Avaliação da densidade mineral óssea, conteúdo mineral ósseo e níveis séricos de cálcio, fósforo e magnésio em ratos submetidos à dieta diária de café e refrigerantes à base de cola e guaraná

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MARIA BEATRIZ CARRAZZONE CAL ALONSO

AVALIAÇÃO DA DENSIDADE MINERAL ÓSSEA, CONTEÚDO MINERAL ÓSSEO E NÍVEIS SÉRICOS DE CÁLCIO, FÓSFORO E MAGNÉSIO EM RATOS SUBMETIDOS À DIETA DIÁRIA DE CAFÉ E REFRIGERANTES À BASE DE

COLA E GUARANÁ

Piracicaba 2015

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE PIRACICABA

MARIA BEATRIZ CARRAZZONE CAL ALONSO

AVALIAÇÃO DA DENSIDADE MINERAL ÓSSEA, CONTEÚDO MINERAL ÓSSEO E NÍVEIS SÉRICOS DE CÁLCIO, FÓSFORO E MAGNÉSIO EM RATOS SUBMETIDOS À DIETA DIÁRIA DE CAFÉ E REFRIGERANTES À BASE DE

COLA E GUARANÁ

Tese apresentada à Faculdade de Odontologia de Piracicaba, da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Doutora em Radiologia Odontológica na área de Radiologia Odontológica

Orientador: Prof. Dr. Plauto Christopher Aranha Watanabe Este exemplar corresponde à versão final da tese defendida por Maria Beatriz Carrazzone Cal Alonso e orientada pelo Prof. Dr. Plauto Christopher Aranha Watanabe

Assinatura do Orientador

Piracicaba 2015

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RESUMO

O objetivo neste estudo foi avaliar e comparar a Densidade Mineral Óssea (DMO), Conteúdo Mineral Ósseo (CMO) e níveis séricos do cálcio, fósforo e magnésio em ratos submetidos à dieta diária de café e refrigerantes à base de cola e guaraná. Para isto foram utilizados 80 ratos (Rattus norvegicus albinus,

Wistar), sendo 40 machos e 40 fêmeas, com 60 dias de vida distribuídos em oito

grupos de acordo com a dieta. Após 48 dias de administração das substâncias, todos os animais foram sacrificados, coletado o sangue para as análises bioquímicas e dissecados o fêmur esquerdo de cada animal para avaliação da DMO e CMO por meio da densitometria óssea por dupla-absorção de raios X (DXA). Os resultados obtidos foram apresentados como média e erro-padrão da média, submetidos à análise de variância – ANOVA e teste de Tukey com p < 0,05. Os resultados demonstraram que os maiores valores de DMO e CMO foram encontrados nos ratos machos. Redução significativa da DMO e CMO foi observada apenas para o consumo do café nas fêmeas, enquanto que nos machos, nenhuma diferença foi encontrada. Em relação às análises bioquímicas, os ratos machos apresentaram os maiores valores séricos de cálcio, porém sem diferença estatística entre os grupos de dieta. Com referência ao fósforo as fêmeas apresentaram as maiores concentrações séricas do mineral. Para os ratos machos as maiores concentrações de fósforo foram observadas no grupo da cola em relação aos grupos do guaraná e café, porém o mesmo não diferiu do grupo controle. A avaliação do magnésio demonstrou que em ambos os sexos e apenas para o grupo do café houve aumento significativo da concentração plasmática do mineral. Todos os animais apresentaram aumento de peso durante o experimento. Os refrigerantes de cola e guaraná foram as substâncias mais consumidas quando comparadas ao café. Pôde-se concluir que alterações minerais plasmáticas relacionadas ao metabolismo ósseo do cálcio, fósforo e magnésio ocorrem e devem ser avaliadas com cautela na presença de café e refrigerantes à base de cola e guaraná. O café reduziu a DMO e CMO nas fêmeas representando desta maneira um fator de risco à fratura óssea.

Palavras-chave: Café. Cafeína. Densidade óssea. Fraturas do fêmur.

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ABSTRACT

The aim of this study was to determine the effects of the daily intake of coffee, cola and guaraná soft drinks on bone mineral density and blood levels of calcium (Ca), phosphorus (Pi) and magnesium (Mg) in male and female rats. Sixty- days-old Wistar rats were divided into four groups according to the test drink, namely control (water), cola, guaraná and coffee. After 48 days, all animals were sacrificed, had their blood collected for biochemical analyzes and their femora evaluated for bone mineral density (BMD) and bone mineral content (BMC). All animals gained weight during the experiment. Consumption was highest for cola and lowest for coffee. Changes in BMD appeared only in females of the coffee group. As for BMC, males showed higher values across groups, while coffee intake provoked significant BMC reduction in females. Regarding blood biochemistry, males showed higher serum Ca levels across groups. While Pi levels were similar across groups for females, males in the guaraná group showed significantly lower Pi levels. Coffee intake produced a significant increase in Mg levels regardless of gender. Taken together, our data suggest that daily coffee intake can lead to decreased BMD and BMC in female rats, and that habitual consumption of coffee, cola and guaraná soft drinks may induce changes in the levels of blood minerals essentially related to bone metabolism.

Keywords: Coffee. Caffeine. Bone density. Bone fractures.

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SUMÁRIO

DEDICATÓRIA xiii

AGRADECIMENTOS xvii

LISTA DE FIGURAS xxi

LISTA DE TABELAS xxiii

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS xxv

LISTA DE SÍMBOLOS xxvii

1. INTRODUÇÃO 1 2. REVISÃO DA LITERATURA 5 3. PROPOSIÇÃO 30 4. MATERIAL E MÉTODOS 31 5. RESULTADOS 38 6. DISCUSSÃO 43 7. CONCLUSÃO 53 REFERÊNCIAS 54 ANEXO 64 xi

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DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a Deus, pois sempre me iluminando e abençoando com seu infinito amor permitiu mais esta caminhada em minha vida. Sem Ele nada seria possível.

Aos meus pais Maria Alice e Jesus, que sempre me incentivaram e me ajudaram a realizar os meus sonhos. Pais muito dedicados e amorosos sou grata a Deus por existirem em minha vida.

À minha amada irmã Marina, obrigada por ser um presente de Deus pra mim, por estar presente sempre e por ser este Ser Humano lindo e abençoado.

A todos os meus familiares, avós, tios, primos e amigos que estiveram comigo em todas as fases da minha vida e em mais esta jornada, mesmo à distância, me incentivando e me encorajando, agradeço de coração. Sem vocês o caminho teria sido mais difícil, obrigada minha família pelo apoio sempre!

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“Tudo posso naquele que me fortalece” Filipenses 4:13.

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AGRADECIMENTOS

Professor Dr. Plauto Christopher Aranha Watanabe, meu Orientador, muito obrigada pelo incentivo à pesquisa desde a minha formação acadêmica. Obrigada pela confiança em mim depositada para a realização deste trabalho. Agradeço o respeito, atenção e amizade sempre.

Professora Drª. Solange Maria de Almeida, profissional exímia que me conduziu e ajudou a trilhar a minha trajetória, sempre com muito carinho e respeito, dentro e fora da Faculdade. Obrigada pela amizade, confiança, dedicação a mim destinada e pela enriquecedora e prazerosa convivência. Tenho na senhora um grande exemplo de profissionalismo e de pessoa. Sentirei muitas saudades da senhora; minha professora e minha amiga.

Professor Dr. Frab Norberto Bóscolo, exemplo de profissionalismo e ser Humano excepcional. É um imenso prazer poder tê-lo como exemplo em minha vida e ter podido contar com este Pai que o senhor é. Minha admiração e carinho pelo senhor são imensuráveis. Tenho orgulho de poder ter sido sua aluna.

Professor Dr. Francisco Haiter Neto, profissional exemplar, obrigada pelos ensinamentos, pela amizade, atenção e disponibilidade desde sempre comigo. Agradeço a confiança em mim depositada para poder realizar este trabalho que nasceu despretensiosamente em um dos seminários do curso e foi imediatamente incentivado pelo senhor, que não mediu esforços para que pudéssemos coloca-lo em prática da melhor maneira possível. Obrigada pelo apoio como profissional e como pessoa. Meu reconhecimento, respeito e admiração sempre.

Professora Drª. Solange Aparecida Caldeira Monteiro aprendi muito com a nossa amizade que se iniciou desde o meu período como aluna de graduação e que se fortaleceu nesta jornada da pós-graduação. Agradeço a valiosa contribuição como Banca examinadora no meu processo de Qualificação. Obrigada pela amizade e carinho. A minha sincera gratidão e respeito sempre para com a senhora.

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Professora Drª. Gláucia Maria Bovi Ambrosano, que sempre em meio aos seus afazeres teve paciência e disponibilidade quando eu precisava de seu auxílio. Obrigada pela amizade que construímos.

Professora Drª. Déborah de Freitas França, minha conterrânea de São José do Rio Preto e que por ser exemplo de profissionalismo hoje ocupa o cargo de Professora desta Faculdade, agradeço todos os ensinamentos, ajuda durante o curso, dentro e fora da Faculdade, à amizade, atenção e carinho sempre para com a minha pessoa. Muito obrigada, minha sincera gratidão.

Professor Dr. Mário Jefferson Quirino Louzada por toda atenção e disponibilidade para com a minha pessoa e por permitir a realização de parte deste trabalho em seu laboratório de Biofísica da FMVA – UNESP, muito obrigada.

Professora Drª. Fernanda Klein Marcondes por colaborar na realização deste trabalho, por toda a ajuda durante os experimentos e análises laboratoriais. Agradeço imensamente a atenção, ensinamentos e amizade.

Às Professoras Drª. Ana Cláudia Rossi e Michelle Franz Montan Braga Leite por contribuírem com seus ensinamentos como Banca examinadora no processo de Qualificação.

É imensa e eterna a minha gratidão para com todos vocês, meus queridos Professores. Os ensinamentos prestimosos e enriquecedores eu levarei comigo, tanto profissional quanto pessoalmente. Tenho, em cada um, exemplos de profissionalismo e caráter. Agradeço o respeito, confiança, carinho e amizade, sempre. Muito Obrigada por tudo!

Agradeço em especial aos amigos eternos que fiz desde a minha entrada no curso de Mestrado e que perpetuaram a caminhada junto comigo no curso de Doutorado, alguns, mesmo que à distância, sempre tiveram sua importância e assim permanecerão no meu coração: Débora Távora, Monikelly Nascimento, Carla Beatriz Klamt, Amanda Medeiros Araújo, Laura Ramírez, Luana Bastos, Frederico Sampaio,

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Isabela Crusoé, Manuela Belém, Carolina Cintra, Matheus Oliveira, Daniela Brait. Formamos uma família em Piracicaba, o que sem dúvida tornou a realização desta etapa muito mais fácil e prazerosa.

Aos amigos que puder reconhecer ao longo da jornada e que se tornaram meus irmãos, compartilhando o dia-a-dia da melhor maneira que se pode imaginar: Thiago Gamba, Danieli Brasil, Luciana Jácome, Mayra Yamasaki, Karla Vasconcelos, Gustavo Santaella, Yuri Nejain, Gina Roque Dela Torres, Amaro Vespasiano, Rafaela Argento. Meus amigos queridos, a distância não importa quando o sentimento é verdadeiro, vocês moram no meu coração.

A todos os colegas do Programa de Pós-Graduação em Radiologia Odontológica, muito obrigada pela convivência e por todas as horas de aprendizado mútuo, cumplicidade, descontração e alegria durante o curso: Priscila Peyneau, Débora Duarte, Liana Ferreira, Taruska Ventorini, Luciana Aguiar, Anne Caroline Oenning, Saulo Melo, Gabriela de Rezende, Phillipe Nogueira, Henrique Martins, Tiago Souza, Anne Caroline Brito, Maria Augusta Portela, Francielle Verner, Leonardo Peroni, Eliana Dantas, Helena Aguiar, Polyane Queiróz, Raquel de Castro, Amanda Farias, Saione Sá, Ilana Sanamaika, Tiago Nascimento.

Ás minhas amigas especiais e eternas: Gláuce Crivelaro, Vanessa Fagundes, Iliana Sabattini, Daniela Takahashi, Marielen Denadai agradeço de coração a amizade e o incentivo sempre, em todas as fases da minha vida.

Às minhas queridas amigas que dividiram apartamento comigo durante minha estadia em Piracicaba, Mayra Melo, Débora Távora e Monikelly Nascimento. Sem dúvida vocês fizeram da nossa casa um ambiente aconchegante e prazeroso de se viver. Cada conversa, gesto e sentimento de tudo o que vivemos estará sempre na minha memória e no meu coração. Obrigada por serem amigas especiais.

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Ás alunas do Curso de Pós-Graduação em Fisiologia da FOP-UNICAMP, por toda ajuda durante os experimentos e análises, pelos ensinamentos e amizade: Rafaela Costa, Andréa Sanches, Cristina Macedo.

Aos funcionários da Disciplina de Radiologia Odontológica da Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Luciane, Giselda, Waldeck e Fernando, meus amigos, obrigada pela atenção e auxílio de sempre, nos momentos de trabalho e muito aprendizado. Agradeço por estes seis anos de convívio intenso, desde o meu ingresso no curso de Mestrado, obrigado por serem pessoas especiais, exemplos de profissionais exímios e pessoas maravilhosas. Esta amizade eu levarei para sempre.

Aos funcionários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba, pelos serviços prestados sempre com muito respeito, profissionalismo e prontidão. Agradeço a convivência harmoniosa.

Ao funcionário técnico do laboratório de Biofísica da FMVA – UNESP, Pedro Luís Florindo, muito obrigada por toda ajuda durante o experimento e análises, pelos ensinamentos e amizade.

Às funcionárias da Radiologia Odontológica da Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto – USP, Regina e Damaris, sempre atenciosas e gentis, também agradeço a convivência harmoniosa e à amizade.

À UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas, pela oportunidade de aprender e realizar este curso.

A CAPES pelo apoio financeiro, por meio da bolsa de estudo oferecida.

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LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1 Densitômetro de dupla-emissão de raios-X (DXA) – modelo DPX – Alpha, Lunar®.

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FIGURA 2 Densitômetro de dupla-emissão de raios-X (DXA) – modelo DPX – Alpha, Lunar® com as peças ósseas para o escaneamento.

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FIGURA 3 Software para animais de pequeno porte do

densitômetro de dupla-emissão de raios-X (DXA) – modelo DPX – Alpha, Lunar® com as peças ósseas e demarcada a região de interesse – epífise proximal do fêmur.

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LISTA DE TABELAS

TABELA 1 – Comparação do conteúdo de cafeína de acordo com a substância.

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TABELA 2 – Grupos experimentais de acordo com a dieta utilizada.

32

TABELA 3 – Média da DMO (g / cm²) da epífise proximal do fêmur (desvio padrão) em função do grupo e do sexo

38

TABELA 4 – Média de CMO (cm²) da epífise proximal do fêmur (desvio padrão) em função do grupo e do sexo.

38

TABELA 5 – Média de Cálcio mg / Dl (desvio padrão) em função do grupo e do sexo.

39

TABELA 6 – Média de Fósforo mg / Dl (desvio padrão) em função do grupo e do sexo

40

TABELA 7 – Média de Magnésio mg / Dl (desvio padrão) em função do grupo e do sexo

40

TABELA 8 – Avaliação do ganho de peso corporal (%) 41 TABELA 9 –. Média e desvio padrão do consumo dos líquidos

em função do grupo e do sexo.

42

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CMO Conteúdo mineral ósseo

ºC Grau Celsius

DMO Densidade mineral óssea

Dp Desvio-padrão

DXA Absorção por dupla emissão de

raios X

EUA Estados Unidos da América

Ml Mililitro

PMO Pico de massa óssea

PTH Paratormônio

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LISTA DE SÍMBOLOS

® _{Marca Registrada}

% Porcentagem

G Grama

cm² Centímetro quadrado

g / cm² Grama por centímetro

quadrado

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Avaliação da densidade mineral óssea, conteúdo mineral ósseo e níveis séricos de cálcio, fósforo e magnésio em ratos submetidos à dieta diária de café e refrigerantes à base de cola e guaraná

1 Introdução

Atualmente na sociedade contemporânea, caracterizada pela corrida capitalista onde “tempo é dinheiro”, a realidade do estresse, seja ele físico ou emocional vivido pelo homem tem sido muito questionada e maior atenção tem sido dada às questões ligadas ao desenvolvimento de políticas de promoção de saúde que visem uma vida mais longa e com mais qualidade. Desse modo, a qualidade de vida constitui o paradigma da década, no qual uma vida melhor passa a ser um dos maiores direitos do homem moderno.

Os avanços da Medicina e das demais áreas da saúde, incluindo a Odontologia, proporcionaram ao ser humano, o surgimento de novos métodos para avaliação e diagnóstico de diversas doenças, contribuindo cada vez mais para a melhoria da sua qualidade de vida. As pesquisas recentes se dedicam principalmente em investigar e detectar enfermidades num período de tempo mais curto, visando o diagnóstico precoce e a prevenção de doenças. Com o crescente aumento da expectativa de vida da população e a relevância na busca pelo envelhecimento saudável, torna-se de fundamental importância o conhecimento clínico e social de patologias crônico-degenerativas que interferem significativamente na qualidade de vida do indivíduo como é o caso da osteoporose (Johnell e Kanis, 2006). Assim como o conhecimento de condições que podem interferir no metabolismo ósseo, como por exemplo, o fator nutricional, atentando para alguns componentes da dieta que podem interferir na manutenção do tecido ósseo saudável (Devlin e Sloan, 2002; Ho et al. 2004).

Os ossos são estruturas inervadas e irrigadas e que apresentam grande sensibilidade e capacidade de regeneração. Como é um tecido vivo e dinâmico, se renova permanentemente durante a vida toda, sendo esse sistema de construção e destruição do tecido ósseo denominado de remodelação óssea. Sabemos que uma mudança contínua acontece em todos os ossos ao longo da vida, sendo que acontecem em ciclos e são devido à maior ou menor atividade dos osteoblastos e

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osteoclastos, que constituem os grupos de células responsáveis pela formação e reabsorção óssea respectivamente, que teremos um maior ou menor grau de formação e reabsorção do tecido ósseo (Parfitt, 1987; Tsuang et al. 2006; Lu, Lai e Chan, 2008).

Os osteoclastos desse modo aparecem na superfície do osso e vão realizar a reabsorção, processo no qual os cristais de fosfato de cálcio são removidos do osso para serem absorvidos pelo sangue. Logo após esta fase, temos a formação de novo osso pelos osteoblastos. Este processo de remodelação é fisiológico e é utilizado pelos ossos do organismo para a manutenção da massa óssea esquelética normal. A matriz inorgânica do osso por sua vez, é composta principalmente de minerais de cálcio e fósforo. Estes minerais, que ocupam aproximadamente dois terços do peso do osso conferem ao mesmo, dureza e força. Já o magnésio é um mineral fundamental para a função normal do cálcio e fósforo, auxiliando na fixação do cálcio na massa óssea e, portanto, na manutenção da resistência óssea (Parfitt, 1987; Tsuang et al. 2006).

A compreensão da massa óssea e as mudanças que ocorrem nos processos de aquisição e perda que ocorrem ao longo da vida são muito importantes para a descoberta de fatores determinantes da fragilidade óssea em grupos de indivíduos de várias idades. Sabe-se que a nutrição é um fator modificador importante no desenvolvimento e manutenção da massa óssea. Os componentes da dieta como as proteínas, vitaminas e minerais são necessários para a manutenção do metabolismo ósseo normal (New, 1999; Sarazin et al., 2000). Em referência aos componentes da dieta humana, a relação entre o consumo de cafeína e o possível desenvolvimento de algumas doenças tem despertado o interesse de pesquisadores. Nesse contexto, é sabido que a cafeína induz a perda de cálcio e influencia no desenvolvimento normal do tecido ósseo (Lacerda et al., 2010). Tem sido reportado ainda que o consumo de refrigerantes à base de cola (que contém cafeína na sua composição) também atua como possível responsável pela diminuição da DMO, devido à diminuição da função

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renal associado a outros fatores. Mesmo assim, há na literatura uma contradição sobre os reais efeitos desses refrigerantes (Ogur R, et al., 2007) e do café (Tsuang, et al., 2006) no osso e no metabolismo do cálcio sistêmico.

O aumento da expectativa de vida da população implica no aumento da probabilidade de ocorrência de doenças osteometabólicas, como a osteoporose. A doença é caracterizada pela deterioração da microarquitetura óssea, com consequente redução da DMO do esqueleto, comprometendo a força e a qualidade óssea e consequentemente predispondo o indivíduo a aumento do risco de fraturas decorrentes de traumas de baixa energia ou menor impacto (Consensus Development Conference Statement, 1991; Johnell e Kanis, 2006). Desse modo, leva ao aumento da morbidade e mortalidade acarretando enormes custos sociais aos sistemas de saúde (Johnell e Kanis, 2006; Caliri et al., 2007). De acordo com os dados do Censo de 2010 realizado pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, o Brasil será em 30 anos um país "adulto e maduro". Os resultados revelaram que embora o Brasil seja um país jovem, nos últimos 10 anos o topo da pirâmide está se alargando. Entre 2000 e 2010 diminuiu de 65% para 58% o percentual de pessoas com até 34 anos de idade e em números absolutos a população idosa aumentou de 14 mil para 17 mil pessoas, dentre estas, milhares têm 95 anos ou mais. Em 2012 a expectativa de vida dos brasileiros foi de 74 anos. Desse modo, com o crescente envelhecimento da população torna-se necessário que os profissionais da área da saúde desenvolvam novos métodos auxiliares que contribuam para o diagnóstico e rastreio de doenças, possibilitando melhora na qualidade de vida do indivíduo.

Há evidências de que na osteoporose a perda óssea é resultado de um desequilíbrio entre a reabsorção e a formação óssea, sendo que inúmeros fatores sistêmicos e locais atuam sobre esse sistema, como os fatores raciais e genéticos, atividade física, influência hormonal e os aspectos nutricionais citados anteriormente. A osteoporose então resulta do processo de rarefação que caminha do osso normal até o osso mais poroso e ocorre quando os osteoclastos

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criam uma cavidade excessivamente profunda que não consegue ser suficientemente preenchida pelos osteoblastos ou quando estes não conseguem preencher uma cavidade de reabsorção normal, o que caracteriza a osteoporose senil, mas que pode ser agravado dependendo da presença e severidade dos fatores sistêmicos, locais e nutricionais (Johnell e Kanis, 2006).

O Cirurgião-Dentista tem como um de seus objetivos a manutenção da saúde oral do seu paciente, sendo assim, é de fundamental importância o conhecimento a respeito das características anatômicas e das condições fisiológicas do tecido ósseo, responsável pela sustentação dos dentes. Alterações da estrutura óssea dos maxilares podem influenciar nos procedimentos odontológicos e interferir no planejamento e conduta clínica, como por-exemplo no tratamento periodontal, na fixação de implantes, reparos cirúrgicos, movimentos ortodônticos e ortopédicos. Por isso, a importância e estudo de condições que podem afetar os ossos do complexo maxilofacial.

Considerando o café uma bebida de tradição brasileira com elevado consumo diário no país (Camargo e Toledo, 1998; Hogan, Hornick e Bouchoux, 2002) aliado ao crescente consumo de refrigerantes por crianças, jovens e adultos, a realização deste trabalho é justificada uma vez que existem controvérsias sobre os efeitos dessas substâncias no metabolismo ósseo juntamente com a escassez de trabalhos.

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2 Revisão da literatura

2.1Estrutura óssea: aspectos histofisiológicos do metabolismo ósseo

O tecido ósseo que forma o esqueleto possui um alto grau de rigidez e resistência à pressão. Por isso, suas principais funções estão relacionadas à proteção e à sustentação do corpo humano. (Tratado de Fisiologia Médica, Arthur C. Guyton & John E. Hall). No tecido ósseo encontramos alguns tipos celulares típicos, dentre eles destacam-se os osteócitos, que são localizados em cavidades ou lacunas dentro da matriz óssea. Destas lacunas formam-se canalículos que se dirigem para outras lacunas, tornando assim a difusão de nutrientes possível graças à comunicação entre os osteócitos. Esse tipo celular possui papel fundamental na manutenção da integridade da matriz óssea. Os osteoblastos são as células responsáveis por sintetizar a parte orgânica da matriz óssea, composta por colágeno tipo I, glicoproteínas e proteoglicanas. Também concentram fosfato de cálcio e são responsáveis pela formação da matriz que será posteriormente mineralizada. Possuem sistema de comunicação intercelular semelhante ao existente entre os osteócitos. Estes inclusive originam-se de osteoblastos, quando os mesmos são envolvidos completamente por matriz óssea. Já os osteoclastos são células sinciciais gigantes e multinucleadas, extensamente ramificadas, derivadas de monócitos que atravessam os capilares sanguíneos. Eles estão presentes nas lacunas de reabsorção do osso trabecular e participam desse modo dos processos de absorção e remodelação do tecido ósseo. As dilatações dos osteoclastos, através da sua ação enzimática, escavam a matriz óssea, formando depressões conhecidas como as Lacunas de Howship (Tratado de Fisiologia Médica, Arthur C. Guyton & John E. Hall).

Além de componentes celulares citados acima, que compõem a fase orgânica dos ossos, a parte inorgânica, que compreende 70% da estrutura do tecido ósseo é a grande responsável por armazenar substâncias, sobretudo íons de cálcio (aproximadamente 99% do total) e fosfato (aproximadamente 85% do

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total), além de possuir na sua constituição colágeno Tipo I onde se depositam cálcio e fósforo na forma de cristais de hidroxiapatita. O cálcio desempenha importante papel no crescimento e desenvolvimento normal do tecido ósseo e dos dentes, sendo os ossos também os seus principais locais de armazenamento. É importante salientar que a resistência final óssea vai estar intimamente ligada a essa deposição mineral no osso formado (Szejnfel, 2001). A extrema rigidez que caracteriza o tecido ósseo é, portanto, resultado da interação entre o componente orgânico e o componente mineral da matriz. Na presença da osteoporose o colágeno e os depósitos minerais são desfeitos muito rapidamente e a formação do osso torna-se mais lenta. Com menos colágeno, surgem espaços vazios que culminam por enfraquecer o osso (Vondraceck, 2004).

Nas mulheres após a menopausa, além dos índices de reabsorção e remodelação estarem diminuídos, há um grande desequilíbrio entre esses dois processos. Os osteoblastos, apesar de ativos, não são capazes de reconstruir completamente as cavidades ósseas reabsorvidas pelos osteoclastos, iniciando- se a partir daí, uma perda excessiva de massa óssea (Vondraceck, 2004).

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2.2Cálcio

Além de ser o mineral presente em maior quantidade no organismo humano, o cálcio é um nutriente essencial para a mineralização dos ossos, dentes e também para a regulação de reações intracelulares em diversos tecidos. Cerca de 1 a 2% do peso corporal do adulto encontra-se na forma de cálcio. Do total do mineral no organismo, 99% localiza-se nos ossos e dentes e o restante encontra- se distribuído nos tecidos moles e fluído extracelular. Em relação à estrutura, o cálcio consiste principalmente em cristais de hidroxiapatita [Ca10(PO4)6 (OH)2], já a

sua fração circulante no organismo é dividida em 50% na forma ionizada- fisiologicamente ativa; 40% ligado a proteínas não difundíveis e biologicamente inativas e 10% complexadas com fosfato, bicarbonato e citrato. (Szejnfel, 2001; Vondraceck, Chen e Csako, 2004).

O esqueleto é o principal reservatório de cálcio e um dos responsáveis pela manutenção da concentração de cálcio sérico. Este por sua vez, é rigidamente controlado por ações hormonais que envolvem o intestino, os rins e os ossos. As funções fisiológicas do cálcio são vitais para que a manutenção do cálcio sérico permaneça em níveis normais e a desmineralização óssea pode ocorrer quando a ingestão do mineral é insuficiente (Heaney, 2006). O organismo humano é capaz de se adaptar rapidamente às variações dos níveis de cálcio na dieta, porém isso pode acarretar algumas consequências e doenças como, por exemplo, a osteoporose.

O trato digestório e os rins são os responsáveis por regular a absorção e excreção de cálcio e juntamente com o tecido ósseo determinam o balanço deste íon no corpo humano (Favus et al., 2006). Dessa maneira, o cálcio nos ossos deve estar em equilíbrio com o cálcio no sangue e esta regulação do cálcio plasmático é controlada por um complexo sistema fisiológico hormonal que envolve predominantemente três hormônios: o paratormônio - PTH (hormônio da glândula paratireoide), o calcitriol (forma ativa da vitamina D), estes dois considerados

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hipercalcêmicos e a calcitonina, considerada hipocalcêmico. Isto ocorre da seguinte maneira: a diminuição do cálcio plasmático sensibiliza o receptor sensor de cálcio e/ou canais de cálcio dependentes de voltagem localizados na membrana plasmática de células da paratireoide, dando início à cascata de transdução de sinal que resulta na secreção do PTH (Brown e Jupper, 2006). O PTH por sua vez irá atuar no osso, estimulando a sua reabsorção, liberando íons cálcio para a circulação e também nos rins, elevando a reabsorção tubular de cálcio. Ao mesmo tempo, o PTH estimula a síntese de Vitamina D- calcitriol nos rins, que por sua vez irá estimular o transporte transepitelial de cálcio no intestino e no osso, elevando a reabsorção. Quando os níveis plasmáticos de cálcio voltam ao normal a glândula tireoide secreta a calcitonina. Esta vai atuar na desativação dos osteoclastos, inibindo os efeitos calcêmicos da reabsorção óssea (Lian et al., 1999).

Muitos fatores contribuem para a maior ou menor absorção de cálcio no organismo. O crescimento, a gestação e lactação, hiperparatireoidismo e elevadas concentrações do hormônio calcitriol influenciam positivamente, resultando na absorção do cálcio. Já fatores como a idade, diminuição da secreção do calcitriol e ingestão excessiva de gorduras, fibras e fósforo acabam interferindo para a diminuição da absorção do mineral. Como vemos, a absorção intestinal de cálcio e a adequada atuação dos hormônios envolvidos são de fundamental importância na manutenção da massa óssea e qualquer fator nutricional que interfira nesse sistema irá comprometer a massa óssea final do indivíduo.

O conteúdo de cálcio nos ossos é responsável pelo ajuste entre a formação óssea (transferência do mineral do sangue para o osso) e a reabsorção óssea (transferência do mineral do osso para o sangue). Assim, a redução da reserva esquelética de cálcio é equivalente à redução de massa óssea, e o aumento ou adequação da reserva é equivalente ao ganho de massa óssea. Heaney et al. (2006b) relatam que a ingestão adequada de cálcio na dieta contribui para o aumento da massa óssea durante o crescimento, a redução da perda do mineral

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com o avanço da idade e ainda para a diminuição nas taxas de fraturas decorrentes da osteoporose.

O ganho de massa óssea em um indivíduo normal caracteriza-se por ser um processo lento e progressivo e que acompanha o crescimento linear, desde a fase intrauterina, passando pela infância até o final da adolescência. O aumento da massa óssea que ocorre em homens e mulheres pode correr até os 20 ou 30 anos, quando a reabsorção e formação óssea entram em equilíbrio. Este período que ocorre no final da maturação do esqueleto é determinado de PMO e tem sido destacado como o principal determinante da massa óssea e consequentemente para o risco de fraturas osteoporóticas (Maktovick et al., 1994). Dessa maneira a DMO de indivíduos adultos e idosos depende do PMO adquirido até o final da segunda década de vida (Van der Sluis e Muinck Keizer-Schrama, 2001).

A diminuição da produção de estrógeno que ocorre na menopausa nas mulheres está associada à aceleração na perda de massa óssea, em parte, devido à queda na diminuição da absorção intestinal de cálcio, e também à elevada taxa de remodelamento ósseo que ocorre; deste modo, a ingestão adequada de cálcio na dieta nesse período é de fundamental importância para a manutenção da massa óssea. Kalwarf et al. (2003) comprovaram em seu estudo que mulheres que ingeriam leite menos de 1 vez / semana durante a infância e adolescência apresentaram maior risco de fraturas após os 50 anos de idade.

Cumming et al. (1997) e Shea et al. (2002) demostraram efeitos positivos da suplementação de cálcio por meio da dieta na redução do risco de fraturas de quadril e coluna em mulheres idosas. Mas os autores ressaltam que estes resultados devem ser avaliados com cautela, uma vez que a reserva de cálcio no esqueleto pode ser afetada por variáveis de estilo de vida benéficas como a prática de exercícios físicos, exposição solar, dieta adequada quanto à proteína, fósforo e magnésio; ou variáveis com efeitos deletérios, como fumo, bebidas alcoólicas, medicamentos e o próprio perfil hormonal.

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O que verificamos é que sem dúvida, a dieta adequada de cálcio é de fundamental importância para a manutenção da massa óssea, porém, devemos considerar as diversas variáveis que podem interferir no metabolismo ósseo.

2.3 Fósforo

O fósforo é o segundo mineral mais abundante no organismo humano. Cerca de 85% do total de fósforo encontra-se de forma cristalina nos ossos e os 15% restantes estão nos fluídos extracelulares, sob a forma de fósforo inorgânico. Dentre suas inúmeras funções, destaca-se como componente estrutural das células; constitui parte dos ácidos nucléicos, necessários para a síntese proteica; tem participação em processos bioquímicos, incluindo a geração e transferência de energia celular e é elemento fundamental na manutenção da produção iônica para a mineralização óssea (Tratado de Fisiologia Médica, Arthur C. Guyton & John E. Hall).

O nível sérico de fósforo pode variar muito durante o dia, influenciado por alguns fatores como a idade, sexo, dieta e alguns hormônios. Dentre eles, o PTH se destaca como o principal hormônio regulador da absorção e excreção do mineral no organismo. A baixa ingestão de fósforo ocasiona o aumento da sua reabsorção, enquanto que na hipercalcemia, onde se tem elevado nível de cálcio no sangue, a diminuição da reabsorção de fósforo pode ser verificada (Tratado de Fisiologia Médica, Arthur C. Guyton & John E. Hall).

Uma dieta pobre em fósforo pode levar o indivíduo a desenvolver um quadro conhecido como hipofosfatemia, cujos sintomas incluem perda de apetite, anemia, fraqueza muscular, dores ósseas, raquitismo e osteomalácia. Em contrapartida, em elevadas concentrações de fósforo, como é o caso da hiperfosfatemia, a calcificação de tecidos moles pode ser observada (Tratado de Fisiologia Médica, Arthur C. Guyton & John E. Hall).

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2.4 Magnésio

O magnésio é um mineral encontrado nos alimentos e constitui o quarto mineral mais abundante no organismo humano. É essencial para o funcionamento e regulação da contração muscular, do equilíbrio dos elementos que compõem o sangue e da eficiência de muitas enzimas. Cerca de 50% do total de magnésio no corpo humano é encontrado nos ossos. A outra metade encontra-se, predominantemente, no interior das células de tecidos e órgãos e apenas 1% é encontrado no sangue. É importante ressaltar que o organismo trabalha rigorosamente para manter constantes os níveis sanguíneos de magnésio (Rude, 1998).

O magnésio é um mineral tão importante que é necessário para mais de 300 reações bioquímicas do corpo. Ele ajuda, por exemplo, a manter normais as funções dos músculos e nervos, além de um ritmo cardíaco regular, o sistema imunológico saudável e os ossos fortes (Wester, 1987). Auxilia também na regulação dos níveis de açúcar no sangue, promovendo uma pressão arterial normal. Este mineral é conhecido por estar envolvido diretamente no metabolismo energético e de síntese proteica (Saris et al., 2000). Ele é necessário para ativar várias enzimas que controlam o metabolismo de carboidratos, gorduras e eletrólitos, além de auxiliar na utilização de outros minerais essenciais incluindo o cálcio e para construir os ácidos nucleicos e de demais proteínas do corpo. Sem a adequada quantidade de magnésio a produção de energia e de proteínas não poderá ser feita em quantidade suficiente para o crescimento e desenvolvimento normal do organismo (Mildred, 1980).

Como o magnésio é essencial para uma boa saúde, a quantidade de ingestão diária adequada deve ser sempre mantida por meio de uma dieta equilibrada. A deficiência de magnésio pode resultar em níveis baixos de cálcio no sangue (hipocalcemia) (Shills, 1999). Algumas evidências sugerem que a deficiência do mineral pode ser mais um fator de risco para a osteoporose pós-

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menopausa, já que ele é necessário para a absorção e fixação do cálcio na massa óssea e consequentemente influência na força óssea. Isso ocorre porque a deficiência de magnésio altera o metabolismo de cálcio e dos hormônios que regulam o cálcio no sangue (Elisa, Milionis e Siamopoulos, 1997).

Estudo de Tucker et al. (1999) observou que a alta ingestão de magnésio foi capaz de manter a DMO em maior grau do que uma baixa ingestão. Ou seja, dietas que proporcionam níveis recomendados de magnésio são benéficas para a saúde óssea, porém, os autores salientam que uma investigação mais aprofundada sobre o papel do magnésio no metabolismo ósseo e da osteoporose ainda é necessária. Ainda tem sido demonstrado que a interação do cálcio com o magnésio tem sua ação na preservação do CMO com balanço positivo de cálcio no organismo (Khan et al., 2001).

Em sua pesquisa com animais De Salvo e De Salvo, 2008 demonstraram que numa dieta alimentar carente de magnésio, o esqueleto não se desenvolve; a taxa de cálcio no sangue (calcemia) bem como nos músculos fica muito baixa (hipocalcemia), o que tem como consequência a convulsão e a morte, se a carência do mineral for muito prolongada. De modo inverso, uma sobrecarga de magnésio conduz a um esqueleto bem desenvolvido e a um aumento de peso em curto período. Ainda em seu trabalho, os autores defendem que o magnésio parece agir por intermédio das glândulas paratireoides, cujo papel no metabolismo do cálcio é primordial e tal ação seria uma transferência de cálcio operada a partir de uma solubilização do mesmo por parte de sais halogênios de magnésio.

Podemos concluir que o magnésio possui ação essencial na fixação do cálcio nos ossos, desde que tenha uma quantidade mínima de cálcio no organismo e que a sua falta causa deficiência na estrutura e formação óssea, principalmente no período da infância e adolescência, com consequências na fase adulta e senil. Porém, mais estudos ainda são necessários para investigar qual

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seria a quantidade necessária de ingestão indicada para a prevenção de doenças ósseas e, principalmente, para ajudar no processo de formação óssea.

2.5 Cafeína

A cafeína é um derivado metilado de bases purínicas estruturalmente identificada como 1,3,7-trimetilxantina e é considerada como a substância psicoativa mais consumida em todo o mundo por pessoas de todas as idades, independentemente do sexo e da localização geográfica (Institute of Food Technologists,1983; Couper-Smartt e Couper-Smartt, 1984; Leonard, Watson e Mohs, 1987; Stavric, 1988). Esse alcaloide está presente na natureza em mais de 63 espécies de plantas, entre elas, destaca-se o guaranazeiro, que apresenta os maiores teores de cafeína, principalmente nas sementes.

A relação entre o consumo de cafeína e o desenvolvimento de possíveis doenças tem despertado o interesse de muitos pesquisadores no mundo todo. Mesmo com resultados de pesquisas já efetuadas e outras que se encontram em andamento, os reais efeitos da cafeína no metabolismo ósseo ainda são controversos (Tsuang et al., 2006) e não existem evidências de que quantidades moderadas de cafeína (aproximadamente 300 mg / dia) sejam prejudiciais à saúde de um indivíduo normal (Institute of Food Tehcnologists, 1998; Finnegan, 2003). Porém, tem sido demostrado que um consumo superior a 400 mg / dia pode levar ao estado conhecido como “cafeinismo” cujos sintomas mais comuns são ansiedade, inquietação, tremores irritabilidade, perda de apetite, tensões musculares e palpitações cardíacas (Institute of Food Technologists, 1983; Couper-Smartt e Couper-Smartt, 1984; Stavric, 1988; Institute of Food Tehcnologists, 1998; Finnegan, 2003; Victor, Lubestky e Greden, 1981; Von Borstel, 1983; McKim e Mckin, 1993; Barone e Roberts, 1993). Mais recentemente, Sadock e Sadock (2012) relataram que a ingestão de níveis superiores a 600 mg / dia de cafeína já poderia ser considerada excessiva, capaz causar efeitos nocivos no organismo.

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Chás, produtos de chocolate, alguns refrigerantes e o café são considerados mundialmente como as principais fontes de cafeína na dieta (Institute of Food Technologists, 1983; Couper-Smartt e Couper-Smartt, 1984; Leonard, Watson e Mohs, 1987; Pinto, 1998). O café por sua vez, é a bebida que mais contribui para a ingestão da cafeína nos adultos, mas seus reais efeitos no metabolismo ósseo ainda permanecem controversos (Tsuang et al., 2006). Já foi demonstrado que a substância tem ação moduladora em várias etapas do processo inflamatório assim como também da resposta imune inata e adaptativa (Yeh et al., 1986). Estudos sugerem que a cafeína está associada ao aumento significativo do risco às fraturas, osteoporose e às doenças periodontais (Kamagata-Kikyoura et al., 1999; Massey e Whiting, 1993; Rapuri, Gallagher e Nawaz, 2007).

Tem sido reportado ainda que a substância seja capaz de provocar uma variedade de respostas celulares assim como desencadear ações farmacológicas no metabolismo ósseo, resultando no aumento da excreção de cálcio na urina (Massey e Opryszek, 1990; Massey e Whiting, 1993; Rang et al., 2003). Alguns estudos que utilizaram animais na metodologia não foram capazes de demonstrar um efeito definitivo da cafeína no desenvolvimento ósseo, já outros encontraram efeitos negativos no crescimento normal do osso e desenvolvimento do mesmo além da redução significativa do conteúdo de cálcio no osso (Massey e Whiting, 1993; Gorustovich et al., 2008). A cafeína atua como antagonista dos receptores de adenosina (A1, A2A, A2B, e A3) por meio da alteração da função da enzima adenil ciclase e ativação da proteína kinase A, com consequentemente aumento das concentrações do mediador intracelular cAMP (Conlisk e Galuska et al., 2000). Isso por sua vez faz com que a cafeína se ligue aos receptores de adenosina, fazendo com que aumente a atividade motora por exemplo.

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2.5.1 Cafeína presente nos refrigerantes à base de cola e guaraná e suas respectivas quantidades

Entende-se por guaraná os frutos originários da Paullinia cupana H.B.K típica e Paullinia cupana variedade sorbilis (Mart.) Ducke, ambas pertencentes à família das Sapindáceas e nativas da Amazônia. Os refrigerantes à base de guaraná e o guaraná em pó constituem as duas principais formas de comercialização e ingestão da cafeína ou “guaraína” como também é chamada. O Brasil é praticamente o único país a produzir guaraná em escala comercial em cultivos racionais e sistemáticos, destacando-se a Bahia, Amazonas, Mato Grosso, Acre e Pará como os principais estados produtores (SUFAMA, 2003). Em relação à concentração de cafeína, no guaraná em pó ela pode variar de acordo com a procedência da matéria-prima, método de cultivo, presença de contaminantes e métodos de secagem (Ashihara e Crozier, 2001). O estudo de Tfouni et al., (2007) encontrou variações da cafeína que vão de 9,52 a 36,71 mg / g de pó. Os autores ressaltam que se comparado com o pó de café, que é a fonte tradicional de cafeína na dieta, verifica-se que o teor médio de cafeína encontrado no guaraná em pó, dependendo da marca considerada, pode ser até quatro vezes maiores. Já para o guaraná presente nos refrigerantes, a concentração média é muito baixa, de 1,1 mg / 100 ml (Camargo e Toledo, 1999) aproximadamente.

Os refrigerantes à base de cola contêm na sua composição quantidades elevadas de cafeína e ácido fosfórico (H3PO4). A concentração média de cafeína é

de 23 mg / 240 ml da substância aproximadamente (http://www.institutodebebidas.com.br/), sendo portanto de 9,58 mg / 100 ml. As duas substâncias, cafeína e ácido fosfórico têm sido relatadas como possíveis causadoras de alterações na densidade óssea e consequentemente, como fatores de risco para a osteoporose já que tem sido demonstradas que ambas podem interferir na absorção de cálcio com o consequente desequilíbrio homeostático que culmina com a perda adicional do cálcio (Massey e Whiting, 1993; Rapuri, Gallagher e Nawaz, 2007; Hernandez-Avila, 1993; Amato, 1998; Johassen, 2002;

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Guerrero-Romero, 1999). Ocorre, porém que esta associação ainda é muito controversa (Fitzpatrick e Heaney, 2003).

Os níveis de cafeína presentes no café podem variar de acordo com o tipo do café, se torrado e/ou moído, quantidade de pó e de acordo com o modo de preparo, se manual/caseiro ou automático quando realizado em cafeteiras. Camargo e Toledo (1998) em seu estudo avaliaram do teor de cafeína em cafés brasileiros e apresentaram os valores médios de cafeína presente no café em pó preparado da maneira convencional: 0,43 mg a 0,85 mg / ml; aproximadamente 0,64 mg / ml e 64 mg / 100 ml.

Tabela 1. Comparação do conteúdo de cafeína de acordo com a substância.

Grupos Massa / unidade

Miligramas de cafeína – 100 ml

Cola _9,58

Guaraná 1,10

Café 64

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2.5.2 Relação entre a saúde óssea e as bebidas com cafeína

Em 1994, foi desenvolvido um relatório independente por especialistas em ossos e osteoporose a respeito da Ingestão Ideal de Cálcio para o National Institutes of Health dos Estados Unidos da América (EUA) e os resultados demonstraram que os componentes alimentares, incluindo gordura, fosfato, magnésio e a cafeína, não afetam significativamente a absorção ou excreção do cálcio. A American Medical Association revisou a declaração dos especialistas do referido instituto e concluiu que o efeito do fosfato na absorção do cálcio era “fisiologicamente insignificante”. Já em 2000, o Consensus Development Conference Statement em reunião sobre Prevenção, Diagnóstico e Terapia de Osteoporose reafirmou que a cafeína e o fósforo alimentar não são um fator importante para a osteoporose em indivíduos que consomem uma dieta equilibrada, lembrando que uma dieta com proteína, fósforo, cafeína e sódio elevados pode afetar negativamente o equilíbrio do cálcio, mas seus efeitos não parecem ser críticos em indivíduos com ingestão adequada de cálcio, de acordo com os próprios pesquisadores.

Em 2004, o Surgeon General dos EUA em comissão científica visando discutir sobre saúde óssea e osteoporose reconheceu que preocupações foram levantadas sobre o fósforo, a cafeína e bebidas carbonatadas, principalmente os refrigerantes. Entretanto, após uma revisão dos dados científicos, o relatório concluiu que enquanto os níveis adequados de ingestão de cálcio forem mantidos, tanto os refrigerantes como a cafeína podem ser consumidos com moderação. Em outra reunião científica em 2006, a International Osteoporosis Foundation publicou uma revisão sobre nutrição e saúde óssea que abordou as preocupações com refrigerantes, especialmente refrigerantes de cola, e a saúde óssea. A instituição afirmou que apesar de alguns estudos observacionais mostrarem uma associação entre o consumo elevado dessas bebidas e uma redução da DMO ou o aumento

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das taxas de fraturas em adolescentes, não há provas convincentes de que estas bebidas afetam negativamente a saúde óssea. Havendo a necessidade desse modo, de mais pesquisas e esclarecimentos a respeito do assunto.

Na reunião de atualização de 2010 sobre recomendações para vitamina D e cálcio, a National Academy of Sciences do Institute of Medicine dos EUA revisou as pesquisas existentes em relação aos fatores alimentares que potencialmente poderiam afetar o equilíbrio do cálcio no organismo e descobriu que, embora modestamente a cafeína aumente a excreção de cálcio e reduza sua absorção, o consumo de cafeína (equivalente a 2, 3 ou mais xícaras de café por dia, cerca de 240 / ml) resulta apenas em perda óssea em indivíduos com baixa ingestão de leite ou de cálcio total. A organização também descobriu que o fósforo alimentar não tem impacto negativo sobre a absorção de cálcio e observou que, embora diversos estudos observacionais tenham sugerido que o consumo de refrigerantes com níveis elevados de fosfato estejam associados à redução da massa óssea e ao aumento do risco de fratura, é provável que o efeito seja em função da substituição do leite pelo refrigerante, em vez do fósforo em si, ressaltam os pesquisadores.

O estudo de Garcia-Contreras et al., (2000) relatou associação positiva entra o consumo de bebidas a base de cola e o aumento no risco de fraturas ósseas na região do fêmur. Os autores examinaram a relação entre o consumo de refrigerantes à base de cola e a DMO em ratas ovarectomizadas. Foram utilizadas 40 ratas divididas em quatro grupos (n = 10) sendo os grupos 2, 3 e 4 submetidos à ovariectomia bilateral, objetivando-se a redução da massa óssea; os animais dos grupos 1 e 2 receberam somente água ad libitum enquanto que para os animais dos grupos 3 e 4 foi disponibilizado refrigerantes a base de cola, ad libitum, por um período de dois meses. Foram avaliados a DMO, espessura da cortical do fêmur, presença de cálcio na massa óssea carbonizada, níveis séricos de cálcio, fosfato, fosfatase alcalina, albumina e creatinina. Em relação ao

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consumo dos líquidos, observou-se que nos grupos que receberam os refrigerantes à base de cola (grupos 3 e 4) o consumo dos mesmos foi três vezes superior ao consumo de água nos grupos 1 e 2. Observou-se ainda que os animais dos grupos 3 e 4 desenvolveram hipocalcemia e a DMO do fêmur obtida pelo DXA foi significativamente menor quando comparada ao grupo controle: G1 (0,20 ± 0,02), G2 (0,18 ± 0,01), G3 ( 0,16 ± 0,01), G4 (0,16 ± 0,01) g / cm². De acordo com os resultados, os autores puderam concluir que o consumo de refrigerantes a base de cola têm potencial considerável para interferir na redução da DMO do fêmur nos animais avaliados.

Heaney e Rafferty (2001) reportaram haver relação positiva entre o consumo de bebidas gaseificadas com o aumento do risco de fraturas ósseas juntamente com o aumento da excreção de cálcio na urina. Os autores elaboraram um estudo para avaliar mulheres com idades entre 20 e 40 anos que faziam consumo de cerca de 680 ml / dia de refrigerantes. O estudo avaliou dois refrigerantes que possuíam cafeína na sua composição (Coca-Cola® e Coca-Cola Free® - The Coca-Cola Company, Atlanta) e dois refrigerantes livres de cafeína na sua composição (Mountain Dew - Pepsi Cola Company, Purchase, NY e Sprite – The Coca-Cola Company, Atlanta). Foi criado um grupo controle neutro no qual era feito apenas administração de água e outro grupo controle denominado positivo, o qual consumiu leite com adição de achocolatado. Ficou estabelecido que os refrigerantes deveriam ser consumidos no café da manhã logo após uma noite de jejum, sendo que nenhum outro alimento deveria ser consumido até a coleta da urina, por meio da qual pôde-se avaliar os níveis de cálcio, creatinina, sódio e o pH. Os resultados demonstraram que os grupos que consumiram leite (grupo controle positivo) e refrigerantes a base de cola (Coca-Cola Free®, The Coca-Cola Company, Atlanta) apresentaram maior excreção de cálcio na urina quando comparados ao grupo controle neutro (apenas água). Desse modo, os autores concluíram que o consumo de refrigerantes que possuem na sua composição a cafeína está associado ao aumento da excreção de cálcio na urina.

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Para Kinney (2002) os refrigerantes de cola que contêm na sua composição cafeína e ácido fosfórico podem interferir no metabolismo ósseo de crianças e adolescentes aumentando a fragilidade dos ossos dos mesmos. Em seu estudo o autor avaliou 460 adolescentes norte-americanos que consumiam refrigerantes à base de cola e refrigerantes que não tinham na sua composição cafeína e ácido fosfórico. De acordo com os resultados o autor salienta que para crianças e adolescentes com idades entre 7 e 14 anos o risco de fraturas ósseas pode estar aumentado quando o consumo de refrigerantes à base de cola que contêm cafeína e ácido fosfórico é elevado.

Kristensen et al., (2005) salientam que atualmente na cultura ocidental a relação proporcional entre o aumento do consumo de refrigerantes à base de cola concomitantemente com a diminuição do consumo de leite têm aumentado os casos de osteoporose na população. Com a finalidade de verificar essa tendência de substituição do leite pelos refrigerantes, os autores idealizaram um estudo com 11 homens saudáveis, com idades entre 22 e 29 anos os quais foram submetidos a uma dieta pobre em cálcio, a fim de se verificar o efeito dessa substituição na homeostase do cálcio e no processo de remodelação óssea. Os indivíduos foram avaliados por 10 dias, em dois períodos de intervenção, com intervalo de 10 dias entre as intervenções. No primeiro período de intervenção foi consumido juntamente com a dieta pobre em cálcio 2,5 litros de refrigerante à base de cola da marca Coca-Cola® por dia. No segundo momento de intervenção foi administrado 2,5 litros de leite semidesnatado por dia para cada indivíduo da pesquisa. Os níveis séricos de cálcio, fosfato, fosfatase alcalina e osteocalcina foram avaliados ao final de cada período de intervenção. Ao final, os resultados demonstraram aumento dos níveis de osteocalcina e fosfato no primeiro período em relação ao segundo além do aumento da reabsorção óssea quando da administração da Coca-Cola® em relação ao período de administração do leite semidesnatado. Desse modo, os autores concluíram que o metabolismo ósseo é negativamente

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afetado quando há o consumo de refrigerantes à base de cola associado à dieta pobre em cálcio.

Considerando o potencial da cafeína de induzir a diminuição da DMO com o consequente aumento do risco de fraturas e de influenciar de maneira negativa na retenção de cálcio no organismo, Tsuang et al., (2006) realizaram um estudo para avaliar a influência do consumo de cafeína no comportamento dos osteoblastos de ratos Wistar. Os osteoblastos procederam da medula óssea da calvária dos animais que foram expostos à cafeína, em concentrações distintas (0,1; 0,5; 1,0; 10; 50 e 100 mm) e analisados nos períodos de 1, 3, 7 e 14 dias. Após a cultura das células os autores verificaram que a cafeína induziu a apoptose dos osteoblastos, mesmo nas pequenas concentrações administradas. Desse modo, concluíram que a cafeína possui considerável potencial deletério sobre os osteoblastos.

Estudo de Tucker et al. (2006) avaliou o efeito do consumo de refrigerantes à base de cola, cola diet e refrigerantes descafeinados na DMO de humanos de ambos os sexos e concluiu que mulheres que bebem os refrigerantes com frequência, podem aumentar os riscos para a osteoporose. Os autores colheram informações sobre a dieta de 1.413 mulheres e 1.125 homens do centro de pesquisa em osteoporose de Framingham, onde o consumo diário de refrigerantes foi avaliado por meio de um questionário de frequência individual e os valores da DMO por meio do DXA da coluna vertebral (L2 e L4) e do quadril (trocanter, cabeça do fêmur e quadril total). Verificaram que o refrigerante à base de cola está ligado à redução significativa (cerca de 3,7% a 5,4%) da DMO nas mulheres na região do fêmur, independentemente da idade ou da quantidade de cálcio ingerida diariamente sob a forma de alimentos e bebidas como o leite, por exemplo. Na amostra avaliada, o consumo médio de refrigerantes à base de cola no sexo masculino foi de cinco latas de 250 ml e quatro latas para as mulheres. Não houve aumento significativo do teor de fósforo plasmático nos consumidores de refrigerantes de cola em comparação aos não consumidores, entretanto, a razão

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cálcio-fósforo encontrada mostrou-se diminuída. Para os homens, nenhuma relação entre o consumo de refrigerantes à base de cola e a osteoporose foi encontrada. Os resultados demonstraram redução da DMO no quadril e na cabeça do fêmur das mulheres que consumiam refrigerantes de cola. Desse modo, os autores concluíram que a ingestão desses refrigerantes para as mulheres pode ser considerada um fator de risco para fraturas ósseas já que induziu a diminuição da DMO.

Hallström et al. (2006) propuseram avaliar a associação entre o consumo de cafés e chás que possuem na sua formulação a cafeína com a ocorrência de fraturas osteoporóticas. Os autores avaliaram 31.527 mulheres suecas, com idades variando entre 40 e 76 anos. Neste estudo de coorte os autores acompanharam as pacientes por meio de um questionário de avaliação da dieta diária de café, chás, chás descafeinados e consumo total de cafeína. Puderam verificar a ocorrência de 3.279 casos de fraturas osteoporóticas nos primeiros dez anos da pesquisa. O risco de fraturas foi maior nas mulheres que tiveram consumo total de cafeína superior a 330 mg / dia. Um fator importante observado foi que o risco de fraturas para o consumo de café isoladamente foi significativamente maior quando comparado ao consumo dos chás, mesmo que cafeinados. Verificaram ainda que o risco também aumentou quando houve associação do consumo de café com outras fontes de cafeína principalmente nas mulheres que tinham baixa ingestão de cálcio na dieta. De acordo com os resultados, os autores puderam afirmar que o consumo de café e chás que tem na sua formulação a cafeína estão associados com o risco aumentado de fraturas ósseas e que o consumo diário de 330 mg de cafeína, equivalente a 4 xícaras pequenas de café é capaz de reduzir significativamente a DMO nas mulheres avaliadas, consequentemente aumentando o risco de fraturas osteoporóticas nas mesmas.

Em 2006, a International Osteoporosis Foundation publicou uma revisão sobre nutrição e saúde óssea que abordou as preocupações com refrigerantes

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carbonatados, especialmente refrigerantes de cola, e a saúde óssea. A instituição afirmou que: “Apesar de alguns estudos observacionais mostrarem uma associação entre o consumo elevado de bebidas carbonatadas e uma redução da DMO ou o aumento das taxas de fraturas em adolescentes, não há provas convincentes de que estas bebidas afetam negativamente a saúde óssea”.

Ogur et al. (2007) propuseram avaliar se o consumo de refrigerantes à base de cola seria capaz de gerar alterações na DMO em ratos. Para isso os autores utilizaram 30 ratos (Sprage-Dawley) sendo 15 machos e 15 fêmeas separados em quatro grupos: grupo 1: 10 machos; grupo 2: 10 fêmeas; grupo 3: 5 machos; grupo 4: 5 fêmeas. Os grupos 1 e 2 foram submetidos à dieta diária com água, refrigerante à base de cola e ração ad libitum, enquanto que para os grupos 3 e 4 (grupos controle) apenas água e ração ad libitum foi proporcionado. Após trinta dias de administração da dieta todos os animais foram sacrificados, o sangue foi coletado para avaliação do nível sérico de cálcio, parte do esôfago e rim para análise histológica e os fêmures dissecados para avaliação da DMO por meio do DXA. Os animais dos grupos 1 e 2 apresentaram ganho de massa corpórea assim como observou-se redução do consumo de água com consequente aumento da ingestão do refrigerante em relação aos grupos controle. Em relação ao DXA, verificaram que os grupos 1 e 2 apresentaram redução significativa da DMO. Para as análises histológicas, houve presença de congestão glomerular e derrame intertubular no rim dos animais dos grupos 1 e 2. Em relação às concentrações de cálcio, nenhuma diferença foi encontrada entre os grupos. De posse dos resultados os autores puderam concluir que o derrame renal observado reduziu a captação de cálcio pelo organismo, provocando consequentemente redução significativa da DMO.

O estudo de Libuda et al. (2008) propôs a avaliar a associação entre o consumo a longo prazo de refrigerantes e possíveis alterações ósseas em crianças e adolescentes. O total de 228 crianças e adolescentes consumidores de refrigerantes foi acompanhado durante quatro anos com o objetivo de se avaliar a