodelagem é realizada por células osteoclásticas, que reabsorvem o volume do osso, fazendo cavidades nas superfícies endósteas das unidades multicelulares básicas. A reabsorção do volume é seguida pela formação do osso por células
osteoblásticas na mesma região, que sintetizam nova matriz óssea. Contudo, o volume ósseo é removido e substituído dentro de cada unidade básica do osso, na qual nenhum dano estrutural ocorre (PARFITT, 2004; WEINSTEIN; MANOLAGAS, 2000).
No entanto, existem outros tipos reguladores da remodelação óssea, tais como a osteocalcina e os hormônios (a forma ativa da vitamina D (1,25(OH)2D3), hormônio
paratireóide (PTH), calcitonina, estrogênio, androgênio e fatores de crescimento (RIGGS; MELTON, 1986).
A osteocalcina, proteína do osso, sintetizada pelos osteoblastos e estimulada pela vitamina D in vivo e in vitro, circula no plasma e sua concentração pode ser usada como um marcador de atividade osteoblástica (BERGLUND et al., 2000), refletindo estados fisiológico e patológico do turnover ósseo. Essa proteína é secretada no osteóide, onde se liga a hidroxiapatita. O aumento dessa ligação é devido à afinidade do Ca à osteocalcina (POUNDS; LONG; ROSEN, 1991).
O ciclo de remodelação óssea em adultos é um dos maiores mecanismos para a manutenção da homeostase dos minerais essenciais, tendo o PTH e a vitamina D os dois maiores reguladores do metabolismo do cálcio. O paratormônio (PTH) aumenta os níveis plasmáticos de Ca, por estimulação da reabsorção óssea, reabsorção tubular renal de Ca e síntese de vitamina D nos rins. Ao mesmo tempo, o PTH diminui a concentração plasmática de PO4 por inibição da reabsorção renal (MCSHEEHY; CHAMBERS, 1986). As ações da
vitamina D e do PTH demonstram a interação entre diferentes células da unidade metabólica óssea (BERGLUND et al., 2000). A vitamina D é um hormônio necessário para o crescimento e mineralização óssea, uma vez que regula os níveis de Ca e P, facilitada pelos receptores osteoblásticos desse hormônio, já a calcitonina é o maior inibidor da reabsorção óssea, com efeito direto nas células osteoclásticas que, por sua vez, têm receptores desse hormônio. A
calcitonina atua aumentando os níveis de Ca e controlando a difusão das células osteoclásticas (POUNDS; LONG; ROSEN, 1991).
Os hormônios sexuais são mediadores das ações osteoclásticas como também aumentam as células osteoblásticas relacionadas com a produção do colágeno (NOTELOVITZ, 2002).
O ciclo de remodelação (tunorver) é realizado por células justapostas (osteoclásticas e osteoblásticas, dentro de estruturas anatômicas temporárias conhecidas como Unidade Multicelular Básica (UMB)). Ácidos hidrolases são sintetizados e secretados no espaço que será reabsorvido. Uma vez acidificado, esse espaço provê um meio ideal para facilitar a desmineralização. Com isso, se inicia o ciclo nas UMBs, convertendo uma superfície esquelética inativa em sítio de remodelação. Esse processo é conhecido como ativação. Esta fase envolve a proliferação de novos vasos sanguíneos que permitem o recrutamento das células reabsortivas para o sítio de remodelação e retração da superfície. As células recrutadas tornam-se osteoclastos multinucleados que atacam outra superfície óssea conduzidos por proteínas contráteis, marcando o compartimento subosteoclástico de reabsorção. À medida com que avança a reabsorção, a formação óssea vai sendo realizada através dos osteoblastos recrutados. A fase entre a reabsorção e a formação é chamada de fase reversa. Nessa fase são depositadas substâncias ricas em colágeno na matriz óssea. (WEINSTEIN; MANOLAGAS, 2000).
3.2.3 Maturação esquelética
Durante o desenvolvimento esquelético, a formação óssea excede a reabsorção, permitindo aumentar a massa óssea (NEWITT, 1994). Em ambos os sexos, o aumento da massa óssea, depende de condições genéticas (influencia em 80%) e do estilo de vida, o que por sua vez atinge o pico entre os 20 e 30 anos que é quando ocorre o equilíbrio entre a
formação e a reabsorção do osso. Depois disso, em torno de 35 a 40 anos, o total de massa óssea diminui gradativamente. Essa diminuição ocorre mais acelerada nas mulheres pós-menopáusicas, que normalmente têm 25% a menos de massa óssea que os homens, apresentando-se com maior risco de osteoporose (JAVAID; COOPER, 2002; BERGLUND et al., 2000).
Medidas profiláticas devem ser adotadas a fim de evitar a patogenia da osteoporose, pois desordens durante o período de determinação do pico da massa óssea podem comprometer a saúde óssea durante o envelhecimento. Em estudo realizado, com 418 mulheres com idade entre 20- 39 anos, Ho e Kung (2005) identificaram preditores clínicos da massa óssea, que interferem na DMO. Demonstraram que baixo peso (fator de risco), baixa estatura e irregularidades hormonais são fatores de risco para a redução da DMO, já a gravidez, atividade física (protetor), massa magra e massa gorda, estimulam o aumento do pico de massa óssea, reduzindo o risco de osteoporose.
Corroborando tais achados, Pouillès, Trémollieres e Ribot (2006) também identificaram fatores clínicos que interferem na saúde óssea e minimizam os riscos de acometimento por patogenia óssea. No entanto, demonstraram a prevalência de fatores genéticos na variação do pico de massa óssea. Contudo, a investigação precoce de fatores de risco de redução da massa óssea não previne a possibilidade de fraturas ao longo da vida. Por isso, é necessário manter um estilo de vida saudável para o controle da doença, uma vez que a maioria dos determinantes é modificável.
A redução nessa fase acontece devido à diminuição de hormônios, tais como estrogênio e androgênio, uma vez que a queda de seus níveis interferem na absorção de cálcio intestinal, associado com um balanço negativo de cálcio, resultando no aumento do nível de reabsorção óssea. Este declínio é de 2-3% da massa óssea, a cada ano, nos primeiros 5 anos após a menopausa (NOTELOVITZ, 2002).
Salienta-se também a importância das forças mecânicas e massa muscular para o desenvolvimento ósseo (TAKEDA; KARSENTY, 2001; NEWITT, 1994; RIGGS; MELTON, 1986). A adaptação esquelética, durante o crescimento e o desenvolvimento, ajusta conseqüentemente a massa esquelética e a arquitetura global para adaptações mecânicas. Existem três regras fundamentais que regem a adaptação óssea: é dirigida mais por cargas dinâmicas do que estáticas; curtas durações de cargas mecânicas são necessárias para iniciar respostas adaptativas; a acomodação de células ósseas para uma carga mecânica comum tem menos respostas aos sinais, possibilitando a ativação das células construtoras (TURNER, 1998). As informações de estímulos gerados são realizadas por sinais mecânicos, que transmitidas para o sistema nervoso central (SNC), distribui a informação (SCHRIEFER et al., 2005).
Apesar de o estímulo ósseo, através da atividade física, ser necessário para pessoas idosas, há que se ter cautela quanto à proporção ou cargas mecânicas em múltiplas direções de maneira a diminuir o risco de fraturas comuns nessa fase (GEORGE; VASHISHTH, 2006).
O aumento do risco de fraturas se dá pela redução óssea, que acontece no envelhecimento. Com isso, um mecanismo compensatório chamado de aposição perióstia é estimulado, fazendo com que a formação aconteça na periferia do osso. Mudanças na estrutura óssea são observadas com o envelhecimento, como o aumento da área transversal e do canal medular que, por sua vez, são compensadas pela aposição perióstia. Caso a redução seja severa, o mecanismo se torna ineficiente, trazendo conseqüências importantes como a redução da espessura cortical e o aumento da porosidade óssea (RUSSO et al., 2006).
3.2.4 Densidade Mineral Óssea
A DMO é usada como um indicador de massa óssea (JAVAID; COOPER, 2002) e sua medida tem sido o método mais utilizado para diagnóstico da osteoporose (KANIS; MELTON; CHRISTIANSEN, 1994). A quantidade de DMO, estando normal, reflete um balanço entre reabsorção óssea e sua formação. A osteoporose causa um desequilíbrio nestes 2 componentes chaves do metabolismo ósseo (HARRIS, 2002), fazendo o risco de fraturas dobrar com o envelhecimento (Figura 2). Sendo um importante preditor de risco de fraturas, a Organização Mundial de Saúde, adotou como critério para a classificação do diagnóstico que considera normais os indivíduos com o desvio padrão maior ou igual a -1.0, osteopênico com desvio padrão entre -1.0 e -2.5 e osteoporótico com desvio padrão menor ou igual a - 2.5 (POUILLÈS; TRÉMOLLIERES; RIBOT, 2006). A probabilidade do acometimento de fraturas aumenta, com a idade, a cada década de vida (figura 3).
DMO (T-score)
Figura 2 – Risco de fratura com o aumento do DP. Adaptado de International Society for Clinical Densitometry (ISCD), 2004.
Risco relativo de fraturas
T-score (DP) Probabilidade de fratura no
quadril(%)
Idade (anos)
Figura 3 - Relação entre DMO e fratura no quadril no envelhecimento. Adaptado de KANNIS, 2001.
Gür et al. (2003) estudaram a influência do número de gestação na DMO, observando 4 sítios em 509 mulheres (46-86 anos) pós-menopausadas, de diferentes grupos, e encontraram menor DMO em mulheres com maior número de gestação, sugerindo significativa correlação entre o número de gestação e a DMO na coluna, trocânter e triângulo de Wards, não correlacionando significativamente com a DMO do colo do fêmur.
Como conseqüência do processo de redução acelerada da DMO, no envelhecimento, ocorre a osteoporose que afeta homens e mulheres (HARRIS, 2002). O Consenso Brasileiro de Osteoporose (2002) definiu-a, como sendo um distúrbio osteometabólico, com deterioração da microarquitetura óssea, levando a um aumento da fragilidade esquelética, aumentando o risco de fraturas.
A perda acelerada inicial do osso é devido à queda rápida no conteúdo mineral, produzida pelo aumento nos números de unidades multicelulares básicas, que aumentam a porosidade óssea (HEANEY, 1994; PARFITT, 1980), diminui o volume e aumenta o espaço trabecular (figura 4).
Figura 4. Redução da massa óssea e aumento da área transversal (SEEMAN, 2003).
Pouillès, Trémollieres e Ribot (2006) perceberam que 7% das mulheres examinadas na peri e pós-menopausa, tinham osteoporose sem causa aparente. Observaram que pacientes com osteoporose apresentaram significante redução do peso corporal e alta prevalência de histórico de fraturas, reforçando a teoria da contribuição genética e histórica de fraturas do indivíduo ou de alguém da família, para a osteoporose. No entanto, investigações minuciosas devem ser realizadas antes de comprovar efetivamente o acometimento da doença para o paciente.
Fatores ambientais, tal como o uso de cigarro, têm aumentado o risco de osteoporose. Rapuri et al. (2000) estudaram a relação entre o hábito de fumar e a densidade mineral óssea em idosas com idade entre 65-77 anos. Observaram uma diminuição de densidade mineral óssea nas fumantes, como resultado da diminuição da absorção de cálcio associada com hiperparatiroidismo e aumento da reabsorção óssea.
A incidência de fraturas vertebrais e do quadril tem aumento exponencialmente com o avanço da idade (CAMPBELL; COMPSTON; CRISP, 1993). Sendo assim, o tratamento
ideal da osteoporose ainda é o profilático, baseando-se na otimização do pico de massa óssea na juventude, na redução das perdas ao longo da vida e na prevenção de quedas (PRENTICE, 2004; COOPER; CAMPION; MENTON, 1992). Fraturas no quadril aumentam de 12-20% o risco de mortalidade, após o acometimento, que persiste até 5 anos após a fratura. A DMO é o preditor mais consistente e substancial de mudanças no conteúdo mineral ósseo com o envelhecimento (WEHREN et al., 2004).
3.3 Composição corporal
No processo do envelhecimento, alterações da composição corporal são notadas pelo declínio de massa muscular, chamado de sarcopenia, e aumento da gordura corporal, relacionada à obesidade, hipertensão e diabetes tipo II. O sistema músculo-esquelético, afetado pelo envelhecimento, prejudica funções corporais como a capacidade de se movimentar, contração e locomoção (COLEMAN; REZNICK,). Kamel, Maas e Duthie (2002) citaram algumas alterações comumente observadas em indivíduos que alcançaram 80 anos de idade, sendo esse declínio significativamente associado à redução dos níveis de força muscular, decréscimo da massa muscular e área transversa, infiltração de tecido gorduroso e conectivo no músculo.
O declínio da força muscular e de quedas está relacionado a doenças crônicas. Entre 20-80 anos, a perda de massa muscular esquelética é de aproximadamente 20-30%, essa perda pode ser em conseqüência do processo patológico da sarcopenia e é comumente associado ao aumento do risco de osteopenia e osteoporose O declínio da massa livre de gordura é associada a fatores intrínsecos, envolvidos em mudanças em nível celular e molecular e extrínsecos, relacionados a fatores ambientais, tais como nutrição, exercício e imobilização de membro (WALSH; GARY; LIVINGSTONE, 2006; REKENEIRE et al., 2003; CARMELI; COLEMAN; REZNICK, 2002).
A sarcopenia tem sido associada a problemas de saúde como, aumento do número de quedas, declínio da capacidade funcional, osteoporose, disfunção da termorregulação e intolerância à glicose (KENNEY; BUSKIRK, 1995; FIATARONE et al., 1994), e se não prevenida e/ou tratada, pode tornar alterações fisiológicas do envelhecimento em uma condição patológica, causando perda de funcionalidade e qualidade de vida dos idosos, com importante significância clínica (BAUMGARTNER et al., 1998).
A massa livre de gordura é mais eficiente na determinação da massa óssea em mulheres jovens ou na pré-menopausa, enquanto que a massa gorda é importante para mulheres na pré-menopausa. Ambos são relevantes no aumento da massa óssea por aumentar a força de compressão durante a carga. No entanto, a massa magra produz força tensora durante a carga (STEWART et al., 2002).
O aumento ou redução da massa gorda, são acompanhadas de alterações fisiológicas que podem aumentar o risco de doenças crônicas como hipertensão, diabetes tipo 2 e osteoporose. Estudo realizado por Han et al. (1999) demonstrou que, com a redução do peso corporal total, reduzem-se também o peso de órgãos e tecidos como rins, fígado e osso.
A composição corporal refere-se a quantidades relativas de tecidos do corpo, com e sem gordura, o qual tem alterações durante a vida e sofre influência fisiológica, nutricional e do nível de atividade física. A massa gorda aumenta significativamente após a quarta década de vida, mesmo se não houver o aumento da massa livre de gordura (BEMBEN et al., 1998) e parece contribuir para o aumento da massa óssea por se relacionar com a produção de células osteoblásticas, pois aumenta os níveis circulantes de estrogênio no organismo (CHALDAKOV et al., 2003). O aumento da massa corporal total, da obesidade abdominal e da força muscular parece contribuir na preservação da DMO (STEWART et al., 2002).
O requerimento de elementos traço em pessoas idosas tem sido discutido, uma vez que mudanças relacionadas à idade, como composição corporal e funções orgânicas, afetam a
utilização e absorção dos elementos traço. A eficiência absortiva para alguns elementos pode declinar com a idade e tem sido demonstrado em modelos animais. Apesar da redução da eficiência de absorção, isto não representa deficiência fisiológica (MERTZ, 1996).
3.4 Elementos traço
3.4.1 Função
Elementos traço são minerais que podem ou não ter significado nutricional importante para o organismo e são divididos, de acordo com sua influência, em: elementos essenciais (Zn, Se, Cu, Mo, Cr), não essenciais (Mn, Ni, B, V) e tóxicos (Pb, Cd, Hg, As, Al, Li, Sn) (OMS, 1998).
Os elementos traço essenciais são componentes funcionais, estruturais, e regulatórios de numerosas biomoléculas no metabolismo em organismos vivos. Para a sua síntese correta, estes elementos devem estar em concentrações específicas. Isto é importante não somente porque a falta metabólica de elementos essenciais pode danificar a função sintetizadora biomolecular, mas também porque o excesso pode ser tóxico (WINDISCH, 2001).
Com as necessidades específicas do metabolismo, a fonte de elementos traço no alimento varia extensamente em relação à quantidade e a composição química. Para manter o equilíbrio metabólico (homeostase), o organismo ajusta ativamente a absorção e a excreção de elementos traço essenciais (TIAN et al., 1996).
Um elemento é considerado essencial para um organismo quando a redução da sua captação resulta em diminuição de uma função fisiologicamente importante, ou quando o elemento é uma parte integral de uma estrutura orgânica, desempenhando uma função vital naquele organismo (OMS, 1998). O desequilíbrio na relação entre elementos traço possibilita distúrbios na homeostase das funções orgânicas durante a vida (HEGDE et al., 2004).
O contato de elementos traço ocorre em diversas circunstâncias: pelo ambiente, em fumaça de carros, cigarros, pelo uso de drogas terapêuticas, matérias primas industrializadas, como enlatados. Os metais geralmente produzem compostos tóxicos formados pela interação com componentes orgânicos. São ligados a componentes biológicos e interagem com enzimas ou afetam estruturas protéicas. No caso de intoxicação por metais, estes competem com outros íons minerais, podendo causar o rompimento de membranas e desequilíbrio da função mitocondrial, gerando radicais livres. Devido a esses efeitos clínicos generalizados, ocorre como conseqüência fraqueza e mal-estar, que são característicos em muitos casos (WEISINGER; BELLORIN-FONT, 1998).
O Ca é o mineral mais comum do corpo, apresentando-se em grande quantidade nos ossos, dentes e em pequena quantidade no sangue e órgãos como, coração e rins. São responsáveis pelos impulsos nervosos, contrações musculares, além de determinar a saúde óssea. Outras funções importantes são relatadas: ajuda a manter regulares os batimentos cardíacos; regula a pressão sanguínea, associado a outros minerais (sódio, potássio e magnésio) e alivia a insônia. Sua absorção no corpo depende da presença de vitamina D, bem como de outros fatores, incluindo a utilização de ácidos digestivos que permitem a quebra para a absorção intestinal. A deficiência aguda do Ca é suportada pela utilização do mineral depositado no esqueleto, porém a deficiência crônica pode resultar em raquitismo, em criança, e osteoporose em adultos (BERGLUND et al., 2000; SUTER, 1999).
O Cr tem um potencial de ação no Fator de Tolerância a Glicose (GTF), assim como qual tem efeito direto na insulina. A deficiência de cromo torna a insulina menos efetiva, resultando na diminuição da tolerância à glicose (RICHARD, 1998).
O Cu é um elemento traço essencial requerido como componente de várias enzimas com função de produção de energia (citocromo oxidase); neurotransmissão (dopamina monooxidades); proteção das células contra danos que podem ser causados por radicais livres
(superóxido dismutase) e conversão do ferro para ser absorvido (ceruloplasmina). Os principais sintomas da deficiência do Cu são anemia, devido à produção deficitária de ceruloplasmina. Como conseqüência diminui a eficiência da absorção de ferro e desmineralização óssea (UAUY; OLIVARES; GONZALEZ,1998).
Sandstead (2000) sugere que a deficiência de Fe pode resultar em prejuízos neurológicos e deficiências cognitivas. Este elemento possibilita o transporte de oxigênio no sangue e outros tecidos, por ser componente de enzimas envolvidas em reações químicas no corpo, auxilia na produção de hormônios da tireóide e tecidos conectivos, porém sua deficiência resulta em anemia (COOK, 1997).
O Mg é o quarto mineral mais abundante no organismo. Participa de reações enzimáticas no corpo e é requerido na transmissão neuromuscular, necessária para reações envolvendo ATP, síntese de proteínas, ácidos nucléicos e transmissão de sinais nervosos (SARIS et al., 2000). Está envolvido na função imune, com efeito protetor nas membranas celulares (WEISINGER; BELLORIN-FONT, 1998).
O Mn é um elemento traço essencial para a estrutura óssea, onde está presente em altas concentrações, além do fígado e pâncreas. O Mn é componente de enzimas, sendo assim, previne danos causados por oxidação lipídica nos tecidos. É importante na quebra de carboidratos, na síntese de óxido nítrico e no metabolismo da glicose e glicogênio (COZZOLINO, 2005; OMS, 1998).
O B tem importante função nutricional em condições patológicas, tais como artrite e osteoporose, sendo necessário para o crescimento e manutenção óssea (NIELSEN, 2000). Ossos, unhas e dentes contêm as maiores concentrações desse mineral distribuído pelos órgãos. Estudo feito por Chapin et al. (1997), em modelos animais submetidos à exposição dietética, demonstrou que houve aumento da força de compressão nos ossos e em 32 semanas
após o final da exposição, o B encontrou-se com elevada retenção no esqueleto, o que pode ser explicado pela sua incorporação na matriz óssea.
Carneiro et al. (2002) analisaram os intervalos de referência de minerais no cabelo da população do Rio de Janeiro e observaram que a idade influencia significativamente nas concentrações de elementos. Os níveis dos elementos traço variam na presença de doenças crônico-degenerativas, podendo afetar sua biodisponibilidade (YOSHINAGA et al., 1995).
3.4.2 Biodisponibilidade
Biodisponibilidade é compreendida como a proporção real de nutrientes que será utilizada pelo organismo (COZZOLINO, 2005), sua influência em variáveis fisiológicas e dietéticas que afetam a utilização dos elementos deve ser levada em consideração quando se comparam os dados sobre as ingestões da dieta com estimativas de necessidade ou tolerância. As recomendações feitas para elementos individuais são apresentadas na forma de variações de segurança da ingestão para grupos populacionais. Estas variações não representam necessidades individuais, mas os limites da adequabilidade e segurança de ingestões médias de populações inteiras. Se a ingestão média da população cai dentro dos limites, praticamente todos os membros daquela população são considerados como tendo uma ingestão adequada (OMS, 1998).
Batzevich (1995) realizou um estudo ecológico, analisando elementos traço pelo cabelo em 17 grupos étnicos e territoriais, concluindo que a variação dos elementos traço depende da condição geoquímica ou de fatores nutricionais. Acrescenta ainda que o cabelo é um bom indicador biológico, podendo ser usado em estudos ecológicos e médicos, pois fornece a oportunidade de definir captações anormais, seleciona a influência de um único elemento ou vários e avalia o nível de stress geoquímico nas populações. Assim, a concentração de determinado elemento considerada normal no cabelo de uma população,
pode não ser normal para outra. Desse modo, os elementos traço interagem no organismo, influenciando processos fisiológicos e até desencadeando processos patológicos crônicos, por sua característica cumulativa (POZEBON; DRESSLER; CURTIUS, 1999).
3.4.3 Elementos traço e sua relação com DMO
Doenças como: hipertensão arterial (BAGCHI; PREUSS, 2005), Parkinson (HEGDE
et al., 2004), epilepsia (HIRATE et al., 2002), doença renal (D´HAESE et al., 1999), câncer (YOSHINAGA et al., 1995), osteomalácia e osteoporose (ALFVÉN et al., 2000; JÄRUP et al., 1998) são afetadas pela disponibilidade dos elementos traço no organismo.
A deficiência de magnésio interage com a osteoporose uma vez que este elemento participa da constituição óssea e o zinco regula a secreção da calcitonina da glândula tireóide que, por sua vez, tem influência na construção óssea. Já o cobre induz à diminuição do osso por supressão das funções osteoclásticas e osteoblásticas (GÜR et al., 2002; ITANI; TSANG, 1996; OKANO, 1996).
Brzóska et al. (2001) estudaram o efeito da suplementação de Zn nas mudanças induzidas por Cd na tíbia de ratos, em 12 semanas com 240 µg Zn/ml e mais 12 semanas com 50 µg Cd/ml, demonstrando que o Zn pode prevenir o acúmulo e a ação tóxica do Cd na tíbia de ratos. A exposição de Cd conduz a distúrbios no metabolismo ósseo refletido por mudanças na composição química óssea, diminuindo da densidade mineral óssea.
Hosea et al. (2004) investigaram os efeitos da deficiência de Zn na dieta e sua restrição, no desenvolvimento ósseo de ratos (23 dias) em crescimento, bem como alguns efeitos adversos causados na restrição de Zn. Observaram que a deficiência de Zn limita a formação do osso e ao mesmo tempo, acelera a reabsorção. Ambos, a deficiência e a restrição de Zn, possibilitam a osteopenia durante o envelhecimento.
Existe influência da dieta ou nutrientes específicos na massa óssea, especialmente quando este potencial, juntamente com fatores ambientais, acontece no envelhecimento (PRENTICE, 2004).
Por outro lado, Reeves, Jolley e Buckley (1975), demonstram que metais, como o chumbo, divididos em relação à idade: 1–21, 22–42 e 43–87 anos, assim como os índices do Fe, Mg, Zn e Cu em amostras de cabelo, em residentes da Índia, enquanto que o conteúdo do Co em idosos. Takeuchi et al. (1982) relataram um aumento similar nos conteúdos do Ca, Mg, Cu e Zn com o avanço da idade. Imahori et al. (1979) encontraram níveis elevados de Hg em idosos.
Gür et al. (2002) objetivaram determinar a importância dos elementos traço (minerais traço) na patogênese da osteoporose pós-menopausal, os efeitos da calcitonina, comparando o perfil mineral de 2 grupos de mulheres pós-menopausadas (70 osteoporóticas e 30 não osteoporóticas), e avaliar a eficácia da calcitonina (6 meses de suplementação de cálcio e calcitonina) e o comportamento de alguns elementos traço. Observaram que, o nível do Mg, Cu e Zn regularam com suplementação, em mulheres osteoporóticas, sugerindo mais estudos sobre a importância da composição dietética em mulheres osteoporóticas.
Järup et al. (1998) realizaram um estudo sobre a importância do cádmio como fator de risco para a osteoporose; estudaram 43 trabalhadores que se expuseram ao Cd e observaram menor DMO, no antebraço desses trabalhadores.
O índice de massa óssea foi inversamente correlacionado com o Cd urinário, e a associação permaneceu insignificante após o ajustamento da idade, do peso corporal e do
status menstrual, sugerindo um significante efeito do cádmio na perda óssea em mulheres com idade entre 40-88 anos que têm sinal de danos renais por cádmio-indução (HONDA et al., 2003).
Para analisar como os fatores de interferência agem no tecido ósseo, métodos invasivos e evasivos são realizados. Os métodos invasivos são: sanguíneos, nos quais podem ser observados os biomarcadores ósseos e biopsias, que consistem na coleta de tecido ósseo de cadáver ou modelos animais. Os métodos evasivos são: coleta urinária, no qual se observam os níveis de creatinina, a densitometria óssea, unha e cabelo (COZZOLINO, 2005).
3.5 Cabelo - indicador biológico de elementos traço
Com o cabelo, pode-se obter informações retrospectivas do status nutricional do Cr e Zn. A deficiência de Cr no cabelo de recém nascidos indica há variação desse elemento na mãe. No entanto, o conteúdo do Cr nos recém nascidos são maiores comparados com crianças mais velhas. Comparando com o sangue, o cabelo reflete melhor a desordem do Zn no organismo. Se a análise for bem realizada, os conteúdos podem diagnosticar problemas de saúde. Este método permite que o cabelo em excesso seja guardado e reutilizado para futuras análises (TORIBARA; JACKSON, 1982; HAMBIDGE; BAUM, 1972).
Strain et al. (1966) sugeriram que a análise de cabelo pode ser um importante, não traumático e simples método de avaliar o Zn no organismo. Notaram que com a suplementação de Zn, indivíduos com deficiência desse elemento aumentaram as concentrações no cabelo, demonstrando ser um indicador de variação mineral no organismo. Demonstraram também evidência de variação sazonal, e dentre as variações mais significantes observadas destaca-se o aumento do conteúdo de Zn nos meses de junho e setembro.
O cabelo leva vantagem em relação aos níveis de Cd no sangue, já que nesse analito, os níveis são baixos em relação ao cabelo. Os dados do cabelo podem ajudar na análise de populações de regiões urbanas, não expostas ocupacionalmente (PETERING et al., 1973).
Comparando o conteúdo de Mg em recém nascidos e suas mães, Saner, Dağoğlu e Özden (1985) fizeram análise utilizando o cabelo e demonstraram que baixos níveis de Mn em recém nascidos refletem a deficiência desse elemento nas mães, sendo um importante indicador de má formação uterina.
Em sua revisão, Fletcher (1982) identificou artigos que comprovaram a eficácia do cabelo para a análise de clínica médica, status mineral e toxicologia, mas alertou que as análises devem ser cuidadosas a fim de evitar falsos positivos. No entanto, o cabelo reflete mudanças metabólicas sob longo período de tempo.
Klevay et al. (1987) relataram sobre a importância de se ter uma padronização dos métodos de análise para que o potencial da utilização do cabelo seja melhor explorado pelas áreas de saúde que já se utilizam desse método para diagnósticos e terapias, como cardiologia, epidemiologia, medicina ocupacional, nutrição e toxicologia.
A análise de cabelo indica variações de elementos traço por fatores como diferenças geoquímicas, locais e hábitos nutricionais. Populações que possuem o hábito de se alimentarem com peixes e outros produtos marinhos têm altos níveis de Hg no cabelo. O que pode ser observado também com outros elementos como Mn, Fe, Zn, Cu, Cr, Co, Sb e Sc, analisados por Batzevich (1995).
Barrera e Rossi (1995) analisaram se existe correlação entre os conteúdos da urina e do cabelo. Demonstraram ter correlação positiva entre esses dois analitos. Os autores comprovaram que o cabelo é importante para investigar o consumo de drogas.
Os hábitos nutricionais refletem diferenças nos níveis dos elementos traço no cabelo com relação aos hábitos alimentares regionais. Diferenças entre níveis de elementos são indicativos de uma variabilidade individual, especificidade de sexo, atividade metabólica, exposição ocupacional, localização geográfica e hábitos alimentares. Fatores como a secreção pelas glândulas sebáceas (fonte de elementos traço e lipídeos), suor, que contém sódio,
potássio, uréia e elementos traço, descamação epidérmica e substâncias do ambiente (cosméticos e poluição), afetam o conteúdo mineral do cabelo. Contudo, a composição do cabelo é determinada pela captação de substâncias externas, bem como de substâncias advindas da corrente sanguínea (CHOJNACKA et al., 2005).
A análise de cabelo é importante para examinar o conteúdo de elementos traço tóxicos e não tóxicos no corpo por exposição ambiental ou ocupacional, tem aplicações em medicina legal e tem sido considerado como uma ferramenta no diagnóstico de deficiências nutricionais e doenças crônicas (FLETCHER, 1982). Miekeley et al. (2001) verificaram o comportamento de treze elementos (Ca, P, Mg, Sr, Ba, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Hg, Pb) em relação a doenças crônicas (hiperparatiroidismo, hipertiroidismo, hipoparatiroidismo, osteoporose e osteomalácia), monitorada pelo cabelo. Os resultados sugeriram que o cabelo funciona como registro de anormalidades no organismo e diminuição do turnover ósseo.
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 Caracterização da pesquisa
Trata-se de um estudo correlacional, que examinou possíveis relações entre as variáveis elementos traço, variável independente, densidade mineral óssea, massa livre de gordura e massa gorda, variáveis dependentes (THOMAS; NELSON, 2002).
4.2 População
A população foi composta por idosas, residentes em Brasília e cidades satélites do Distrito Federal.
4.3 Amostra
A amostra do estudo foi composta por 30 idosas, com idade média de 65.70 ± 3.96 anos, fisicamente ativas, participantes do projeto Geração de Ouro da Universidade Católica de Brasília. A amostra obedeceu aos seguintes critérios de exclusão:
- Portadores de câncer; - Diabetes tipo I;
- Doença de Alzheimer; - Quadro de desnutrição; - Prótese metálica;
- Contato direto com produtos químicos (defensivos agrícolas, resina e tintura no cabelo); - Fumantes;
- Pessoas que fazem ingestão freqüente de álcool; - Utilização de reposição hormonal.
Três idosas entraram no critério de exclusão por se apresentarem com tintura recente no cabelo, permanecendo 27 amostras para serem analisadas.
4.4
PROCEDIMENTOS E PROTOCOLOS4.4.1 Densitometria óssea
Para a determinação da composição mineral óssea dos indivíduos, foi utilizado o método absortométrico por raios X de dupla energia (DXA), aparelho lunar, modelo DPX-IQ. A técnica é baseada na atenuação de um feixe de energia (prótons) penetrante, fazendo uma varredura através da região esquelética de interesse. Os sítios ósseos são identificados por um software, baseado na mudança na energia que alcança o detector. A calibração dos materiais é usada para converter a atenuação cumulativa entre as extremidades do osso à massa do mineral dentro dele. A massa mineral mensurada representa uma média dentro da região do esqueleto – tecido ósseo, tecidos moles intra-ósseos e, dependendo da região, cavidade medular ou canal espinal (PRENTICE, 2004).
Nesta medida, os indivíduos permaneceram em decúbito dorsal sobre uma mesa, com seus membros inferiores relaxados e separados um do outro, os membros superiores posicionados ao longo do corpo com os antebraços em pronação. Os sítios escolhidos para as medidas foram as vértebras L2, L3, L4, colo do fêmur, trocânter e área de Wards. Estes sítios foram escolhidos por serem os locais onde ocorre a maior incidência de fratura osteoporótica, e grande concentração de osso esponjoso.
4.4.2 Coleta de cabelo
As amostras de cabelo foram coletadas da região occipital (nuca), de 27 voluntárias, entre 1 a 10 mm de distância do scalpo (couro cabeludo). Esta região é padronizada por ser menos susceptível à contaminação externa, além do mais quase sempre existe cabelo neste local em indivíduos calvos. Foram coletados 2 a 3 g de cabelo das idosas (POZEBON;
DRESSLER; CURTIUS, 1999). No momento da coleta, foi aplicado um questionário para obter informações a respeito dos hábitos e do estilo de vida, bem como para identificar possíveis amostras que entrassem no critério de exclusão (Anexo A).
4.4.3 Lavagem
As amostras foram processadas, de acordo com o método de lavagem desenvolvido pela International Atomic Energy Agency (IAEA). Sendo bastante estável, as amostras de cabelo não precisam ser mantidas sob refrigeração, tampouco em preservantes. O cabelo foi lavado para a remoção de partículas de poeira, suor, gordura (POZEBON; DRESSLER; CURTIUS,1999). O procedimento consistiu em 03 lavagens intercalando água ultra pura e acetona, com secagem em sistema de aquecimento brando a 70 ºC sob vácuo, utilizando o liofilizador, até massa constante, e armazenada em sacos plásticos.
4.4.4 Digestão das amostras
Antes da digestão, as amostras foram pesadas para a obtenção ou aproximação da massa a 0.30g. Em seguida, foram digeridas, utilizando 5 mL de ácido nítrico (HNO3) ultra
puro e 2,5 mL de peróxido de hidrogênio (H2O2) com sistema de digestão por microondas
para a abertura das amostras. O sistema de digestão consistiu em 30 ciclos com intervalos de 15 segundos em ácido nítrico (HNO3) ultra puro e 25 ciclos com intervalos de 15 segundos
em peróxido de hidrogênio (H2O2), todos com irradiação a 125 W. Posteriormente, o volume
do digerido foi aumentado a 25 mL com água ultra purificada (POZEBON; DRESSLER; CURTIUS, 1999; DOMBOVÁRI; PAPP, 1998).
4.4.5 Análise das amostras - método analítico
As concentrações dos 31 elementos: Ag, Al, As, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ti, V, Y, Zn e Zr, foram detectados com a análise multielementar das amostras, realizada pela espectroscopia de emissão atômica por plasma de argônio induzido (ICP-OES) e espectometria de emissão atômica (ICP-MS) (aparelho sequential ICP-AES e SPECTR AA 220 FS). O processo analítico foi controlado pelo uso de uma matriz padrão.
4.5 Análise Estatística
Para a caracterização das amostras, foram utilizadas médias e desvios-padrão. O padrão de distribuição normal das DMOs foi identificado pela prova de Kolmogorov-Smirnov. As inter-relações entre os sítios de DMO e entre os elementos traço foram determinadas pelo coeficiente de correlação de Pearson e os coeficientes não-paramétricos: ρ de Spearman e τ de Kendall, o mesmo procedimento também foi feito para composição corporal (massa livre de gordura e massa gorda). Uma análise por classificação hierárquica foi utilizada para identificar grupos de casos ou variáveis homogêneas, com base nas variáveis apresentadas, como densidade mineral óssea dos sítios (L2-L4, colo do fêmur e trocânter) e área (triângulo de Wards). Com isso, as amostras semelhantes são agrupadas entre si, produzindo uma figura (dendograma) que facilita a visualização de padrões de agrupamentos e formação de grupos entre as amostras apresentadas. A distância entre os pontos determinou a semelhança entre os mesmos, de modo que quanto mais próximo se apresentarem, mais similares serão as características das amostras. O método aproximou os pares de pontos entre si e os substituiu por um novo ponto situado na distância média entre os dois pontos. O procedimento foi repetido até que todos os pontos estivessem agrupados em um único ponto.
Para identificar diferenças entre as médias de DMO e elementos traço, a análise de variância (ANOVA) foi utilizada. Caso ocorram possíveis padrões de correlação, a análise por componentes principais foi empregada para selecionar variáveis que as expliquem.
A análise de classificação hierárquica foi repetida para as variáveis massa livre de gordura e massa gorda a fim de identificar grupos de casos ou variáveis homogêneas, em relação aos níveis de elementos traço. Com isso, as amostras semelhantes são agrupadas entre si, produzindo uma figura (dendograma) que facilita a visualização de padrões de agrupamentos e formação de grupos entre as amostras apresentadas. Para identificar diferenças entre as médias de massa livre de gordura, massa magra e elementos traço, a análise de variância (ANOVA) foi utilizada. Caso ocorressem possíveis padrões de correlação, a análise por componentes principais foi empregada para selecionar variáveis que as expliquem. O nível de significância foi definido como p = 0,01. O programa estatístico utilizado foi o programa SPSS versão 8.0.
4.6Comitê de ética
Esse estudo foi submetido e aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Católica de Brasília – UCB (ANEXO B). As idosas assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido (ANEXO C).
5.
RESULTADOSInicialmente foi realizada uma análise exploratória dos dados. A tabela 1 apresenta as características descritivas das 27 idosas nas variáveis, idade, estatura, massa corporal (MC), percentual de gordura, massa livre de gordura (MLG) e massa gorda (MG).
Tabela 1 – Características descritivas da amostra, médias e desvios padrão. Variável n=27
Idade (anos) 65,70 ± 3,96
Estatura (cm) 152,33 ± 6,58
MC (kg) 65,25 ± 13,70
% gordura 42,5 ± 9,19
MLG (kg) 37,74 ± 5,98
MG (kg) 26,85 ± 9,55
Onde: MC( massa corporal), % gordura (percentual de gordura), MLG (massa livre de gordura) e MG (massa gorda).
Com a análise ICP-OES e ICP-MS, foi possível quantificar os valores dos elementos traço. A tabela 2 representa os resultados das médias e desvios padrão dos elementos traço. Tabela 2 - Concentrações médias dos elementos traço e desvios padrão no cabelo de 27 idosas.
Os valores médios dos elementos foram determinados em mg/Kg.
Elementos Traço
D.P.* Elementos Traço
D.P.* Elementos Traço
D.P.*
Ag 0,24 ± 0,29 Hg 0,39 ± 0,86 Sc 0,671 ± 2,54 Al 15,53 ± 40,45 K 43,80 ± 69,13 Se 6,290 ± 6,79 B 1,00 ± 3,22 Li 13,27 ± 23,49 Te 0,50 ± 1,01 Ba 0,64 ± 1,1 Mg 26,37 ± 44,12 Sr 68,2 ± 77,5 Be 0,02 ± 0,22 Mn 4,86 ± 5,16 Ti 0,7 ± 1,5 Ca 760 ± 731 Mo 0,9 ± 1,5 Y 0,09 ± 0,24 Cd 0,16 ± 0,22 Na 683 ± 670 Zn 83,3 ± 80,7 Cr 4,61 ± 5,94 Ni 0,32 ± 0,53 Zr 5,7 ± 7,61 Cu 13,30 ± 15,40 Pb 38,2 ± 149,3 ___ ___ ___
Fe 10,40 ± 17,91 Sb 0,07 ± 0,24 ___ ___ ___
As,Co e V, não formam quantificados por essa metodologia. *D.P. – desvio padrão.
