GT5 JEJUM-ALIMENTADO

GT5: JEJUM

AUTOR: MAX

1.    Visão geral

O objetivo deste estudo é estabelecer as inter-relações metabólicas existentes no organismo humano durante o período bem alimentado e de jejum.

Os processos metabólicos de interesse são: 1) glicogênese (síntese de glicogênio), 2) glicogenólise (quebra de glicogênio), 3) gluconeogênese (síntese de glicose a partir de precursores que não são hexose ou carboidratos ex lactato e alanina), 4) glicólise (quebra de glicose), 5) síntese de ácidos graxos, 6) glutaminólise, 7) cetogênese, 8) oxidação de aminoácidos, 9) síntese proteica, 10) proteólise e 11) ciclo da ureia.

Sobre estes processos metabólicos é importante saber: 1)quais tecidos são mais ativos para vários processos, 2) quando estes processos estão mais ou menos ativos e 3) como esses processos são controlados e coordenados em diferentes estados metabólicos.  

2.    Inter-relações metabólicas dos principais tecidos no estado bem alimentado

Passagem dos nutrientes do intestino para o organismo:  

·         Glicose: passa das células epiteliais intestinais direto para a veia porta do fífado.

·         Aminoácidos: são parcialmente metabolizados no intestino antes de passarem para a veia porta.

·         Lipídios: na forma de quilomicrons são captados pelos linfáticos onde são transportados até o ducto torácico e, através da veia subclávia, entrega os quilomícrons a um local de fluxo sanguíneo rápido.

O que ocorre com cada nutriente:

a)    Glicose:

Ø  Fígado: glicose pode ter os seguintes destinos no fígado: 1) convertida em glicogênio pela glicogênese, 2) em piruvato pela glicólise e 3) utilizada na via pentose fosfato para a geração de NADPH para processos sintéticos. O piruvato pode ser oxidado a acetil-CoA que pode ser convertido em gordura ou entrar no ciclo do ácido cítrico.

Ø  Glóbulos vermelhos e medula renal: somente podem converter glicose a piruvato e lactato.

Ø  Tecido adiposo:  pode converter glicose em gordura.

Ø  Músculos: podem utilizar glicose no ciclo do ácido cítrico ou armazena-lo na forma de glicogênio.

Ø  Cérebro e testículos: dependentes da glicose para a produção energética.

b)   Aminoácidos: a maioria dos aminoácidos da dieta são transportados diretamente para o sangue portal. Outrora o intestino pode metabolizar aspartato, asparagina, glutamato e glutamina e liberam alanina, lactato, citrulina e prolina no sangue portal. Aminoácidos em excesso podem ser oxidados completamente a CO₂, H₂O e ureia ou os intermediários gerados podem ser utilizados como substratos para a lipogênese. Os aminoácidos que escapam do fígado são utilizados na síntese proteica ou como fonte de energia por outros tecidos.

c)    Lipídeos: podem ser provenientes da dieta na forma de quilomicrons ou sintetizadas no fígado (lipogênese) a partir de piruvato, lactato, glicose e aminoácidos. A gordura neste caso é liberada pelo fígado sobre a forma de VLDL (lipoproteínas de muita baixa densidade) e após alcançarem o tecido adiposo são quebradas pela lípase lipoproteica (ativada pela insulina) em ácidos graxos que são novamente sintetizados, no adipócito, em triacilglicerol (forma de armazenamento).

Intercorrência: para entendermos tanto o jejum inicial quanto o estado de jejum é necessário primeiro compreender o mecanismo envolvido no ciclo de Cori e da alanina. Ambos os ciclos são mecanismos para suprir continuamente, os tecidos que precisam de glicose como fonte primária de energia.  Para participar deste ciclo os tecidos periféricos devem liberar alanina e lactato, como produtos finais do metabolismo da glicose. Ambos os ciclos dependem da gluconeogênese.

Gluconeogênese: consiste na transformação de lactato ou alanina em glicose, processo realizado no fígado. A glicose disponibilizada será utilizada por tecidos periféricos no ciclo de Cori para produzir novo lactato e no ciclo da alanina para produzir nova alanina. No processo de gluconeogênese ocorre o gasto de 6ATP´s.

GLUCONEOGÊNESE

a)    Ciclo de Cori: o ciclo de Cori é bem menos eficiente que o ciclo da Alanina. No entanto, ao contrário do outro ciclo pode ocorrer na ausência de oxigênio e não necessita da presença mitocondrial. Neste ciclo 2 ATP´s são produzidos e formam-se 2 Lactatos. O lactato produzido será no figado, pelo processo de gluconeogênese, transformado em glicose e disponibilizado novamente para ser utilizado no ciclo de Cori. As duas figuras a seguir retratam o ciclo:

b)   Ciclo da alanina: este ciclo é mais eficiente que o de Cori, uma vez que, pode utilizar os 2NADH resultantes da glicólise na fosforilação oxidativa gerando 4 a 6 ATP´s a mais. Além deles soma-se os 2ATP´s de praste liberados na glicólise. No fígado, a alanina produzida a partir de piruvato no tecido periférico sofre transaminação pela alanina-aminotransferase(ALT) doando dessa forma o grupo amino ao α-cetoglutarato que se transforma em glutamato que sofrerá desaminação oxidativa pela glutamato desidrogenase liberando NH₃ livre que será utilizada no ciclo da ureia que consome 3ATP´s. Nesse processo após a alanina perder o grupo amino ela volta a ser piruvato que pode então entrar na gluconeogênese. As duas figuras abaixo ilustram o ciclo:

3.    Inter-relações metabólicas no estado de jejum inicial: a glicogenólise hepática é muito importante para a manutenção da glicose sanguínea durante o estado de jejum. Ocorre redução da lipogênese e os substratos desta via (lactato, piruvato e aminoácidos) são desviados para formação de glicose, completando o ciclo de Cori. O ciclo da alanina também se torna importante. O catabolismo de aminoácidos é pequeno.

4.    Inter-relações metabólicas no estado de jejum: neste momento existe pouca ou nenhuma reserva de glicogênio disponível. Tecidos que são dependentes exclusivamente da glicose agora dependem inevitavelmente da gluconeogênese hepática, principalmente a partir de lactato, glicerol e alanina. O ciclo de Cori e da Alanina tem papeis importantes, mas não fornecem carbono para a síntese líquida de glicose. Nestes ciclos o que ocorre é apenas a reposição da glicose convertida a lactato e alanina pelos tecidos periféricos.

È essencial compreender que o fígado transfere a energia da oxidação dos ácidos graxos para a formação de glicose através da gluconeogênese doando indiretamente parte desta energia para tecidos que são incapazes de utilizar tais ácidos graxos como fonte de energia.

Quais seriam então as fontes de carbono para a produção líquida de glicose: 1) em menor proporção temos o glicerol resultante da lipólise ocorrida no tecido adiposo e 2) em maior proporção temos o carbono originado da proteólise das proteínas principalmente da musculatura esquelética.

No que diz respeito as proteínas: as proteínas são hidrolisadas dentro das células musculares e a maioria dos aminoácidos é metabolizado dentro da própria célula. Dois aminoácidos merecem atenção, uma vez que, predominam na exportação, são eles: alanina e a glutamina. Estes aminoácidos são provenientes de aminoácidos de cadeia ramificada. No processo de transaminação para a formação da alanina e glutamina ocorre a formação concomitante de α0cetoácidos que são liberados na corrente sanguínea e podem ter os seguintes destinos: 1) síntese de glicose (cetoácido da valina), 3) síntese de corpos cetônicos (cetoácido da leucina) e 3) síntese de glicose e corpos cetônicos (cetoácido da isoleucina).

A maior parte da glutamina liberada no sangue é convertida em alanina pelo epitélio intestinal. Ela é oxidada pelos enterócitos a fim de disponibilizar energia e moléculas precursoras para a síntese de pirimidinas e purinas, liberando nesta oxidação alanina e NH₄⁺. Esta via é denominada glutaminólise e também é realizada pelo sistema imune só que ao invés de alanina como produto final temos o aspartato.

No fígado a alanina sofrerá transaminação liberando piruvato que poderá ser utilizado na produção de glicose ou de energia.

No que diz respeito a gorduras: o tecido adiposo é também muito importante no estado de jejum. Devido aos baixos níveis de insulina durante este quadro ocorre uma grande lipólise aumentando os níveis sanguíneos de ácidos graxos os quais são utilizados como fonte de energia por muitos tecidos:

·         Músculo esquelético e miocárdio: a oxidação dos ácidos graxos inibe a glicólise e a oxidação do piruvato. Os corpos cetônicos diminuem a proteólise diminuindo a perda de massa muscular.

·         Fígado: os ácidos graxos são convertidos a acetil-CoA e a maior parte deste ultimo é convertida em corpos cetônicos. Estes poderão ser utilizados como fonte de enérgica por outros tecidos extra-hepáticos. Alem disso a oxidação dos ácidos graxos no fígado gera a maior parte da energia necessária para a gluconeogênese.

·         Cérebro: não pode oxidar ácidos graxos ,uma vez que, esses compostos não atravessam a barreira hematoencefálica. No entanto, as células nervosas podem utilizar corpos cetônicos como fonte alternativa de energia, no entanto, são incapazes de substituir integralmente a glicose.

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