Sala BioQuímica: Controle endócrino do metabolismo energético

por Fábio Dias Magalhães, texto complementar para o Curso Por Dentro

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A glicose é componente de polissacarídeos como amido, glicogênio, celulose e quitina, entretanto apenas o amido e glicogênio são digeridos no corpo humano, liberando glicoses. Após a alimentação, a glicemia aumenta, o que induz a produção de insulina. Esse hormônio estimula a captação de glicose pelos hepatócitos e miócitos , e o armazenamento na forma de glicogênio (glicogenogênese ) e lipídeos (lipossíntese). Dietas hipercalóricas levam a aumento dos lipídeos corporais.

A glicólise é uma evidencia evolutiva, já que todas células a realizam (aeróbicas ou anaeróbicas). Ela é um processo comum à respiração aeróbica, fermentação e é essencial a síntese de lipídios a partir da glicose.

A respiração aeróbica é mais eficiente que fermentação, por apresentar maior saldo energético. Já a fermentação é um processo rápido de obtenção de ATP. Atividades como musculação são predominantemente anaeróbicas, por causa da demanda rápida de ATP. A fermentação em humanos produzem lactato, que é reciclado em glicose no fígado (ver figura ao lado).

Questão sobre metabolismo energético

(Uerj 2005) As células de nosso organismo metabolizam glicídios, lipídios e proteínas usados para fins energéticos ou para sintetizar componentes de sua própria estrutura. O esquema adiante apresenta algumas etapas importantes do metabolismo energético no fígado.

a) Suponha uma dieta alimentar cuja quantidade de carboidratos ingerida esteja acima da necessidade energética média de uma pessoa. Dentre as etapas metabólicas apresentadas, cite duas que devem ser ativadas para promover acúmulo de gordura no organismo dessa pessoa.

b) Nomeie um hormônio que seja capaz de induzir o processo de gliconeogênese no fígado e indique onde esse hormônio é produzido.

Respostas:

a) 3 (glicólise) e 7 (síntese de ácidos graxos) b) Um dentre os hormônios e respectivo local de produção: - adrenalina - medula da supra-renal ; glucagon - pâncreas ;- glicocorticóides - córtex da supra-renal

Reservas energéticas

As reservas energéticas do corpo são feitas pelo glicogênio e lipídeos. Os lipídeos representam uma reserva mais compacta.Isso porque cada grama de lipídeo libera o dobro de energia que uma grama de carboidrato.E, ainda, por serem apolares, uma reserva lipídica é desidratada. Compare a estrutura química do glicogênio e triglicerídeo.RESPONDA: Como relacionar o fato do lipídeo ser uma reserva mais compacta com a sua estrutura carbônica?

Triglicerídeo:

Lipídeos são reservas mais compactas, por serem apolares ( e por isso não reterem água) e por oferecerem mais calorias por grama, comparado a um carboidrato. Compare duas refeições com o mesmo número de calorias, mas uma rica em carboidrato e outra em lipideo:

Proteínas são fonte, mas não reserva de energia

Proteínas são fonte de energia, porém não são reserva de energia. Isso quer dizer que não são mobilizadas para uso futuro. Toda proteína cumpre uma função e se essas são usadas como fonte de energia, existe um prejuízo de sua função. Por exemplo,pode ocorrer perda de massa muscular levando a constipação (prejuízo da musculatura lisa) e insuficiência cardíaca (prejuízo da musculatura cardíaca).

Metabolismo da inanição

A ingestão hipocalórica leva ao uso das reservas: glicogênio e lipídeos. A reserva hepática de glicogênio é a primeira a ser depletada, o uso de gorduras é aumentado. Se o quadro persiste, proteínas são utilizadas como fonte de energia, prejudicando, assim as funções desempenhadas por elas .

Com isso, as células intensificam a autofagia, ocorrendo perda de massa muscular, com prejuízo do peristaltismo e podendo levar a insuficiência cardíaca. Esse quadro em que a proteína corpórea passa a ser a principal fonte de energia do corpo caracteriza o metabolismo da inanição.

Esses fenômenos são estimulados pelo glucagon, que induz a glicogenólise, lipólise e proteólise. Esses dois últimos fornecem reagentes para outro processo estimulado pelo glucagon: a gliconeogênese, ou seja, produção de glicose a partir de aminoácidos e glicerol. Lembre que o cérebro depende de glicose, e essas ações tentam regularizar a glicemia.

Marasmo e Kwarshiokor

São duas formas de desnutrição graves, sendo o marasmo chamado de desnutrição seca e o Kwarshiokor de desnutrição úmida (por apresentar edema).

No Marasmo há grave deficiência de calorias, especialmente carboidratos. Assim, os processos de gliconeogênese, lipólise e proteólise predominam , ocorrendo intensa redução de massa muscular.

O nome africano Kwarshiokor significa “aquele que foi colocado de lado”, ou seja, uma criança foi deixada de lado na amamentação por conta de um novo bebê. Assim, a restrição nutricional é protéica, normalmente há ingestão de carboidratos, por exemplo, pela farinha. Assim, existe uma informação confusa para o sistema endócrino: o carboidrato estimula a produção de insulina, um hormônio que estimula armazenamento. Entretanto, a criança vive uma situação de restrição. Como resultado, a insulina reduz a proteólise no músculo. Dessa forma, a perda muscular é menor do que no marasmo. Entretanto, a falta de aminoácidos prejudica a produção de albumina, reduzindo a pressão osmótica, levando a extravasamento de líquido dos vasos e edema. (Lembre, da aula do sistema circulatório, que o liquido que se mantém no vaso é resultado do equilíbrio da pressão osmótica e da pressão sanguínea. Se a pressão osmótica – ou oncótica- é reduzida por conta da diminuição de solutos-no caso albumina- há extravasamento de liquido e edema).

Acompanhe, no quadro ao lado, o processo do marasmo. Na fome, há baixo nível de insulina e alto nível de cortisol ( e glucagon). Ocorre proteólise e com isso redução de massa muscular e da gordura subcutânea. A proteólise e a lipólise liberam, respectivamente, aminoácidos e glicerol, que são usados na glicogeogênese, levando a liberação de glicose. A glicose fornece energia para o sistema nervoso, os aminoácidos restantes são utilizados nas sínteses protéicas e os ácidos graxos, também produto da lipólise, são fonte de energia para os outros tecidos. Assim, o marasmo é uma adaptação metabólica a um regime de economia energética.

Assim,no marasmo, os aminoácidos são liberados através da proteólise, que ocorre graças a uma taxa reduzida de insulina (já que a ingesta de carboidratos é baixa). No Kwarshiokor não é assim, por que existe ingestão de carboidratos.

Acompanhe no esquema ao lado. No Kwarshiokor a dieta é pobre em proteínas, mas nela existe carboidrato. Isso eleva a glicemia após a alimentação (glicemia pos-prandial). Como conseqüência, existe um sinal confuso: a insulina é hormônio de armazenamento, mas a situação é de restrição. A insulina estimula a síntese protéica, mas a situação é de falta de aminoácidos e de necessidade de proteólise, processo que a insulina inibe. Como conseqüência, há preservação de massa muscular e tecido adiposo. O fígado deixa de ser abastecido de aminoácidos, não produzindo lipoproteínas de transporte (apoproteinas) nem albuminas. A redução de apoproteínas leva ao estoque de gorduras no fígado (fígado gorduroso). A redução da produção de albumina leva a diminuição da pressão oncótica que tem como conseqüência o edema.