Modelo numérico mecanobiológico para a obtenção da matriz de rigidez estrutural e da densidade mineral na remodelagem óssea

Neste trabalho é proposto um modelo mecanobiológico de remodelagem óssea para a estimativa de variações, provocadas por perturbações mecânicas ou biológicas, na matriz de rigidez estrutural da escala macroscópica e na densidade mineral em uma região do osso. Na cooperação entre as áreas da saúde e da engenharia, como nos estudos estruturais de biomecânica no sistema esquelético, as propriedades mecânicas dos materiais devem ser conhecidas, entretanto os ossos possuem uma constituição material altamente complexa, dinâmica e variante entre indivíduos. Sua dinâmica decorre dos ciclos de absorção e deposição de matriz óssea na remodelagem óssea, a qual ocorre para manter a integridade estrutural do esqueleto e adaptá-lo aos estímulos do ambiente, sejam eles biológicos, químicos ou mecânicos. Como a remodelagem óssea pode provocar alterações no material do osso, espera-se que suas propriedades mecânicas também sejam alteradas. Na literatura científica há modelos matemáticos que preveem a variação da matriz de rigidez estrutural a partir do estímulo mecânico, porém somente os modelos mais recentes incluíram explicitamente processos biológicos e químicos da remodelagem óssea. A densidade mineral óssea é um importante parâmetro utilizado no diagnóstico de doenças ósseas na área médica. Desse modo, para a obtenção da variação da rigidez estrutural e da densidade mineral óssea, propõe-se um modelo numérico mecanobiológico composto por cinco submodelos: da dinâmica da população de células ósseas, da resposta das células ao estímulo mecânico, da porosidade óssea, da densidade mineral óssea e, baseado na Lei de Voigt para materiais compósitos, da rigidez estrutural. Os valores das constantes das equações dos submodelos foram obtidos de literatura. Para a solução das equações do modelo, propõe-se uma implementação numérica e computacional escrita em linguagem C. O método de Runge-Kutta-Dorman-Prince, cuja vantagem consiste no uso de um passo de solução variável, é utilizado no modelo para controlar o erro numérico do resultado do sistema de equações diferenciais. Foi realizada uma avaliação comparativa entre os resultados obtidos com o modelo proposto e os da literatura dos modelos de remodelagem óssea recentes. Conclui-se que o modelo e a implementação propostos são capazes de obter variações da matriz de rigidez estrutural macroscópica e da densidade mineral óssea decorrentes da perturbação nos parâmetros mecânicos ou biológicos do processo de remodelagem óssea.

Base de dados de informação nutricional, relacionados com doenças crônicas não transmissíveis, de alimentos comercializados no Brasil

A recente evolução das doenças crônicas não transmissíveis (DCNT), possivelmente associadas às mudanças de hábitos alimentares, tem sido um desafio para a promoção da alimentação saudável em vários países, inclusive no Brasil, onde o sódio tem sido o foco de atenção, pela possibilidade da redução da sua elevada ingestão ser uma das medidas com melhor custo benefício para saúde pública. É necessário conhecer o conteúdo de sódio e de componentes específicos, relacionados às DCNT nos alimentos comercializados no país, para orientar o consumidor na seleção adequada dos alimentos e mesmo para modificar sua composição; no entanto, nas bases de dados, o conteúdo desse mineral está presente em um número reduzido de alimentos. O objetivo da presente pesquisa foi a elaboração de uma base de dados de alimentos processados com componentes específicos associados às DCNT, dando ênfase ao sódio, e avaliar o uso dessa base de dados para estimar a sua ingestão. Informações nutricionais de rótulos e de websites de indústrias de alimentos foram coletadas para inclusão na base de dados, elaborada de acordo com as diretrizes do International collaborative project to compare and monitor the nutritional composition of processed foods, coordenado pelo The George Institute for Global Health (Austrália). A avaliação da variação do conteúdo de sódio foi realizada para alguns alimentos processados presentes na base de dados, considerando os de maior consumo nacional. O conteúdo de sódio em refeições de restaurantes populares de São Paulo foi analisado por espectrofotometria de absorção atômica de chama e estimado pela base de dados elaborada para comparação. Na base de dados estão incluídas informações de 2.319 alimentos distribuídos em 14 grupos. Foi observada grande variação no conteúdo de sódio entre diferentes tipos de pães de forma industrializados, de salsichas, de linguiças, de queijos e iogurtes. O conteúdo de sódio analisado nas refeições (base integral) variou de 215,9 mg a 427,9 mg por 100 kcal, enquanto que o conteúdo de sódio estimado variou de 204,2 mg a 486,8 mg por 100 kcal (418 kJ). A análise do coeficiente de correlação entre valores analíticos e estimados do conteúdo de sódio em refeições mostrou forte correlação entre esses dados para dois restaurantes (r=0,703 e 0,897) e moderada correlação para outros dois (r=0,513 e 0,622) dos cinco restaurantes estudados, indicando que através da base de dados elaborada é possível obter uma estimativa da ingestão de sódio. A importância de se conhecer o conteúdo de sódio de refeições e/ou alimentos está na possibilidade de uso dessas informações para orientar a redução do sal empregado no preparo da refeição, e ampliar para o consumidor informações que permitam identificar alternativas para redução do consumo de sal.