Efeitos dos polifenóis inibidores da carboidrase na resposta glicêmica in vivo

A organização mundial de saúde informou que mais de 220 milhões de pessoas sofrem de diabetes em todo o mundo e que até o ano de 2030, esse número será duplicado. A OMS também informa que, em 2004, cerca de 3,4 milhões de pessoas morreram de açúcar elevado no sangue (Folheto informativo da OMS número 312, janeiro de 2011). Cerca de 90% de todos os casos de diabetes são devidos ao diabetes tipo II. O diabetes tipo 2 é em grande parte devido ao excesso de peso e à falta de atividade física caracterizada por altos níveis de glicose (hiperglicemia).

Na dieta humana, a fonte de glicose no sangue são os carboidratos. O carboidrato dietético é importante para manter a homeostase glicêmica e fornece o máximo de energia nas dietas da maioria das pessoas. O controle da glicemia é um processo hormonal e é muito importante para a fisiologia humana. Os processos hormonais envolvem a liberação de insulina das células β das células pancreáticas que estimulam a captação de glicose após uma refeição para outros tecidos, seja para utilização (glicólise) ou para armazenamento no fígado como glicogênio (glicogênese). Quando a glicose no sangue cai abaixo do normal, o glucagon é secretado pelas células α pancreáticas e promove a produção de glicose no fígado, induzindo a geração de glicose a partir de substratos não carboidratos, como aminoácidos e ácidos graxos (gliconeogênese) e a geração de glicose a partir do glicogênio (glicogenólise). ). Além da insulina e do glucagon, existem hormônios intestinais que também desempenham um papel no controle das concentrações plasmáticas de glicose no corpo. Os dois hormônios peptídicos importantes são chamados peptídeos semelhantes ao glucagon-1 (GLP-1) e polipeptídeo inibitório gástrico (GIP). Diz-se que têm atividade de incretina (promoção da secreção de insulina dependente de glicose). O GIP é secretado do intestino delgado superior pelas células K e sua função primária é estimular a secreção de insulina dependente de glicose, agindo nas ilhotas pancreáticas. Também estimula o glucagon e diz-se que responde à presença de nutrientes (Seino et al., 2010). O GLP-1 é secretado do intestino grosso e do cólon pelas células L após a exposição aos nutrientes ingeridos. Também estimula a secreção de insulina e a biossíntese, mas inibe o glucagon. Diz-se que o GLP-1 tem outras funções relacionadas à saúde e à doença (Marathe et al., 2013).

Quando o controle hormonal da homeostase da glicose falha, acarreta níveis elevados de glicose no sangue (hiperglicemia pós-prandial) que podem levar à síndrome metabólica que inclui obesidade, intolerância à glicose (IGT), hipertensão e dislipidemia. O distúrbio da homeostase da glicose também pode levar a outros sintomas, como inflamação e estresse oxidativo em todo o corpo, bem como distúrbios da funcionalidade em vários órgãos, bem como diabetes (Hanhineva et al). Portanto, por mais que os carboidratos sejam necessários no corpo humano como principal fonte de energia, o excesso na dieta pode ter efeitos adversos à saúde, especialmente aquele com alto efeito glicêmico.

O mecanismo proposto adaptado de (Aston, 2006) de como os carboidratos podem afetar a saúde humana é que quando há uma presença contínua de alimentos de alto índice glicêmico na dieta, isso dá origem ao aumento da glicose pós-prandial, bem como alta demanda de insulina para agir sobre os altos níveis de glicose no sangue. Isso ocorre pela ação dos hormônios GIP e GLP-1 que estimulam a liberação de insulina quando sentem a presença de nutrientes. O aumento da glicose pós-prandial e a alta demanda de insulina podem levar à resistência à insulina, que é o principal componente da síndrome metabólica. A alta demanda de insulina também pode levar à falha das células β, que também pode resultar em hiperglicemia, que também é uma causa de resistência à insulina. A resistência à insulina e a hiperglicemia são fatores de risco para síndrome metabólica e diabetes tipo 2.

Evidências científicas sugerem que a hiperglicemia pós-prandial em humanos tem um papel importante a desempenhar nas prioridades de saúde, como diabetes tipo 2 e controle da glicose no sangue. Foi relatado que cerca de 90% de todos os casos de diabetes consistem em diabetes tipo 2. Além do diabetes tipo I e tipo 2, existem outras condições relacionadas que incluem pré-diabetes (tolerância à glicose prejudicada (IGT) e glicose em jejum prejudicada (IFG), bem como síndrome metabólica (obesidade, hipertensão e resistência à insulina). Tem sido relatado que a pré-diabetes e a síndrome metabólica aumentam o risco de desenvolver doenças cardiovasculares e diabetes mellitus (Coutinho et al., 1999). O índice glicêmico foi originalmente proposto com o objetivo de controlar o diabetes. No entanto, estudos recentes mostraram que o IG tem potencial na prevenção do diabetes tipo 2, bem como no tratamento da síndrome metabólica. A pesquisa mostrou que as dietas de alto IG estão associadas ao aumento do risco de desenvolver diabetes tipo 2 (Hodge et al., 2004) e (Steven et al., 2002). Mais pesquisas por (Mckeown et al., 2004) e (Scaglioni et al., 2004) mostraram que a dieta de alto IG está associada a uma série de anormalidades, como aumento da síndrome metabólica e resistência à insulina. Da mesma forma, diz-se que uma dieta de baixo IG melhora a sensibilidade à insulina, mas são necessárias mais pesquisas para apoiar isso. Alguns estudos como o de (Frost et al., 1996) mostraram que esse é o caso. No entanto, observou-se que era difícil saber se isso era resultado de uma melhor sensibilidade à insulina, ou melhor secreção de insulina ou devido à taxa reduzida de absorção de glicose.

Ter qualquer coisa na dieta que possa retardar a digestão e a absorção de carboidratos pode ajudar a reduzir o risco (Barclay et al., 2008). Entre outras, duas soluções potenciais são o consumo de alimentos de baixo índice glicêmico ou a inclusão de ingredientes na dieta que possam reduzir o índice glicêmico dos alimentos, bem como os níveis de glicose no sangue pós-prandial. A presença de componentes inibidores na dieta que possam reduzir a glicemia pós-prandial também pode ser uma solução para reduzir o risco. Drogas como a carbose são atualmente usadas em alguns países para o tratamento do diabetes tipo 2, que agem inibindo as enzimas digestivas dos carboidratos. No entanto, o uso de acarbose tem efeitos colaterais como náuseas, flatulência e diarreia. Foi relatado que os polifenóis também têm o potencial de inibir o aumento da glicose no sangue, impedindo a rápida absorção de glicose (Hanhineva et al., Williamson, 2013).

Uma revisão de (Hanhineva et al.) relatou que pesquisas usando modelos animais, bem como um número limitado de estudos humanos, mostraram que polifenóis e alimentos ou bebidas ricos em polifenóis têm o potencial de afetar as respostas glicêmicas pós-prandiais e a glicemia de jejum, bem como um melhora da secreção aguda de insulina e sensibilidade. Outros mecanismos possíveis, conforme relatado na revisão de (Hanhineva et al.), incluem a estimulação das células β pancreáticas para secretar insulina, bem como a ativação de receptores de insulina, modulação da liberação de glicose do fígado, bem como das vias de sinalização intracelular e expressão genetica.

Uma revisão recente de (Williamson, 2013) concluiu que é muito possível que os efeitos dos polifenóis na dieta afetem o índice glicêmico dos alimentos, bem como as respostas pós-prandiais da glicose em humanos. Os dois mecanismos destacados pelos quais isso pode ser alcançado são a inibição das enzimas metabolizadoras de açúcar, bem como dos transportadores. Essa ação potencial dos polifenóis pode, portanto, ser comparada à da acarbose, que atua pelo mesmo mecanismo, e pesquisas em estudos de intervenção crônica mostraram que ela reduz o risco de diabetes (Chiasson J. et al., 2002). A revisão de Williamson, 2013 também mencionou a possibilidade de diferentes mecanismos serem inibidos ao mesmo tempo, daria os efeitos mais promissores. Portanto, o maior efeito seria observado quando mais de uma das vias sugeridas fosse inibida.

Esta pesquisa utilizou informações disponíveis na literatura sobre estudos in vitro realizados e chegamos a uma mistura alimentar rica em polifenóis (PRM) contendo polifenóis que apresentaram a maior inibição na digestão e absorção de carboidratos em diferentes estágios. O alimento de café da manhã rico em polifenóis a ser usado como alimento de teste será composto de chá verde e uma combinação de quatro extratos de frutas. Para o teste, o PRM é consumido junto com pão contendo 50g de carboidratos disponíveis e a refeição controle é composta por pão, açúcares (frutose, sacarose e glicose) presentes nos extratos de frutas com água. Os constituintes da mistura rica em polifenóis foram analisados ​​em nosso laboratório quanto ao conteúdo total de polifenóis, polifenóis específicos e potencial inibitório para garantir que a amostra de teste tenha a capacidade de inibir in vitro antes de poder ser usada em humanos. Os resultados obtidos são bons e justificam a sua utilização no estudo humano.

O estudo foi aprovado pelo comitê ético de ciências matemáticas e físicas (MAPs) da Universidade de Leeds com o número de inscrição MEEC12-037. Um total de 16 voluntários precisarão concluir o estudo e devem ser saudáveis ​​e seus níveis de glicose no sangue em jejum estarem dentro da faixa saudável de 4,3-5,9mmol/L.

Os voluntários estão programados para participar de 4 visitas, uma vez por semana durante 4 semanas. Durante cada uma das quatro visitas, o voluntário vem em jejum pela manhã e a glicemia de jejum é coletada por uma enfermeira treinada. O voluntário recebe então uma refeição de teste e amostras de sangue são coletadas em 15, 30, 45, 60, 90, 120,150 e 180 minutos após a primeira mordida da refeição de teste. Na primeira e na última visita, são poupados com a refeição de referência que é composta por pão, água e açúcares para compensar os encontrados nos extratos de frutas. No terceiro e quarto dias, eles consomem refeições de teste com doses baixas ou altas de chá verde e extratos de frutas, além de pão. As amostras de sangue são processadas adequadamente para obtenção de plasma e armazenadas a -80°C. Amostras de plasma serão analisadas quanto às concentrações de glicose, insulina, glucagon, GIP e GLP-1. Os resultados serão usados ​​para plotar a área sob a curva e os resultados obtidos após o consumo das refeições de teste serão comparados aos obtidos após o consumo das refeições de controle.

OBSERVAÇÃO:

1. Apenas participantes saudáveis ​​realizaram o estudo (portanto, participantes com síndrome metabólica não fazem parte do estudo)
2. Apenas glicose e insulina foram analisadas no plasma (portanto, GIP, GLP-1 e glucagon não fazem parte dos pontos finais)