ADAPTAÇÃO METABÓLICAS AO JEJUM

Prévia do material em texto

Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
ADAPTAÇÃO METABÓLICAS AO JEJUM
No caso do jejum, há baixa secreção de insulina1 pela baixa concentração de glicose no sangue
(hipoglicemia)2.
1 semelhante na diabetes mellitus tipo 1 e no jejum.
2 hipoglicemia apenas no jejum, no DM1 há hiperglicemia.
ESTADOS METABÓLICOS
● Estado absortivo: 2 a 4 horas após refeição
● Estado pós absortivo: 4 a 12h após refeição
● Estado de jejum: Inicial: 12-18h; Prolongado: 2-10 dias; Inanição: > 10 dias sem ingestão
calórica
ESTADO ALIMENTADO PÓS-PRANDIAL IMEDIATO
● 2 a 4 horas após uma refeição normal.
● Transitório ↑ plasmático de glicose, aminoácidos e TAG (quilomícrons).
● O pâncreas aumenta a secreção de insulina e reduz a secreção de glucagon.
↑↑ razão INS/GLUC + disponibilidade de substratos
Período anabólico e anticatabólico
↑ síntese de TAG, glicogênio, proteínas e inibição de lipólise, glicogenólise e proteólise.
Estado em que há ingestão calórica (proteínas, polissacarídeos e gorduras), com absorção e
digestão dos nutrientes, resultando em nutrientes chegando aos tecidos e células.
O sangue contendo esses nutrientes chega ao pâncreas, havendo estímulo (presença de
secretagogos) para liberação da insulina, que, resumidamente, age da seguinte maneira:
Fígado:
- ↑ glicogênese (síntese de glicogênio)
- ↑ fluxo glicolítico
- ↑ lipogênese (VLDL)
-
- ↓ glicogenólise
- ↓ neoglicogênese
- ↓ lipólise
- ↓ cetogênese
Tecido adiposo:
- ↑ lipogênese
- ↑ formação de glicerol-3-P (p/ lipogên.)
- ↑ gliceroneogênese
- ↓ lipólise
- ↓ neoglicogênese
Músculo esquelético:
- ↑ glicogênese
- ↑ captação de aminoácidos
- ↑ proteogênese
- ↑ glicogênese
- ↓ glicogenólise
- ↓ proteólise
- ↓ glicogenólise
1
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
JEJUM
Ausência de alimentos da dieta.
● ↓ níveis plasmáticos de glicose, aminoácidos, TAG e outros nutrientes.
● O pâncreas reduz a secreção de insulina e aumenta a secreção de glucagon.
↓ razão INS/GLUC + decréscimo de substratos para anabolismo
Período catabólico, com ação de hormônios contrarreguladores (glucagon, cortisol, catecolaminas e
hormônio do crescimento).
Degradação de estoques de glicogênio e lipídeos, proteólise, mobilização de AG do TAG, síntese e
liberação de corpos cetônicos pelo fígado.
2
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
GLICOSE
Em jejum há baixo nível de glicose, mas permanece em um nível basal.
↑ PRODUÇÃO HEPÁTICA DE GLICOSE
● ↑ GLICOGENÓLISE→ Glicogênio fosforilase ativa (fosforilada) → 1° via a ser ativada no jejum
↓ Glicogênese → Glicogênio sintase inativa (fosforilada por PKA)
Remoção de uma glicose da extremidade não redutora do glicogênio pela ação da glicogênio
fosforilase, resultando em uma molécula de glicose-1-fosfato e glicogênio (N resíduos -1).
A ação da enzima fosfoglicomutase transforma G1P em G6P.
No fígado, a glicose-6-fosfato pode ser transformada em glicose novamente pela ação da
glicose-6-fosfatase, havendo a liberação da glicose na corrente sanguínea.
3
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
A enzima desramificadora atua quando há apenas 3
glicoses em uma ramificação, apresentando atividade de
transferase (transfere as 3 glicoses para a cadeia linear) e
glicosidase (libera a glicose que iniciava a ramificação).
O músculo consegue converter o seu glicogênio até G6P,
porém não tem a enzima glicose-6-fosfatase, não liberando a
glicose.
A partir da G6P pode gerar lactato, que chega ao fígado e
serve de substrato para a neoglicogênese.
● ↑ NEOGLICOGÊNESE
↓ Glicólise
A neoglicogênese exige condições, como:
- Falta da insulina
- Aporte hormonal → glucagon, cortisol, catecolaminas, GH
4
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
- Afluxo de substrato → glicerol (da lipólise), lactato (da degradação de glicogênio muscular e
fermentação de G6P) e aminoácidos (da proteólise).
Enzimas neoglicogenéticas:
Piruvato Carboxilase (PC): Piruvato → Oxaloacetato
Fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK): Oxaloacetato → Fosfoenolpiruvato
Frutose-1,6-difosfatase: Frutose-1,6-bifosfato → Frutose-6-fosfato
Glicose-6-fosfatase: Glicose-6-fosfato → Glicose
Ex.: Glucagon
O glucagon age no seu receptor GPCR Gαs, a subunidade α da proteína G se dissocia e ativa adenil
ciclase, que converte ATP em cAMP, esse atua ativando PKA, que fosforila o fator de transcrição
CREB, induzindo a região promotora CRE e, assim, aumentando a expressão gênica das enzimas
neoglicogênicas.
Glucagon → ativa AC → ↑ cAMP → ativa PKA → p-CREB → ativa promotor CRE → ↑ exp enzimas
neoglicogênicas
Obs.: A glicogenólise e a neoglicogênese ocorrem simultaneamente, apesar da glicogenólise ser
ativada primeiramente.
5
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
Com o prolongamento do jejum o rim começa a produzir glicose, por meio da NEOGLICOGÊNESE
RENAL
● PEPCK presente no córtex renal
● Uso de glutamina como substrato → papel importante na homeostase glicídica
LIPÍDEOS
↑ LIPÓLISE
↓ Lipogênese
- Falta da insulina
- Aporte hormonal: glucagon, GH e catecolaminas
obs.: o cortisol tem ação citoespecífica→ estimula lipogênese no TA visceral e a lipólise no TA
subcutâneo.
Enzimas lipolíticas:
ATGL: TAG → AG + DAG
Lipase hormônio sensível (LHS): DAG → AG + MAG
Lipase de monoacilglicerol (LMS): MAG → AG + Glicerol
6
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
Com a lipólise há um aumento nos ácidos graxos livres no plasma e uma redução no uso de
glicose muscular (usa AG para deixar glicose para os tecidos dependentes)
Ácidos graxos e corpos cetônicos se convertem até acetil-CoA e entram no ciclo de Krebs,
aumentando a [citrato], que atua inibindo a PKF-1, havendo acúmulo de frutose-6P, que inibe
a hexoquinase e pode ser convertida em G6P (por uma isomerase), diminuindo a captação da
glicose → diminuição do uso de glicose pelo músculo - Ciclo de Randle.
O AG é usado por tecidos como músculo e fígado.
Além do ↑AGL, há ↑ glicerol, que servirá de substrato para a neoglicogênese.
↑CETOGÊNESE
Os AGs provenientes da lipólise dos tecidos periféricos chegam até o fígado, tecido em que ocorre a
cetogênese.
O AG se liga a carnitina e é transportado para dentro da mitocôndria pela carnitina aciltransferase I
(CAT I), que está ativa pelo meio ter ↓ níveis de malonil-CoA (↓ insulina; com insulina há ↑
malonil-CoA, formado na lipogênese)⇒ ↑ transporte de AG para mitocôndria, ocorrendo
β-oxidação e formação de acetil-CoA.
Nem todo o acetil-CoA é usado no ciclo de Krebs, pois nessas situações há uma limitação por parte
de oxaloacetato, que está desviado para a neoglicogênese. Assim, há a junção de 2 em 2 moléculas
de acetil-CoA, com formação dos corpos cetônicos.
CC = acetoacetato, acetona, e β-hidroxibutirato
● Fonte de energia para rim, músculo cardíaco, músculo esquelético e cérebro → tecidos
periféricos com enzimas que degradam CC até acetil-CoA, que podem entrar no CK e dar
ATP.
7
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
PROTEÍNAS
PROTEÓLISE MUSCULAR
Degradação da proteína muscular para o fornecimento de aminoácidos como substrato para
neoglicogênese.
- Falta de insulina
- Ação do cortisol (catecolaminas e GH têm efeito protetivo - proteogênese)
Os aminoácidos exportados para a circulação sanguínea chegam ao fígado, precisando ser
desaminados.
● “N” vai para o Ciclo da Uréia para ser excretado - ↑ Excreção ureia
● Esqueleto carbonado segue para a neoglicogênese - ↑ glicose
Aminoácidos → Fígado → Neoglicogênese
Em estado de jejum há a ação dos atrogenes (foxo desfosforilado → ↑ degradação protéica via
ubiquitina-proteossoma) → ↑ aminoácidos livres chegando ao fígado → ↑ neoglicogênese
Com jejum muito prolongado a proteólise muscular reduz a velocidade, ↓ excreção de uréia e ↓
neoglicogênese hepática.
8
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
MÚSCULO EM JEJUM CURTO
- ↑↑ proteólise muscular (fornece aa para neoglicogênese)
- ↑ excreção uréia (N do aa vai para ciclo ureia)
- ↑ neoglicogênese
MÚSCULO EM JEJUM PROLONGADO
- ↑ consumo AGL e CC - consome menos glicose (ciclo de Randle)
- ↓ proteólise (↓ velocidade de fornecimento de aa para o fígado)
- ↓ excreção deureia (↓ciclo ureia)
- ↓ neoglicogênese hepática
5 FASES DA HOMEOSTASE DA GLICOSE EM HUMANOS
FASE ORIGEM DA GLICOSE DO SANGUE TECIDOS QUE USAM
GLICOSE
PRINCIPAL
COMBUSTÍVEL P/
CÉREBRO
I Exógena Todos Glicose
II Glicogenólise
Neoglicogênese hepática
Todos, menos fígado
Músculo e tecido
adiposo com taxas
reduzidas
Glicose
9
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
III Neoglicogênese hepática
Glicogenólise
Todos, menos fígado
Músculo e tecido
adiposo com taxas
reduzidas entre fase II
e IV
Glicose
IV Neoglicogênese hepática e
renal
Cérebro e medula
renal
Pouca quantidade para
músculo
Glicose e corpos
cetônicos
V Neoglicogênese hepática e
renal
Cérebro (↓ taxas) e
medula renal
Corpos cetônicos e
glicose
10
Nicole Siqueira de Arruda CB USP FMRP
RESUMO DO METABOLISMO EM DIFERENTES CONDIÇÕES
MÚSCULO ESQUELÉTICO TECIDO ADIPOSO CÉREBRO FÍGADO
Estado alimentado
(↑glicose no
sangue)
Glicólise
Proteogênese
Glicogênese
Glicólise
Lipogênese
Glicólise Glicólise
Glicogênese
Lipogênese (VLDL)
Proteogênese
Jejum curto
(↓ glicose no
sangue)
Proteólise
Glicogenólise*
Oxidação AG
Lipólise Glicólise Glicogenólise
Neoglicogênese
β-oxidação AG
Cetogênese
Jejum prolongado
(inanição)
↓Proteólise
Oxidação CC
Lipólise Glicólise
Oxidação CC
Neoglicogênese
β-oxidação AG
Cetogênese
*G6P→ piruvato = acetil-CoA ou Lactato
A oxidação dos ácidos graxos forma acetil-CoA que pode entrar no ciclo de Krebs e gerar ATP
(energia) para o tecido.
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Aires, Margarida de M. Fisiologia, 5ª edição. Grupo GEN, 2018. [Minha Biblioteca].
11