Suplementação de minerais por meio da castanha-do-brasil pode modular a microbiota intestinal de indivíduos saudáveis / Mineral supplementation through Brazil nuts can modulate the intestinal microbiota of healthy individuals

A castanha-do-brasil é um alimento de alta complexidade nutricional, devido ao alto teor de selênio, micronutriente com ação antioxidante e anti-inflamatória, e de outros importantes componentes, como fibras, ácidos graxos insaturados, compostos fenólicos e diversos minerais, como zinco, cobre e magnésio. Essa noz é amplamente consumida pela população brasileira e mundial e seus efeitos à saúde devem ser compreendidos em todas as vertentes. Até o momento, não eram conhecidos os efeitos da ingestão dessa castanha na constituição de bactérias intestinais, cuja relevância vem sendo exponencialmente comprovada na literatura nacional e mundial devido sua participação em importantes processos no contexto saúde e doença. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a composição da microbiota intestinal e o perfil de minerais (metaloma) no organismo após a ingestão de castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.). Este estudo prospectivo foi composto por 97 indivíduos sem doenças crônicas não transmissíveis, de ambos os gêneros, com idade média de 28,7 ± 8,5 anos. Os participantes foram avaliados antes e após a suplementação de uma unidade de castanha-do-brasil (~370 µg de selênio) por dia, durante 60 dias, quanto ao status de minerais (plasma, eritrócitos e fezes), atividade da enzima glutationa peroxidase (GPX), concentração de selenoproteína P (SEPP), avaliação da ingestão alimentar (recordatório alimentar de 24 horas) e caracterização do microbioma intestinal. Os dados brutos do microbioma foram analisados por meio do software Quantitative Insight into Microbial Ecology (v1.9.0) e a estatística foi realizada utilizando o pacote R (v1.1.463). Nossos resultados indicaram que a castanha-do-brasil melhorou significativamente o status de selênio da população, de acordo com o aumento expressivo das concentrações no organismo (plasma, eritrócitos e fezes) e de seus marcadores funcionais (selenoproteína P e atividade da GPX) (p<0,0001). A intervenção também alterou a concentração de outros elementos químicos (cobalto, arsênio, manganês, bário, chumbo, cobre, zinco, alumínio, ferro e magnésio) no plasma, eritrócitos e fezes (p<0,001). Esse estudo foi inédito em reportar os efeitos da intervenção com castanha-do-brasil na comunidade bacteriana intestinal. Apesar da composição global do microbioma intestinal não ter sido alterada após a ingestão de castanha, a abundância de gêneros importantes à saúde humana, como Faecalibacterium, Bilophila e Bulleidia, foi aumentada. Além disso, o perfil metalômico nas fezes também influenciou a constituição e distribuição de grupos bacterianos, após o consumo da noz. Observamos também correlações significativas entre os minerais avaliados e as bactérias produtoras de ácidos graxos de cadeia curta, como Prevotella, Ruminococcus, Oscillospira e Coprococcus. Portanto, pode-se concluir que a intervenção com castanha-dobrasil beneficiou a constituição e distribuição da microbiota intestinal e evidenciou a influência do perfil metalômico nas fezes sobre grupos bacterianos importantes à saúde humana

Brazil nut is a food of high nutritional complexity, due to the high selenium content, micronutrient with antioxidant and anti-inflammatory action, and other important components such as fibers, unsaturated fatty acids, phenolic compounds and various minerals, like zinc, copper and magnesium. This nut is widely consumed by the Brazilian and world population and its health effects must be understood in all aspects. To date, the effects of ingestion of this nut on the constitution of intestinal bacteria were unknown, whose relevance has been exponentially proven in the national and world literature due to its participation in important processes of health and disease. In this sense, the objective of this work was to evaluate the composition of the intestinal microbiota and the mineral profile (metalloma) in the organism after ingestion of Brazil nuts (Bertholletia excels H.B.K.). This prospective study consisted of 97 subjects without chronic noncommunicable diseases of both genders, with a mean age of 28.7 ± 8.5 years. Participants were evaluated before and after supplementation with one unit of Brazil nut (~ 370 µg selenium) per day for 60 days for mineral status (plasma, erythrocytes and feces), glutathione peroxidase (GPX), selenoprotein P (SEPP) concentration, assessment of food intake (24-hour dietary recall) and characterization of the intestinal microbiome. Raw microbiome data were analyzed using Quantitative Insight into Microbial Ecology software (v1.9.0) and statistics were performed using the R package (v1.1.463). Our results indicated that Brazil nuts significantly improved the selenium status of the population, according to the significant increase in concentrations in the body (plasma, erythrocytes and feces) and its functional markers (selenoprotein P and GPX activity) (p <0.0001). The intervention also altered the concentration of other chemical elements (cobalt, arsenic, manganese, barium, lead, copper, zinc, aluminum, iron and magnesium) in plasma, erythrocytes and feces (p <0.001). This study was unprecedented in reporting the effects of Brazil nut intervention on the intestinal bacterial community. Although the overall composition of the intestinal microbiome did not change after ingestion of nuts, the abundance of genera important to human health, such as Faecalibacterium, Bilophila and Bulleidia, was increased. In addition, the metallomic profile in faeces also influenced the constitution and distribution of bacterial groups after nut consumption. We also observed significant correlations between the evaluated minerals and short chain fatty acid producing bacteria, such as Prevotella, Ruminococcus, Oscillospira and Coprococcus. Therefore, it can be concluded that the intervention with Brazil nuts benefited the constitution and distribution of the intestinal microbiota and evidenced the influence of the fecal metallomic profile on bacterial groups important to human health

A suplementação de pacientes com diabetes mellitus tipo 2 com castanha-do-brasil, pode alterar o estado nutricional relativo ao selênio, o grau de inflamação e a microbiota intestinal? / Can supplementation of patients with type 2 diabetes mellitus with brazil nuts affect the nutritional status of selenium, the degree of inflammation and the intestinal microbiota?

O diabetes mellitus tipo 2 está intimamente ligado a formação de espécies reativas de oxigênio, as quais aumentam os produtos de glicação avançada e consequentemente a inflamação e o desenvolvimento das complicações associadas a doença. Nesse contexto, destaca-se o papel do microbioma intestinal, visto que esta pode ser capaz de modificar fatores ligados ao sistema imune e sua modulação pode ser uma boa alternativa para melhora do quadro inflamatório e complicações da doença. A castanha-do-brasil, fonte de selênio, além de outros nutrientes, poderia atuar no sistema de defesa antioxidante e anti-inflamatório, além de influenciar a microbiota intestinal, resultando benefícios aos pacientes. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar estes efeitos da suplementação de indivíduos com diabetes mellitus tipo 2, com uma nóz de castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.) por dia, durante 60 dias. Para tanto, foi delineado um ensaio clínico, longitudinal, com 29 pacientes voluntários com diabetes mellitus tipo 2, atendidos no Ambulatório de Endocrinologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Os participantes foram avaliados antes e após a intervenção, e realizaram uma coleta de fezes (caracterização da microbiota intestinal e concentração de selênio) e uma coleta de sangue (análises de status de selênio, marcadores inflamatórios, glicêmicos e lipídicos, e da permeabilidade intestinal), a avaliação da ingestão alimentar foi por meio de Registro Alimentar de 3 dias Inicialmente, determinou-se a composição centesimal e a concentração de selênio da castanha-do-brasil utilizada. A análise bioinformática foi conduzida usando o Quantitative Insight into Microbial Ecology (QIIME, versão 1.9.0). A análise estatística foi realizada com os softwares Statistical Package for the Social Sciences, versão 23.0, e R versão 1.1.463. A concentração de selênio na castanha in natura foi de 79,8µg/g. A idade média dos participantes foi 54,9±3,6 anos. A ingestão de castanha-do-brasil foi capaz de melhorar significativamente os parâmetros: concentrações de selênio no plasma (Δ 95,82, p<0,001), nos eritrócitos (Δ 163,16, p<0,001) e nas fezes (Δ 166,31 p<0,001), assim como na selenoproteína P (Δ 5,36 p<0,026) e atividade da enzima glutationa peroxidase (Δ 30,61 p<0,040) e redução da hemoglobina glicada (Δ -0,8, p=0,001). No entanto, não houve alteração do perfil lipídico, inflamatório, ingestão alimentar e marcadores antropométricos. Apesar de não verificarmos mudança na composição global da microbiota intestinal, a diversidade interpessoal (ß diversidade) variou conforme a concentração de selenoproteína P (p=0,03) e porcentagem de hemoglobina glicada (p=0,04). A suplementação com castanha-do-brasil melhorou o perfil glicêmico e o status de selênio. Apesar de não ser observada influência na composição global da microbiota, a segregação observada indica certa resistência da microbiota frente a intervenção com a castanha

Type 2 diabetes mellitus is closely linked to the formation of reactive oxygen species, such as those that increase advanced glycation products (AGEs) and, consequently, inflammation and the development of complications associated with this disease. In this context, the study of the intestinal microbiome is of extreme importance, since it may be able to alter the factors related to the immune system and its modulation may be a good alternative for the improvement of the clinical and inflammatory status. Brazil nut is rich in selenium, in addition to other nutrients, which could act in the anti-inflammatory and antioxidant defense system and influence intestinal microbiota composition. Therefore, this study had the objective of determining the supplementation with type 2 diabetes mellitus. This longitudinal clinical trial was designed with 29 patients with type 2 diabetes mellitus, attended at the Endocrinology Outpatient Clinic of the Hospital das Clínicas, Faculdade de Medicina of the University of São Paulo. The intervention with Brazil nuts lasted 60 days and the participants were evaluated before and after by a collection of feces (intestinal microbiota characterization and selenium concentration) and blood collection (analyzes of selenium status, inflammatory markers, glycemic and lipid levels, and intestinal permeability), and dietary intake by means of a 3-day Food Registry. Initially, the centesimal composition and the selenium concentration of the nut were determined used. Bioinformatic analysis was conducted using the Quantitative Insight into Microbial Ecology (QIIME, version 1.9.0). Statistical analysis was performed with the software Statistical Package for the Social Sciences, version 23.0, and R version 1.1.463. The concentration of selenium in the nut in natura was 79.8 µg / g. The mean age of the participants was 54.9 ± 3.6 years, the mean time of diagnosis of the disease was 11.7 ± 6.9 years. The Brazil nut intake was able to significantly improve the parameters: plasma selenium concentrations (Δ 95,82, p<0,001), nem da circunferência da cintura (Δ-1 p=0,217) and GPX (Δ30.61 p <0.040) and reduction in HbA1c (Δ -0.8, p = 0.001). However, there were no changes in the lipid profile, inflammation, food intake and anthropometric markers. Although we did not verify a change in the global composition of the intestinal microbiota, the interpersonal diversity (ß diversity) varied according to the concentration of SELENOP (p = 0.03) and HbA1c percentage (p = 0.04). We conclude that brazil nut supplementation improved the glycemic profile and the status of selenium. Although no influence was observed on the overall composition of the microbiota, the observed segregation indicates some resistance of the microbiota to the intervention with the chestnut

Efeito do consumo de castanhas-do-brasil (Bertholettia excelsa H.B.K. ) sobre os biomarcadores inflamatórios e o estado nutricional relativo ao selênio de mulheres obesas / Effect of Brazil nut (Bertholettia excelsa H.B.K. ) consumption on inflammatory biomarkers and nutritional status of selenium in obese women

A inflamação e o estresse oxidativo são processos que ocorrem simultaneamente na obesidade e contribuem para o aumento da síntese de mediadores inflamatórios e de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio. O mineral selênio (Se), cuja principal fonte alimentar é a castanha-do-brasil, possui propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Considerando a importância do processo inflamatório na obesidade e o potencial papel do Se como anti-inflamatório por meio da atuação de selenoproteínas, o estudo da influência deste micronutriente neste contexto é de grande relevância. Desse modo, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do consumo da castanha-do-brasil sobre os biomarcadores inflamatórios e o estado nutricional relativo ao Se de mulheres obesas. No total, foram recrutadas 72 participantes alocadas randomicamente no grupo que consumiu a castanha-dobrasil (BN) ou no grupo controle (CO) e, acompanhadas por um período de 2 meses. O grupo BN consumiu 1 unidade de castanha-do-brasil (~409,5 µg/Se) por dia e o grupo CO não recebeu nenhum tipo de intervenção. Antes e após o período da intervenção, foram realizadas as avaliações antropométrica e do consumo alimentar, e dos parâmetros bioquímicos relacionados ao Se, estresse oxidativo, perfil lipídico e biomarcadores inflamatórios. Completaram o estudo 29 participantes do grupo BN e 26 do grupo CO com idade média de 40,3 (9,0) e 39,4 (9,5) anos (p=0,714), respectivamente. No baseline do estudo, observou-se que a população estudada não apresentava deficiência de Se. No grupo BN, verificou-se um aumento de todos biomarcadores de Se avaliados. Após 8 semanas de intervenção, um aumento significativo foi observado na expressão gênica de diversos parâmetros pró-inflamatórios no grupo BN (IL-6, TNF-α, TLR2 e TLR4). Apesar de não ter havido mudanças nas concentrações plasmáticas referentes a estes parâmetros, o aumento significativo da expressão gênica pode ser um indicativo de estímulo pró-inflamatório induzido pelo consumo da castanha-do-brasil com altas concentrações de Se

Inflammation and oxidative stress are processes that occur simultaneously in obesity and contribute to an increase in the synthesis of inflammatory mediators and reactive oxygen and nitrogen species. The mineral selenium (Se), whose main food source is the Brazil nut, has antioxidant and anti-inflammatory properties. Considering the importance of the inflammatory process in obesity and the potential role of Se as an anti-inflammatory by means of selenoproteins, the study of the influence of this micronutrient in this context is of great relevance. Thus, the aim of this study was to evaluate the effect of Brazil nut intake on inflammatory biomarkers and nutritional status of Se in obese women. In total, 72 participants randomly assigned to Brazil nut group (BN) or control group (CO) were recruited and followed up for 2 months. The BN group consumed 1 unit of Brazil nut (~ 409.5 µg/Se) per day and the CO group did not received any intervention. On baseline and after two months of follow-up, the evaluation of anthropometry and food consumption, and of the biochemical parameters related to Se, oxidative stress, lipid profile and inflammatory biomarkers were performed. Twenty-nine participants of BN group and twenty-six of the CO group completed the trial, with a mean age of 40.3 (9.0) and 39.4 (9.5) years (p= 0.714), respectively. At the baseline of the study, it was observed that this population did not present Se deficiency. In BN group, there was an increase in all Se biomarkers evaluated. After 8 weeks of intervention, a significant increase was observed in gene expression of several pro-inflammatory parameters in BN group (IL-6, TNF-α, TLR2 and TLR4). Although there have been no changes in plasma concentrations related to these parameters, a significant increase in gene expression may be an indicative of a pro-inflammatory stimulus induced by the intake of Brazil nuts with high Se concentrations

Expressão de microRNA circulantes em mulheres com excesso de peso suplementadas com castanha-do-brasil / Expression of circulating microRNAs in overweight and obese women supplemented with Brazil nut

O aumento excessivo de peso corporal acompanhado do acúmulo de gordura visceral eleva o risco de morbidade por hipertensão, diabetes mellitus tipo 2 e doença cardiovascular (DCV). O estresse oxidativo e a inflamação desempenham papel etiológico nestas comorbidades. Neste contexto, os microRNA (miRNA) atuam na regulação pós-transcricional no intuito de manter a homeostase celular sob condições de estresse fisiológico. A expressão de miRNA pode ser modulada por nutrientes e compostos bioativos provenientes da alimentação, atuando sobre processos inflamatórios, reduzindo o risco e/ou atenuando a progressão das DCV. A castanha-do-brasil é a maior fonte alimentar de selênio, sendo considerada um alimento com potencial função antioxidante podendo ser utilizado em pacientes com elevado risco cardiovascular. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar a expressão de microRNA circulantes em mulheres com excesso de peso antes e após o consumo da castanha-do-brasil. Para isso, foram selecionadas 72 mulheres com excesso de peso que frequentam o serviço de endocrinologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FMUSP). As participantes foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos: grupo intervenção (grupo Brazil Nut - BN), que consumiu uma unidade de castanha-do-brasil durante 60 dias, e grupo controle (CO), que não recebeu intervenção durante o mesmo período. Ao início e ao final da intervenção foram realizadas avaliações antropométricas e coleta de sangue. Foram incluídas no estudo 54 participantes: 29 do grupo BN e 25 do grupo CO. Nenhuma das variáveis antropométricas e bioquímicas apresentou variação significativa entre os grupos durante o período de intervenção. Conforme esperado, apenas o grupo BN apresentou um aumento significativo do selênio plasmático e eritrocitário durante o período de intervenção (> 200%; P<0,001). Foram avaliados 25 miRNA plasmáticos antes e após a intervenção. Dois miRNA (miR-454-3p e miR-584-5p) apresentaram aumento significativo (fold change maior que 2,2; P<0,05) após a ingestão de castanha-do-brasil. A análise dos seus possíveis alvos pelo software Ingenuity Pathway Analysis (IPA®, Qiagen) apontou que ambos estão relacionados com a via de ativação do VDR/RXR, podendo apresentar efeitos sobre a homeostase do cálcio, regulação do crescimento e função imune. O miR-454-3p apresentou, ainda, correlação positiva com a variação do selênio plasmático (r=0,432; P=0,005) e diversos miRNA apesentaram correlação significativa com parâmetros relacionados à síndrome metabólica e à resistência à insulina. Dessa forma, podemos concluir que o consumo da castanha-do-brasil por 60 dias é capaz de modular a expressão de miRNA circulantes em mulheres com excesso de peso, particularmente do miR-454-3p e do miR-584-5p, podendo estes serem utilizados como possíveis biomarcadores de ingestão e auxiliar, ainda, no entendimento dos mecanismos pelos quais o selênio exerce seu efeito na saúde dessa população

Excessive body weight gain accompanied by visceral fat accumulation raises the morbidity risk due to hypertension, type 2 diabetes mellitus and cardiovascular disease (CVD). Oxidative stress and inflammation play etiological role in these comorbidities. In this context, microRNAs (miRNAs) act in post-transcriptional regulation in order to maintain cellular homeostasis under physiological stress. MicroRNAs expression can be modulated by nutrients and bioactive compounds from the diet, acting on inflammatory processes, reducing the risk and/or attenuating the progression of CVD. Brazil nut is the major food source of selenium, being considered a food with potential antioxidant function to be used in patients with high cardiovascular risk. Thus, the present study aimed to evaluate the expression of circulating miRNAs in overweight and obese women before and after Brazil nuts intake. Thus, we selected 72 overweight and obese women recruited at Division of Endocrinology and Metabolism from the Clinical Hospital (School of Medicine, University of São Paulo, São Paulo, Brazil). Participants were randomly assigned to two groups: intervention group (Brazil Nut - BN group), which consumed one Brazil nut for 60 days, and control group (CO), which received no intervention during the same period. At the baseline and at the end of the intervention were performed anthropometric assessments and blood collection. The study included 54 participants: 29 from the BN group and 25 from the CO group. None of the anthropometric and biochemical variables presented significant variation between the groups during the intervention period. As expected, only the BN group showed a significant increase in plasma and erythrocyte selenium during the intervention period (> 200%; P<0.001). We evaluated 25 circulating miRNAs before and after the intervention. Two miRNAs (miR-454-3p and miR-584-5p) presented a significant increase (fold change greater than 2.2; P <0.05) after Brazil nuts intake. The analysis of potential targets by the Ingenuity Pathway Analysis software (IPA®, Qiagen) indicated that both are related to the VDR/RXR activation pathway, and may have effects on calcium homeostasis, growth regulation and immune function. Furthermore, miR-454-3p presented a positive correlation with plasma selenium (r = 0.432, P = 0.005) and several miRNAs showed a significant correlation with parameters related to metabolic syndrome and insulin resistance. Thus, we conclude that Brazil nut inatke for 60 days is capable of modulating circulating miRNAs in overweight and obese women, particularly miR-454-3p and miR-584-5p, and these may be used as possible biomarkers of intake and help to understand the mechanisms by which selenium exerts its effect on health of this population

Influence of different genotypes in the pattern of selenoprotein expression in response to Brazil nut supplementation / Influência de diferentes genótipos no perfil de expressão de selenoproteínas em resposta à suplementação com castanha-do-brasil

The micronutrient selenium is essential to human physiology. As the amino acid selenocysteine, it is inserted into selenoproteins with a wide range of functions including antioxidant capacity, thyroid hormone metabolism, improvement of immune system, brain function, fertility and reproduction. Low selenium status has been associated with increased risk for chronic diseases, such as cancer, type-2 diabetes and cardiovascular disease. In this context, several studies have been conducted in order to investigate if selenium supplementation could reduce the risk of such diseases. However, genetic variations may interfere in the response of individuals to a dietary intervention and must be considered as a important source of inter-individual variation. Therefore, this study was conducted was conducted to investigate the influence of genetic variations in selenoproteins genes on the response to an intervention with Brazil nuts, the richest source of selenium known in nature. The study included 130 healthy volunteers with both genders, aged 20 to 60 years old selected in University of São Paulo. They received nuts for 8 weeks, eating one nut a day, and did a washout period for more 8 weeks. All volunteers had a blood sampling collection every 4 weeks during 4 months, in a total of 5. The following analysis were done: anthropometric measurements, lipid profile, plasma malondialdehyde, plasma and erythrocyte Se, selenoprotein P, plasma and erythrocyte GPx activity, gene expression of GPX1, SEPP1, SELS and SEP15. The volunteers were also genotyped for SNPs rs1050450, rs3811699, rs1800699, rs713041, rs3877899, rs7579, rs34713741 and rs5845. Each unit of Brazil nut provided an average of 300 µg of selenium. All 130 volunteers completed the protocol. The concentrations of total cholesterol and glucose decreased after 8 weeks of supplementation. Moreover, HDL concentrations were higher for carriers of the variant T allele for GPX4_rs713041. The frequencies of the variant genotypes were 5,4% for rs1050450, rs3811699 e rs1088668, 10% for rs3877899, 19,2% for rs713041 e rs7579, 11,5% for rs5845 and 8,5% for rs34713741. The levels of the five biomarkers increased significantly after supplementation. In addition, erythrocyte GPx activity was influenced by rs1050450, rs713041 and rs5845; erythrocyte selenium was influenced by rs5845 and plasma selenium by rs3877899. Gene expression of GPX1, SEPP1 and SEP15 were higher after supplementation. The SNP rs1050450 influenced GPX1 mRNA expression and rs7579 influenced SEPP1 mRNA expression. Therefore, it can be concluded that the supplementation with one of Brazil nut for 8 weeks was efficient to reduce total cholesterol and glucose levels and to increase the concentrations of the main biomarkers of selenium status in healthy adults. Furthermore, our results suggest that GPX4_rs713041 might interfere on HDL concentrations and GPx1 activity, GPX1_rs1050450 might interfere on GPx1 activity, SEP15_rs5845 might interfere on GPx1 activity and erythrocyte selenium and SEPP1_3877899 might interfere on plasma Se levels. Therefore, the effect of genetic variations should be considered in future nutritional interventions evaluating the response to Brazil nut supplementation

O micronutriente selênio é essencial para a fisiologia humana, inserido nas selenoproteínas na forma do aminoácido selenocisteína. As selenoproteínas são importantes para a função antioxidante, controle do metabolismo dos hormônios tireoidianos, melhora do sistema imune, função cerebral, fertilidade e reprodução. O estado nutricional de selênio deficiente ou marginal está associado com aumento do risco de doenças crônicas, como câncer, diabetes e doença cardiovascular. Sendo assim, diversos estudos procuraram investigar se a suplementação com selênio poderia reduzir o risco dessas doenças. Entretanto, as variações genéticas podem afetar a resposta dos indivíduos a uma intervenção dietética. Portanto, esse estudo foi conduzido para investigar a influência de variações genéticas em genes de selenoproteínas na resposta à suplementação com castanha-do-brasil, melhor fonte de selênio da natureza. Participaram do estudo 130 adultos de ambos os gêneros, com idade de 20 a 60 anos, selecionados na Universidade de São Paulo. Os indivíduos receberam castanhas suficientes para 8 semanas, ingerindo uma unidade por dia e, após o período de suplementação realizaram um período de washout também por 8 semanas. Todos realizaram cinco coletas de material biológico a cada quatro semanas. Foram realizadas medidas antropométricas, perfil lipídico, malondialdeído (MDA), concentração de selênio e selenoproteína P no plasma, eritrócitos, atividade da GPx eritrocitária e plasmática, expressão gênica da GPX1, SEPP1, SELS e SEP15. Além disso, os participantes foram genotipados para os SNPs rs1050450, rs3811699, rs1800699, rs713041, rs3877899, rs7579, rs34713741 e rs5845. Cada unidade de castanha forneceu em média 350µg de selênio. Todos os 130 voluntários concluíram o estudo. As concentrações de glicose e colesterol total diminuíram após 8 semanas de suplementação. Além disso, as concentrações de HDL-c foram influenciadas pelo SNP rs713041 no gene da GPX4, sendo os valores mais altos encontrados para os indivíduos com o alelo variante T (CT+TT). As frequências dos genótipos variantes foram 5,4% para rs1050450, rs3811699 e rs1088668, 10% para rs3877899, 19,2% para rs713041 e rs7579, 11,5% para rs5845 e 8,5% para rs34713741. Os níveis dos cinco biomarcadores aumentaram significativamente após a suplementação. Além disso, a atividade da GPx eritrocitária foi influenciada pelos rs1050450, rs713041 e rs5845, o selênio eritrocitário foi influenciado pelo rs5845 e o selênio plasmático pelo rs3877899. A expressão dos genes GPX1 e SEPP foram maiores após a suplementação. Tendo em vista esses resultados, conclui-se que a suplementação com uma unidade de castanha-do-brasil durante 8 semanas foi suficiente para reduzir as concentrações de colesterol e de glicose, e elevar as concentrações dos principais biomarcadores do estado nutricional de selênio. Além disso, observou-se que o polimorfismo rs713041 parece influenciar as concentrações de HDL-c e atividade da GPx1, o polimorfismo rs1050450 parece influenciar a atividade da GPx1, o polimorfismo rs5845 parece influenciar a atividade da GPx1 e o selênio eritrocitário e o polimorfismo rs3877899 parece influenciar a o selênio plasmático. Portanto, sugere-se considerar o perfil genético dos indivíduos em futuros estudos avaliando a resposta à suplementação com castanha-do-brasil no estado nutricional de selênio da população

Efeitos do consumo de castanha-do-brasil ( Bertholetia excelsa H. B. K. ) sobre o estresse oxidativo em pacientes com comprometimento cognitivo leve e a relação com variações em genes de selenoproteínas / Effects of the intake of Brazil nut (Bertholetia excels H. B. K) on the oxidative stress in patients with mild cognitive impairment and its relation with polymorphisms in selenoprotein genes

Visto que o estresse oxidativo está intimamente relacionado com a progressão da demência, este se apresenta como um possível alvo terapêutico a fim de preservar as funções cognitivas. No mesmo sentido, estudos mostram o papel antioxidante do selênio, mineral que atua por meio das selenoproteínas, com destaque para a família de enzimas antioxidantes glutationa peroxidase (GPx) e a selenoproteína responsável pelo transporte de selênio, a selenoproteína P (SePP). Entretanto, diferentes genótipos dos genes que codificam essas selenoproteínas podem refletir em diferentes respostas diante de intervenções alimentares. Assim, este trabalho teve como objetivo verificar os efeitos da suplementação com castanha-do-brasil sobre o estresse oxidativo em pacientes com comprometimento cognitivo leve (CCL) e verificar sua relação com os polimorfismos rs1050450 (Pro198Leu) no gene da GPx1, rs3877899 e rs7579 no gene da selenoproteína P. Participaram do estudo 31 indivíduos com CCL, voluntários, de ambos os sexos, frequentadores do Ambulatório de Memória do Idoso do Serviço de Geriatria da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, com idade igual ou superior a 60 anos, que foram distribuídos aleatoriamente entre os grupos Castanha e Controle. O grupo Castanha recebeu uma unidade de castanha-do-brasil por dia durante seis meses. Foram avaliados os seguintes marcadores: determinação de selênio no plasma e nos eritrócitos, atividade da GPx eritrocitária, avaliação dos níveis de oxygen radical absorbance capacity (ORAC) e de malondialdeído (MDA) plasmáticos, perfil lipídico sérico e expressão gênica de GPx1 e SePP. Além disso, os participantes foram submetidos à avaliação cognitiva e genotipados quanto aos polimorfismos rs1050450, rs3877899 e rs7579. Cada unidade de castanha-do-brasil forneceu 288,75µg de selênio. Dentre os 31 participantes selecionados, apenas 20 concluíram o estudo, e observou-se que, antes da intervenção, os grupos de estudo não apresentavam diferença quanto aos níveis de selênio no plasma e no eritrócito, bem como na atividade da GPx e nos níveis plasmáticos de ORAC e de MDA. Porém, após a suplementação, verificou-se aumento significativo no selênio plasmático (290,6±74,6) e eritrocitário (574,6±181,4) e na atividade da GPx (59,55±20,79) no grupo Castanha, diferente do grupo Controle (47,48±11,7 no plasma; 33,5±16,1 no eritrócito; 42,54±13,05 atividade da GPx). Em relação ao MDA, verificou-se que ambos os grupos apresentaram aumento após a intervenção, porém não significativo. No caso do ORAC, não se verificou alteração entre os grupos após os seis meses. O escore CERAD, que avalia desempenho cognitivo, não foi diferente entre os grupos após o tratamento, entretanto as mudanças observadas na fluência verbal e na praxia construtiva ao longo do acompanhamento foram mais favoráveis no grupo Castanha. A frequência dos genótipos de referência foram 40% para Pro198Leu, 55% para rs7579 e 60% para rs3877899. Não foram identificadas diferenças entre os níveis de selênio, de atividade da GPx, de MDA e de ORAC entre os genótipos, porém em análise multivariada verificou-se que o alelo variante do Pro198Leu se relacionou com aumento de 0,613 dp na concentração de selênio no plasma no baseline. A influência dos polimorfismos na resposta à intervenção com castanha-do-brasil foi avaliada nos 11 participantes do grupo Castanha, e observou-se que os genótipos não influenciaram na resposta quanto os níveis de selênio plasmático e eritrocitário, bem como de MDA. Entretanto, quanto à atividade da GPx, embora todos os genótipos tenham apresentado aumento após a intervenção, isso não foi significativo para o genótipo dominante do rs7579 e para o variante do rs3877899. A expressão de GPx1 e de SePP também foi diferente entre os genótipos: indivíduos com alelo variante do Pro198Leu apresentaram redução da expressão da GPx1, enquanto carreadores do genótipo homozigoto dominante tiveram aumento. Também percebeu-se que a expressão da SePP foi reduzida em todos os genótipos, entretanto essa mudança foi mais relevante para os genótipos variantes do Pro198Leu e rs7579 e para o genótipo GG do rs3877899. A partir desses resultados, concluiu-se que o consumo de apenas uma castanha-do-brasil diariamente, durante seis meses, é suficiente para recuperar o estado nutricional relativo ao selênio, e isso parece ter efeitos positivos sobre a cognição em idosos com CCL. Além disso, observou-se que o polimorfismo Pro198Leu no gene da GPx1 parece influenciar o estado nutricional quanto ao selênio, bem como a expressão de GPx, enquanto que os polimorfismos rs7579 e rs3877899 parecem não influenciar, de maneira significativa, o metabolismo de selênio frente ao consumo de castanha-do-brasil

Since oxidative stress is closely related to progression of dementia, the antioxidant system may be a potential therapeutic target to preserve cognitive function. In this way, studies show the antioxidant role of selenium, which plays as selenoproteins especially glutathione peroxidase (GPx) family and selenoprotein P (SePP). However, different genotypes of selenoprotein genes may result in different response to dietary intake. Therefore, this work aimed to verify the effects of Brazil nuts intake on oxidative stress and the role of the polymorphisms rs1050450 (Pro198Leu) in GPx1 gene and rs7579 and rs3877899 in SePP gene in mild cognitive impairment (MCI) patients. Study subjects comprised 31 voluntary patients with MCI who attended the Memory and Aging Unit of the Geriatrics Division, University of São Paulo Medical School (Brazil). They were randomly assigned to ingestion of Brazil nuts or to the control group. Brazil nuts group received one nut daily during six months. The following parameters were analysed: selenium concentration in plasma and erythrocyte, GPx activity in erythrocyte, plasmatic levels of oxygen radical absorbance capacity (ORAC) and of malondialdedyde (MDA), serum lipid profile. Besides, we evaluated cognitive performance and the patients were genotyped to rs1050450, rs3877899 e rs7579 polymorphisms. Each Brazil nut provided 288.75µg of selenium. Among 31 enrolled participants, only 20 finished the study. No differences regarding selenium levels, GPx activity, ORAC and MDA levels were observed at baseline between groups. However, after treatment, we observed significant increase in selenium in plasma (290.6±74.6) and in erythrocyte (574.6±181.4) and in GPx activity (59.55±20.79) in treated group, unlike control group (47.48±11.70 selenium in plasma; 33.5±16.1 selenium in erythrocyte; 42.54±13.05 GPx activity). Although not significant, MDA level increased after 6 months in both groups and ORAC levels were not different across time. CERAD total score was not different across time between groups, however changes in verbal fluency and constructional praxis subtests across time were significantly more favorable on the supplemented group when compared with control group. The frequency of dominant genotypes for Pro198Leu, rs7579 and rs3877899 were 40%, 55% and 60%, respectively. We did not observe differences regarding to selenium ORAC and MDA levels and GPx activity among genotypes, however after linear regression analysis the presence of variant allele of Pro198Leu was associated with an increase of 0.613 SD in selenium plasma level at baseline. The effect of polymorphisms in response to Brazil nut intake was analysed in Brazil nut group, and we observed that sele nium and MDA levels were not affected by polymorphisms. However although GPx activity increased in all genotype groups, this was not significant in dominant genotype of rs7579 and variant genotypes of rs3877899. GPx1 and SePP expression was also different among groups across time: variant allele of Pro198Leu presented decreased expression of GPx1 while dominant homozygous presented increase of expression. We also observed that SePP expression was reduced in all genotypes, but his was more important in variant genotypes of Pro198Leu and rs7579 and in GG genotype of rs3877899. From these results, we can conclude that consumption of only one Brazil nut is enough to restore selenium status, and this may be positive effects on cognition performance. Furthermore we observed that Pro198Leu polymorphism may influence selenium nutritional status and GPx activity whereas rs7579 and rs3877899 polymorphisms did not have an effect on selenium metabolism after Brazil nut intake