Análise do perfil nutricional e avaliação de risco das fórmulas de nutrição enteral e parenteral administradas a indivíduos em estado crítico

Abstract

Resumo: A terapia nutricional é utilizada no tratamento e prevenção da desnutrição e no cuidado de pacientes em estado crítico de comprometimento do sistema gastrointestinal. As fórmulas de nutrição enteral e parenteral devem apresentar fortificação adequada dos elementos traços essenciais ao organismo humano, entretanto, alguns autores relatam a presença de elementos potencialmente tóxicos em nível traço nessas formulações. Assim, o objetivo deste estudo foi caracterizar os elementos inorgânicos nas formulações de nutrição enteral e parenteral, estabelecendo uma avaliação da efetiva contribuição nutricional e/ou tóxica dos elementos inorgânicos presentes nessa matriz por meio de estudos in vitro de bioacessibilidade e biodisponibilidade empregando as células Caco-2. Os teores dos elementos inorgânicos essenciais (Ca, Cu, Fe, K, Mn, Na, P e Zn) e potencialmente tóxicos (As, Al, Cd, Cr e Pb) em fórmulas nutricionais foram avaliados por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES) e espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (GFAAS). Para as análises por ICP OES as amostras foram decompostas utilizandose digestão assistida por radiação micro-ondas, enquanto para GFAAS foram unicamente diluídas em água ultrapura. Foram analisadas 30 fórmulas enterais, 23 componentes de solução parenteral e 3 soluções parenterais. Os elementos Ca e K apresentaram os maiores teores médios encontrados nas amostras (72-2918 e 235-2760 mg L-1, respectivamente), enquanto os menores teores foram observados para As e Cd (<0,68 e <0,01-0,62 µg L-1, respectivamente). Os métodos analíticos validados apresentaram exatidão de 75-116% e valores de RSD inferiores a 9,8%. Os valores de LOQ variaram entre 0,01 a 2,20 µg L-1). Gluconato de cálcio e sulfato de magnésio, utilizados como matérias-primas em solução parenteral, indicaram ser potenciais fontes de contaminação por Al e Mn. Valor de Quociente de Risco (HQ) >1 foi obtido para Al em duas das amostras parenterais, que apresentaram concentrações >25 µg L-1. As amostras enterais foram consideradas seguras para consumo em relação aos níveis de Al, As e Cd. Três fórmulas enterais (uma específica para diabetes, uma de cicatrização e uma pediátrica) apresentaram risco referente ao consumo de Pb. Algumas fórmulas enterais, tais como: pediátrica, específica para diabetes, tratamento renal e cicatrização, como também fórmula padrão com adição de fibras, apresentaram risco em relação ao consumo de Cr e Mn (>250 µg dia-1 e >11 mg dia-1). Os estudos de bioacessibilidade indicaram as maiores frações bioacessíveis (% m m-1) para Cu (64-107), P (60-109) e Al (43-101). Já os elementos Ca (38-76), Fe (30-93) e Mn (34-95) apresentaram valores intermediários para a fração solúvel, enquanto as menores porcentagens foram observadas para Cr (1-41), K (29-57), e Zn (13-58). Os ensaios de biodisponibilidade indicaram baixas taxas de transporte (% m m-1) para os elementos Fe (3-19%) e Mn (6-14), enquanto Cu, P e Zn foram mais facilmente absorvidos (13-30, 24-40 e 18-29). Os resultados indicaram a necessidade de acompanhamento cauteloso dos teores adicionados dos nutrientes inorgânicos, considerando que essas formulações são muitas vezes a única fonte de alimento do paciente.

Abstract: Nutritional therapy is used in the treatment and prevention of malnutrition and in the care of patients in a critical state of impairment of the gastrointestinal system. Enteral and parenteral nutrition formulas present adequate fortification of the trace elements essential to the human organism, however, some authors report the presence of potentially toxic elements at trace level in these formulations. Thus, the aim of this study was to characterize the inorganic profile of enteral and parenteral nutrition, establishing an evaluation of the effective nutritional capacity and/or toxicity of the chemical elements present in this matrix through bioaccessibility and bioavailability (using Caco-2 cell line) in vitro studies. Therefore, the contents of essential (Ca, Cu, Fe, K, Na, P, and Zn) and potentially toxic inorganic elements (As, Al, Cd, Cr, Mn, and Pb) in enteral and parenteral nutrition formulas were evaluated by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES) and graphite furnace atomic absorption spectrometry (GFAAS). For ICP OES analysis, the samples were decomposed using microwave-assisted digestion, while for GFAAS they were only diluted in ultrapure water. A total of 30 enteral formulas, 23 parenteral solution components, and 3 parenteral solutions were analyzed. Ca and K presented the higher average content in samples (72-2918 mg L-1 and 235-2760 mg L-1, respectively), while the lowest contents were observed for As and Cd (<0.68 µg L-1 and <0.01-0.62 µg L-1, respectively). The validated analytical methods presented an accuracy of 75-116% and RSD values lower than 9.8%. The LOQ values were in the range of 0.01-2.20 µg L-1). Calcium gluconate and magnesium sulfate, used as raw materials in parenteral solution, indicated to be potential sources of Al and Mn contamination. Risk Quotient (HQ) value >1 was obtained for Al in two of the parenteral samples, which presented concentrations >25 µg L-1. Enteral samples were considered safe for consumption regarding the Al, As, and Cd levels. Three enteral formulas (one specific for diabetes, one for healing and one for pediatrics) presented risk related to Pb consumption. Some enteral formulas, such as: pediatric, specific for diabetes, renal treatment and healing, as well as standard formula with fiber addition, presented risk in relation to the consumption of Cr and Mn (>250 µg day-1 and >11 mg day-1). Bioaccessibility studies indicated the highest bioaccessible fractions (% w w-1) for Cu (64-107), P (60-109), and Al (43-101). The elements Ca (38-76), Fe (30-93), and Mn (34-95) presented intermediate values for the soluble fraction, while the lowest percentages were observed for Cr (1-41), K (29-57), and Zn (13-58). Bioavailability assays indicated low transport rates (% w w-1) for the elements Fe (3-19) and Mn (6-14), while Cu, P and Zn were more easily absorbed (13- 30, 24-40 e 18-29). The results indicate the need for strict monitoring of added inorganic nutrients, considering that these formulations are often the only source of food for the patient.