Causas de deficiências de ferro e zinco e seus efeitos no cérebro

A deficiência de ferro afeta mais de dois bilhões de pessoas no mundo (1) e a deficiência de zinco também é comum (2,3). Como o ferro e o zinco são mais biodisponíveis a partir de muitos alimentos em comum e sua absorção é inibida por muitas substâncias dietéticas também em comum, as deficiências destes elementos podem ocorrer simultaneamente (4).

A Pesquisa Nacional de Avaliação Nutricional e de Saúde dos Estados Unidos (NHANES)-III mostrou que 16% das mulheres afro-americanas e 20% das mulheres de origem mexicana com idade de 20-49 anos nos EUA eram deficientes em ferro (5). As mulheres que eram pobres (~17%), com menor nível de educação (<12 anos; ~15%) e grávidas (~21%), meninas com idade de 12-19 anos (9-11%) e meninas de 1 a 3 anos (~9%) eram especialmente afetadas. Além disso, nos EUA, ~7,8 milhões de mulheres e 700 mil crianças de 1 a 3 anos têm deficiência de ferro; e 3,3 milhões de mulheres e 240 mil crianças de 1 a 3 anos têm anemia por deficiência de ferro. Os dados de consumo (6) e estimativas fatoriais de requerimentos (4) sugerem que uma deficiência suave de zinco também é comum nos EUA. O NHANES III mostrou ingestões médias de zinco menores do que a quantidade recomendada diária pelo Governo dos EUA em quase todos os grupos. Por exemplo, as ingestões de zinco em mulheres com idade de 12-79 anos eram de 53-78% da quantidade recomendada na época do estudo. Com exceção de alguns alimentos fortificados, a carne bovina é a fonte mais rica de ferro e de zinco. A Pesquisa Contínua de Ingestões de Alimentos de Indivíduos do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) de 1989 a 1991 (7) mostrou que cereais prontos para comer e pão com fermento eram as principais fontes de ferro (18,6 e 13,6%, respectivamente) e a carne bovina era a principal fonte de zinco (25,7%) para os adultos dos EUA (8,9). O ferro dos alimentos ocorre em duas formas, ferro heme e ferro não heme. Aproximadamente 50% do ferro presente na carne é ferro heme; este é 15-35% biodisponível (10). Com exceção do cálcio, inibidores dietéticos que prejudicam a absorção do ferro não heme não prejudicam a absorção do ferro heme (11). A maioria do ferro na dieta é não heme. Sua absorção varia de 2% a 20% (10), dependendo do status de ferro da pessoa e da presença na dieta de facilitadores e inibidores de absorção. Facilitadores de absorção de ferro não heme incluem carnes (12) e ácido ascórbico (13). A absorção de zinco é facilitada pela carne (14). O ácido ascórbico não tem efeito benéfico na retenção de zinco (15). Os fitatos (5 e 6 fosfato inositol) em produtos cereais, legumes e nozes inibem a absorção de ferro e zinco. Humanos são incapazes de compensar os efeitos inibitórios do fitato (16). Altas proporções entre fitato:Zn e fitato 3 Ca:Zn molar aumentam o risco de deficiência de zinco (17,18). Outras moléculas não digestíveis que inibem a absorção de ferro não heme e zinco incluem algumas fibras dietéticas (19,20), ligninas (21) e produtos da reação de Maillard – reação química entre um aminoácido ou proteína e um carboidrato reduzido, obtendo-se produtos que dão sabor, odor e cor aos alimentos (22,23). Polímeros fenólicos inibem a absorção de ferro não heme (24), mas têm pequenos efeitos no zinco (25). O cálcio (dietético ou de suplementos) prejudica a absorção de ferro heme e não heme de forma dose-dependente e independentemente de outros fatores dietéticos (26). Os suplementos de cálcio podem (27) ou não (28) inibir a absorção de zinco. O prejuízo das funções neurológicas é um dos efeitos adversos de deficiências severas de ferro e zinco (29,30). Deficiências menos severas também prejudicam o desempenho (30,31). O ferro está em grande parte localizado em regiões dopaminérgicas e peptidérgicas, como gloco pálido (estrutura sub-cortical do cérebro), substância negra (núcleo vermelho), tálamo, núcleo caudado e núcleo acumbente (32). As concentrações de ferro não heme no cérebro e o número de receptores D2 de dopamina foram reduzidos pela deficiência de ferro em animais experimentais e houve redução no aprendizado. Os efeitos neorofisiológicos da deficiência de ferro com ou sem anemia têm sido estudados em bebês e crianças (30). Alguns estudos mostraram que a plenitude de ferro melhora a função, embora outros não tenham demonstrado isso. Alguns estudos mostram que a deficiência de ferro durante o desenvolvimento do cérebro resulta em anormalidades residuais (33). O papel de deficiências simultâneas de outros nutrientes como o zinco ainda não está claro (34). Pesquisas sobre os efeitos do status de ferro na cognição de adolescentes e adultos são limitadas. Em estudantes universitários, as concentrações de ferritina no soro estiveram diretamente relacionadas com as características do eletroencefalograma (EEG) e desempenho cognitivo (35). Um estudo sobre deficiência de ferro sem anemia em garotas estudantes do segundo grau mostrou melhora no aprendizado e memória após ter atingido a plenitude de ferro (36). Um estudo feito com idosos mostrou que o status de ferro estava associado com características do EEG (37). As concentrações de zinco no cérebro são mais altas no telencéfalo, substância cinzenta do córtex cerebral (38). Deficiência severa de zinco aumentou as concentrações de noradrenalina no cérebro de ratos (39), mas não teve efeitos nas concentrações de zinco no hipocampo ou córtex (40). Em contraste, a deficiência suave de zinco não tem efeito nas catecolaminas cerebrais (41). Uma classe especial de neurônios glutaminérgicos possui vesículas contendo zinco em seus axônios terminais (42). As vesículas de zinco liberadas durante a neurotransmissão modula receptores pós-sinápticos para glutamato (43), incluindo canais de cálcio (44). Deficiência aguda de zinco prejudica a eletrofisiologia e o comportamento de ratos (45,46). A deficiência de zinco no começo do desenvolvimento do cérebro causa malformações (47). A deficiência durante o final do desenvolvimento do cérebro prejudica o crescimento neuronal e a formação de sinapses (48) e causa seqüelas comportamentais (49,50,51). Foi reportada a relação entre a plenitude de zinco e a função do cérebro humano. Em mulheres egípcias, o consumo de alimentos de origem animal ricos em zinco durante a gravidez foi associado com bebês com maiores escores de atenção na Escala de Avaliação de Desenvolvimento Neonatal Brazelton (52). Aos seis meses de idade, o desempenho motor na Escala Bayley de Desenvolvimento Infantil foi inversamente relacionado às ingestões maternas de zinco com baixa biodisponibilidade de vegetais, fitato e fibras (52). A baixa concentração de zinco no cabelo, um indicador do baixo status de zinco, foi associada com baixo desempenho de leitura e menor coerência EEG no lóbulo frontal (53). Dois estudos duplo cego, aleatórios e controlados, mostraram melhora na função neurofisiológica em 740 chineses (31) e em 240 crianças méxico-americanas de 6 a 9 anos (54) que receberam simultaneamente 20 mg de zinco por dia e outros micronutrientes potencialmente limitantes. Um estudo pós-morte de 12 mulheres idosas mostrou uma associação negativa entre o zinco plasmático um ano antes da morte e o número de placas senis e difusas em seus cérebros (55). Referências bibliográficas:

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­_{Baseado no trabalho de Harold H. Sandstead (Universidade de Medicina do Texas) chamado “Causes of Iron and Zinc Deficiencies and Their Effects on Brain“, apresentado no simpósio “Dietary Zinc and Iron-Recent Perspectives Regarding Growth and Cognitive Development“, ocorrido em Washington, DC de 17 a 21 de abril de 2000 (Journal of Nutrition. 2000;130:347S-349S.)}