Iron and zinc bioavailability in vitro and in vivo of potential biofortified beans and effects of yacon in nutritional status and immune response in preschool children

O presente trabalho teve como objetivo avaliar biodisponibilidade de ferro e zinco de feijão com potencial para a biofortificação usando técnicas in vivo e in vitro e estudos em humanos (Artigo 1) e avaliar o efeito da batata yacon no estado nutricional de ferro e zinco e resposta imunológica de pré-escolares (Artigo 2). No artigo 1, a biodisponibilidade de ferro e zinco do feijão com potencial para a biofortificação Pontal (PO) e do feijão convencional Pérola (PE) foram avaliadas utilizando células Caco-2 e como índices de captação de ferro e zinco os níveis de ferritina/proteína e zinco/proteína produzidos pelas células; a biodisponibilidade de ferro foi avaliada em estudos com ratos usando a metodologia de depleção-repleção; e os efeitos da ingestão dos feijões no estado nutricional de ferro e zinco de pré- escolares avaliados após 18 semanas de consumo destes alimentos. Não houve diferença nos níveis de ferritina e na captação de zinco pelas células Caco-2 comparando-se o feijão com potencial para a biofortificação ao convencional. No estudo com animais, ambos os feijões apresentaram alta biodisponibilidade de ferro, sem diferença entre os dois. Em pré-escolares, não foram observadas mudanças no estado nutricional de ferro e zinco após 18 semanas de consumo do feijão PO. A biodisponibilidade de ferro e zinco não foi diferente entre o PO e PE, utilizando diferentes metodologias como culturas de células, animais ou estudos em humanos, mostrando que mais esforços deveriam focar no aumento dos níveis de minerais mais biodisponíveis. No artigo 2, crianças de 2 a 5 anos de idade foram selecionadas de duas creches municipais: grupo controle (C) e grupo Yacon. O grupo Y recebeu yacon por 18 semanas e o estado nutricional de ferro e zinco (eritrograma, ferro séricos, ferritina e zinco plasmático e eritrocitário) e resposta imune (IL-4, IL-10, IL- 6, TNF-α e IgA secretória) foram avaliados antes e após a intervenção alimentar. Foi observado que as crianças do grupo Y apresentaram baixos níveis de hemoglobina, o zinco eritrocitário estava reduzido tanto no grupo C quanto no grupo Y ao final do estudo e que a ingestão de yacon aumentou os níveis séricos de IL-4 e sIgA fecal. A yacon melhorou a resposta imune intestinal, mas não apresentou efeitos positivos no estado nutricional de ferro e zinco em pré-escolares.The aim of this study was to evaluate iron and zinc relative bioavailability of biofortified beans using in vivo e in vitro models and human studies (Article 1) and to evaluate the effect of yacon flour on iron and zinc nutritional status and immune response in preschool children (Article 2). In Article 1, the bioavailability of iron and zinc from potential biofortified beans Pontal (PO) and conventional beans Pérola (PE) were evaluated using Caco-2 cells and iron and zinc uptake with ferritin/protein and zinc/protein levels produced by the cells; the bioavailability of iron was evaluated in rat studies using depletion-repletion methodology; and the effects of the beans on the iron and zinc nutritional status of preschool children assessed after 18 weeks of consumption of these foods. There was no difference in levels of ferritin and zinc in Caco-2 cells in biofortified bean compared to conventional bean. In animal study, both beans showed high bioavailability of iron, with no difference between the two beans. In preschoolers, no changes were observed in their Fe and Zn nutritional status after 18 weeks of bean consumption. In conclusion, bioavailability of Fe and Zn in PO and PE beans was not statistically different using either cell culture, animal, or human models. Efforts should focus on increasing mineral bioavailability of beans. In Article 2, preschool children aged 2 to 5 years were selected from two nurseries: a control (C) group and Yacon (Y) group. The Y group received yacon flour in preparations for 18 weeks and nutritional status of iron and zinc (erythrogram, serum iron, ferritin, and plasma and erythrocyte zinc) and immune response (IL-4, IL-10, IL-6, TNF-α and secretory IgA) were evaluated before and after dietary intervention. It was observed that the Y group presented lower hemoglobin, mean corpuscular hemoglobin, and mean corpuscular hemoglobin concentration at the end of the study (p<0.05). Erythrocyte zinc was reduced in the C and Y groups at the end of the study (p<0.05). Yacon intake increased the serum levels of IL-4 and fecal sIgA (p<0.05). Yacon improved intestinal immune response but showed no effect on the nutritional status of iron and zinc in preschool children

Estado nutricional relativo ao ferro, zinco e vitamina A de pré-escolares inseridos em um programa de educação alimentar e nutricional.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o estado nutricional de ferro, zinco e vitamina A de pré-escolares inseridos em um programa de educação alimentar e nutricional. Foi realizado um programa de educação alimentar e nutricional que consistiu de 6 intervenções com 54 crianças de2 a6 anos de idade, pais e funcionários de creches de tempo integral. Parâmetros bioquímicos (hemoglobina, ferritina, ferro sérico, zinco plasmático e eritrocitário e retinol plasmático), antropométricos (E/I, P/I, P/E e IMC/I) e dietéticos foram avaliados após 6 meses de intervenção. A maioria das crianças apresentou adequação nos índices E/I, P/I e P/E (99%, 92% e 66%, respectivamente). Segundo o IMC/I, 73% estavam eutróficos, 16% apresentaram risco de sobrepeso, 5% sobrepeso e 6% obesos. A prevalência da deficiência de anemia reduziu de 25% para 11%, a adequação do zinco plasmático aumentou de 16% para 56%, enquanto os níveis marginais de vitamina A aumentaram de 5% para 39%. Não houve mudanças nos parâmetros antropométricos e observou-se maior frequência de consumo de alimentos fontes de ferro, zinco e vitamina A. As ações de educação nutricional contribuíram para a redução da deficiência de minerais, coexistente com o excesso de peso. Intervenções em longo prazo são necessárias para a formação de hábitos alimentares saudáveis, controle do peso e redução de carências de micronutrientes.Palavras Chaves: Estado Nutricional. Pré-Escolar. Ferro. Zinco. Vitamina A. Educação Nutricional.

RETINOL SÉRICO, CONDIÇÃO CLÍNICA E PERFIL DIETÉTICO RELACIONADO À VITAMINA A EM PRÉ-ESCOLARES

A deficiência de vitamina A (DVA) é considerada um problema de saúde pública em muitos países em desenvolvimento, e acomete principalmente crianças em idade pré-escolar. O objetivo deste estudo foi avaliar o estado nutricional relacionado à vitamina A em pré-escolares. O retinol sérico foi dosado em 84 pré-escolares, por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, e avaliado segundo os valores de referência da Organização Mundial da Saúde. A avaliação clínica investigou sinais e sintomas pertinentes à DVA em 43 crianças. Foi avaliado o consumo alimentar habitual, por meio do questionário de frequência de consumo alimentar, e o consumo atual, por meio da pesagem direta dos alimentos e do registro alimentar, em 21 pré-escolares. Foi aplicado o teste exato de Fisher (α=5%) para avaliar associação entre as variáveis. A mediana de retinol sérico dos pré-escolares foi 50,6 µg/dL. Não foram encontrados níveis de retinol sérico baixos ou deficientes, mas encontrou-se uma pequena parcela (13%) de pré-escolares com níveis marginais. Nenhuma criança apresentou manifestações clínicas relacionadas à DVA. A avaliação do consumo habitual mostrou inadequação de vitamina A em 81 % dos pré-escolares. A avaliação do consumo atual mostrou que 66,7% dos pré-escolares consumiram quantidades de vitamina A dentro da recomendação para sua faixa etária. Não foi encontrada associação estatisticamente significativa entre os níveis de retinol sérico e o consumo alimentar dos pré-escolares. Considera-se necessário o acompanhamento nutricional das crianças em risco de DVA, para adequação do consumo de vitamina A e dos níveis de retinol sérico

Bioavailability of Iron and the Influence of Vitamin a in Biofortified Foods

Inadequate eating habits, among other factors, lead to nutritional deficiencies worldwide. Attempts have been made to control micronutrient deficits, such as biofortification of usually consumed crops, but the interaction between food components may affect the bioavailability of the nutrients. Thus, this study aimed to evaluate the effect of pro-vitamin A on the bioavailability of iron in biofortified cowpea and cassava mixture, compared to their conventional counterparts. The chemical composition of the raw material was determined, and an in vivo study was performed, with Wistar rats, using the depletion-repletion method. Gene expression of iron-metabolism proteins was evaluated. Results were compared by analysis of variance (ANOVA), followed by the Tukey test (p &lt; 0.05). Biofortified cowpea (BRS Arac&ecirc;) showed an increase of approximately 19.5% in iron content compared to conventional (BRS Nova era). No difference in Hemoglobin gain was observed between groups. However, the animals fed biofortified cowpea were similar to ferrous sulfate (Control group) regarding the expression of the hephaestin and ferroportin proteins, suggesting a greater efficiency in the intestinal absorption of iron. Thus, this study points out a higher efficiency of the biofortified cowpea in the bioavailability of iron, regardless of the presence of pro-vitamin A

Iron bioavailability in Wistar rats fed with fortified rice by Ultra Rice® technology with or without addition of yacon flour (Smallanthus sonchifolius)

This study aimed to evaluate iron (Fe) bioavailability in Wistar rats fed with rice fortified with micronized ferric pyrophosphate (FP) by Ultra Rice&reg; (UR) technology with or without addition of yacon flour as a source of 7.5% of fructooligosaccharides (FOS). Diets were supplied with 12 mg iron/kg from the following sources: ferrous sulfate (FS - control diet), fortified rice with micronized ferric pyrophosphate (Ultra Rice&reg;) (UR diet), ferrous sulfate + yacon flour (FS + Y diet) or Ultra Rice&reg; + yacon flour (UR + Y diet). Blood samples were collected at the end of depletion and repletion stages for determination of hemoglobin concentration and calculation of the relative biological value (RBV). Also, the content of short chain fatty acids (SCFA) (acetic, propionic and butyric acids) from animals&rsquo; stools and caecum weight were determined. The UR diet showed high iron bioavailability (RBV = 84.7%). However, the addition of yacon flour in the diet containing fortified rice (UR + Y diet) decreased RBV (63.1%) significantly below the other three groups (p&lt;0.05). Groups that received yacon flour showed higher acetic acid values compared to those who did not. In conclusion, fortified UR&reg; with micronized ferric pyrophosphate showed high iron bioavailability but the addition of yacon flour at 7.5% FOS reduced iron bioavailability despite increased caecum weight and SCFA concentration.Este estudio tuvo como objetivo evaluar la biodisponibilidad de hierro (Fe) en ratas Wistar alimentadas con arroz fortificado con pirofosfato f&eacute;rrico micronizado por medio de la tecnolog&iacute;a Ultra Rice&reg; (UR&reg;), con o sin adici&oacute;n de harina de yac&oacute;n. Las dietas conten&iacute;an 12 mg de hierro/kg a partir de las siguientes fuentes: sulfato ferroso (SF - dieta de control), Ultra Rice&reg; (dieta UR&reg;), sulfato ferroso + harina de yac&oacute;n (dieta SF + Y) o Ultra Rice&reg; + harina de yac&oacute;n (dieta UR&reg; + Y). Al final del estudio, se recogieron muestras de sangre para la determinaci&oacute;n de la concentraci&oacute;n de hemoglobina y el c&aacute;lculo del valor biol&oacute;gico relativo (RBV). Tambi&eacute;n se determin&oacute; el contenido de &aacute;cidos grasos de cadena corta (AGCC) (&aacute;cidos ac&eacute;tico, propi&oacute;nico y but&iacute;rico) en las heces de los animales. La dieta UR&reg; mostr&oacute; alta biodisponibilidad de hierro (RBV = 84,7%). Sin embargo, la adici&oacute;n de harina de yac&oacute;n en la dieta que conten&iacute;a arroz fortificado (dieta UR&reg; + Y) disminuy&oacute; el RBV (63,1%) (p &lt;0,05). Los grupos que recibieron harina de yac&oacute;n mostraron los valores m&aacute;s altos de &aacute;cido ac&eacute;tico en comparaci&oacute;n con aquellos que no recibieron. En conclusi&oacute;n, el arroz fortificado con pirofosfato f&eacute;rrico micronizado por medio de la tecnolog&iacute;a UR&reg; mostr&oacute; alta biodisponibilidad de hierro. La adici&oacute;n de harina de yac&oacute;n, con el fin de proporcionar 7,5% de fructooligosac&aacute;ridos (FOS) en la dieta, caus&oacute; aumento del peso del ciego y de la concentraci&oacute;n de AGCC, aunque disminuy&oacute; la biodisponibilidad de hierro