METABOLISMO NO ESTADO DE JEJUM

 

 

 

 

 

 

 

Uma vez que todos os nutrientes de uma refeição tenham sido digeridos, absorvidos e distribuídos para várias células, a concentração de glicose no plasma começa a cair. Isso é o sinal para o corpo mudar o metabolismo do estado alimentado (absortivo) para o estado de jejum (pós-absortivo). O metabolismo está sob o controle predominante de hormônios, os quais têm o objetivo de manter a homeostasia da concentração de glicose no sangue e, por consequência, a oferta da mesma como fonte de energia para ao encéfalo e os neurônios.

A homeostasia da glicose é mantida por meio do catabolismo de conversão de glicogênio, proteínas e gorduras em intermediários que podem ser utilizados para a produção de glicose ou de ATP. Utilizar proteínas e gorduras para a síntese de ATP poupa a glicose plasmática para ser utilizada pelo encéfalo. A figura resume os processos catabólicos ocorridos em diferentes órgãos durante o estado de jejum.

A fonte mais fácil de obtenção de glicose da homeostasia da glicose plasmática é pelo estoque de glicogênio do organismo, predominantemente localizado no fígado. O glicogênio hepático é capaz de suprir a demanda por glicose por cerca de 4 a 5 horas.

Na glicogenólise, o glicogênio é quebrado em glicose ou em glicose-6-fosfato. A maior parte do glicogênio é convertida à glicose-6-fosfato em uma reação que separa a molécula de glicose do polímero de glicogênio, que ocorre com o auxílio de fosfatos inorgânicos obtidos no citosol. Somente cerca de 10% dos estoques de glicogênio são hidrolisados a moléculas de glicose pura.

No estado de jejum, o glicogênio do músculo esquelético pode ser metabolizado em glicose, mas não diretamente. As células musculares, como a maioria das outras células, não possuem a enzima que produz glicose a partir da glicose-6-fosfato. Como resultado, a glicose-6-fosfato produzida a partir da glicogenólise no músculo esquelético é metabolizada a piruvato (condições aeróbias) ou a lactato (condições anaeróbias). O piruvato e o lactato são, então, transportados para o fígado, que os usa para produzir glicose via gliconeogênese.

Durante o estado de jejum, os aminoácidos livres são normalmente utilizados como fonte de obtenção de ATP. Se o estado de jejum se prolonga por um período grande, as proteínas musculares são degradadas a aminoácidos para suprir a demanda energética. O primeiro passo do catabolismo proteico é a digestão de proteínas a polipeptídeos menores por enzimas, chamados de proteases (endopeptidases). Posteriormente, enzimas conhecidas como exopeptidases degradam as ligações terminais dos polipeptídeos menores, permitindo a liberação de aminoácidos livres.

Os aminoácidos podem ser convertidos em intermediários que tanto participam da glicólise quanto do ciclo do ácido cíclico. A primeira etapa deste processo de conversão é a de-saminação, a qual remove o grupamento amino do aminoácido. A desaminação também promove a síntese de moléculas de amônia e de ácidos orgânicos. Alguns dos ácidos orgânicos gerados nessa via são o piruvato e a acetil-CoA e diversos intermediários do ciclo do ácido cíclico. Os ácidos orgânicos podem, então, entrar na via do metabolismo aeróbio para produzir ATP.

As moléculas de amônia (NH3) produzidas durante o pro-cesso de desaminação rapidamente se associam aos íons hidro-gênio (H+), convertendo-se em íons amônio (NH4+), como demonstrado na Figura. Ambos, a amônia e o íon amônio, são considerados tóxicos, porém as células do fígado rapidamente convertem esses compostos em ureia (CH4N2O). A ureia é o principal resíduo de nitrogênio do corpo e é excretada pelos rins.

Se os estoques de glicogênio se tornam baixos e a concentração de glicose plasmática é ameaçada, as proteínas podem ser utilizadas para produzir glicose. No fígado, os aminoácidos ou o piruvato produzido a partir de aminoácidos entram na via da glicólise. Essa via, então, volta a produzir glicose-6-fosfato e glicose (gliconeogênese).

As moléculas de lipídeos são consideradas a fonte primária de combustível do organismo, uma vez que possuem elevado conteúdo de energia quando comparadas às proteínas e aos carboidratos. Quando o corpo no estado de jejum necessita utilizar os estoques de energia, as lipases degradam os triacilgliceróis em glicerol e em ácidos graxos livres por meio de uma série de reações, denominada lipólise. O glicerol sintetizado a partir da lipólise entra na via da glicólise 2, posteriormente formando piruvato e ATP, assim como as moléculas de glicose comuns.

As longas cadeias de ácidos graxos são mais difíceis de gerarem ATP. A maioria dos ácidos graxos precisa primeiramente ser transportada do citosol para a matriz mitocondrial. Uma vez na matriz, os ácidos graxos são lentamente desacoplados em duas unidades de carbono por vez, até o fim da cadeia, em um processo chamado de beta-oxidação (β-oxidação).

Na maioria das células, as unidades de dois carbonos dos ácidos graxos são convertidas em acetil-CoA, cuja unidade acil com dois carbonos alimenta diretamente o ciclo do ácido cítrico. Uma vez que muitas moléculas de acetil-CoA podem ser produzidas a partir de um único ácido graxo, os lipídeos contêm 9 kcal de energia armazenada por grama, compara-dos com 4 kcal por grama das proteínas e dos carboidratos.

No estado de jejum, o tecido adiposo libera ácidos graxos livres e glicerol na corrente sanguínea. O glicerol será captado pelo fígado, convertendo-se em glicose na via da gliconeogênese. Os ácidos graxos serão captados por diversos tecidos e utilizados para a produção de energia.

No fígado, se os ácidos graxos produzirem mais rapidamente grupamentos acetil-CoA do que o ciclo do ácido cítrico pode os metabolizar, o excesso de unidades acil será convertido em corpos cetônicos (comumente chamados de cetonas na área da fisiologia e da medicina). Os corpos cetônicos tornam-se uma significativa fonte de energia para o cérebro em casos de jejum prolongado e de glicose baixa. Os corpos cetônicos entram no sangue, criando um estado chamado de cetose. O hálito de pessoas com cetose tem um odor de fruta causado pela acetona, uma cetona volátil cujo odor você pode reconhecer nos removedores de esmalte de unha.

Planos dietéticos com baixo teor de carboidratos, como a dieta de Atkins e a dieta de South Beach, são extremamente cetogênicos, visto que a maioria das calorias vem do metabolismo das gorduras. Essas dietas possuem muito pouca quantidade de carboidrato e alta quantidade de gordura e proteína, o que leva a um aumento do metabolismo da β-oxidação das gorduras e produção de corpos cetônicos. Pessoas que fazem essas dietas têm uma rápida perda de peso inicial, mas isso ocorre pela degradação do glicogênio e pela perda de água, não por redução de gordura do corpo em si.

As dietas cetogênicas têm sido utilizadas no tratamento de crianças com epilepsia e que não respondem à terapia com medicamentos. Por razões ainda desconhecidas, a manutenção de um estado de cetose nessas crianças diminui a incidência das convulsões. Apesar disso, as dietas cetogênicas também podem ser perigosas. Os corpos cetônicos, como o ácido acetoacético e o ácido β-hidroxibutírico, são poderosos ácidos metabólicos que podem afetar gravemente o equilíbrio do pH corporal, levando à cetoacidose, uma acidose metabólica (p. 648). Também são usadas como terapia alternativas e complementares a quimioterapia no câncer.

Entre os riscos associados a dietas cetogênicas estão a desidratação, a perda de eletrólitos, a ingestão inadequada de cálcio e vitaminas, a gota e os problemas renais.

 

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