Jejum: O que acontece com o corpo?

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Jejum
O jejum é um estado no qual o indivíduo não ingere alimentos durante um tempo mínimo
de 6 horas, sendo o jejum prolongado caracterizado pela falta de ingestão de alimentos
durante um período superior a 72 horas.
Um organismo humano saudável possui uma reserva de energia composta por gorduras,
proteínas e açúcares.
As gorduras são estocadas no tecido adiposo e constituem cerca de 85% das fontes de
energia do corpo, as proteínas compõem em torno de 14% e os carboidratos (açúcares)
somente 1%. - 14 Horas de jejum no máximo para realização de exames, jejum
prolongado pode ocasionar alterações;
- A partir de 24 horas já pode ser considerado um jejum prolongado.
No entanto, o pode ser jejum prejudicial à saúde porque o organismo é dependente de
quantidades constantes de glicose para sobreviver, não sendo a quantia de carboidrato
armazenada o suficiente para manter constante o nível de glicose no corpo. A fim de
gerar energia, o organismo precisa degradar os carboidratos e transformá-los em glicose,
bem como quebrar as proteínas em subunidades chamadas aminoácidos e reduzir as
gorduras a ácidos graxos.
∙ Glicose, aminoácidos e ácidos graxos são substratos usados pelas células do corpo
como combustível para realizar tarefas necessárias a sobrevivência do organismo. ∙
Grandes quantidades de glicose são armazenadas sob a forma de glicogênio,
principalmente no fígado, assim como aminoácidos formam as proteínas e são estocados
nos músculos e os ácidos graxos compõem os triacilgliceróis e constituem as reservas do
tecido adiposo.
Durante as primeiras horas de jejum, a quantidade de glicose, aminoácidos e ácidos
graxos que circulam no sangue diminui progressivamente, sendo essa baixa
concentração responsável pela redução da quantidade de insulina secretada, ao passo
que provoca um aumento da liberação de glucagon.
No conceito metabólico, jejum é o desencadeamento de uma sucessão de reações em
diversos órgãos para contornar a ausência de nutrientes e manter o metabolismo basal. O
estado de jejum pode ser dividido em duas etapas: estado inicial e estado prolongado.
Cada um deles corresponde a uma série de mecanismos para tentar suprir as
necessidades do organismo.
ESTADO INICIAL
Nas primeiras horas do jejum é realizada a glicogenólise, processo que ocorre mediante a
quebra do glicogênio. Esse processo pode ocorrer no fígado, nos rins e nos músculos,
mas neste seu produto é exclusivo. É regulado por ação do hormônio glucagon de
maneira positiva e da insulina de maneira negativa. Após cerca de 4 horas, começa a ser
realizada a
gliconeogênese, principalmente no fígado. Corresponde a formação de glicose a partir de
substâncias não glicídicas, tais como aminoácidos e glicerol.
É regulada pela ação da Acetil-CoA e, novamente, do glucagon. Após cerca de 12 horas,
a gliconeogênese se torna predominante, já que o estoque de glicogênio está diminuindo
e, dependendo da situação, tende a acabar em menos de um dia. Por isso, após um dia
de jejum, a glicogenólise deixa de ocorrer.
Ainda no estado inicial, começa a degradação de triacilgliceróis, em ácidos graxos e
glicerol. Os ácidos graxos passam a ser usados como combustível para os músculos,
assim como os corpos cetônicos, devido a preferência que os neurônios e as hemácias
tem pela glicose. Em caso de ingestão de alimentos ainda nesse estado inicial, a glicose
será, inicialmente, utilizada para repor o estoque de glicogênio, tanto hepático quanto
muscular.
ESTADO PROLONGADO
Após alguns dias de inanição, o organismo priorizará o fornecimento de glicose para os
neurônios e para as hemácias; os outros tecidos passam a depender de corpos cetônicos,
com exceção do fígado e da gliconeogênese realizada a partir de glicerol e aminoácidos.
No entanto, o glicerol corresponde a uma parcela muito pequena da glicose formada, e
assim o organismo passa a depender quase que exclusivamente dos aminoácidos.
Devido a necessidade da manutenção das proteínas, o organismo sofre adaptações. Uma
delas é a mudança da fonte alimentar dos neurônios, que passam a aceitar corpos
cetônicos, já que estes são produzidos em excesso devido à grande quantidade de
AcetilCoA presente, considerando a interrupção da glicólise, e sua produção durante a
oxidação de ácidos graxos. Uma das grandes desvantagens dos corpos cetônicos são a
sua característica ácida, alterando o pH sanguíneo, impossibilitando o funcionamento do
tampão do plasma, caracterizando uma cetoacidose. Esse uso dos corpos cetônicos
mantém o organismo até quase todo o estoque de triacilgliceróis ser consumido, já que a
alta concentração de corpos cetônicos reduz a proteólise, que é a degradação de
proteínas. Quando o acúmulo de gorduras terminar, a proteólise reiniciará. No momento
em que deixar de existir proteínas para este processo, o indivíduo morre.
Processo de obtenção de energia durante o jejum
Quando o jejum se inicia, a tendência à queda dos níveis glicêmicos estimula a
glicogenólise hepática, que representa o mecanismo inicial para a correção da glicemia. A
manutenção dos níveis glicêmicos nos mamíferos é de fundamental importância para o
SNC, que não utiliza ácidos graxos de cadeia longa. Como as reservas de glicogênio
hepático tendem a se esgotar rapidamente, ocorre aumento da atividade neoglicogenética
e, desta forma, aumenta a excreção urinária de ureia.
- Os principais substratos para a neoglicogênese são os aminoácidos provenientes da
proteólise muscular, principalmente de músculos brancos ricos em fibras glicolíticas.
Essas alterações são acompanhadas por uma queda nos níveis circulantes de insulina (I)
e aumento nos de glucagon (G). A queda da relação I/G durante o jejum, além de
promover as alterações metabólicas, ativa o processo de lipólise no tecido adiposo.
Enquanto o glicerol resultante irá servir como substrato para a neoglicogênese hepática, a
elevação dos ácidos graxos livres (AGL) do plasma provocará aumento de sua utilização
por tecidos periféricos, principalmente pela massa muscular.
Nos músculos, que representam cerca de 40% do peso corporal total, a utilização
aumentada dos AGL inibe a utilização de glicose, substituindo, dessa forma, o consumo
de glicose pelo dos AGL. Dessa maneira, o processo de neoglicogênese fica menos
sobrecarregado, com poupança de proteína muscular. No caso de o jejum se prolongar
por mais de alguns dias, ocorrem outras alterações hormonais além da queda da relação
I/G. O SNC está também envolvido nestas
respostas, promovendo alteração na secreção dos hormônios tireoidianos e ativação da
medula adrenal e do SNC.
A principal mudança é a redução da atividade tireoidiana, com queda no metabolismo
basal e maior conservação das reservas metabólicas. Por outro lado, o SNC passa a
utilizar como substrato energético os corpos cetônicos, produzidos em grande quantidade
pelo aumento do afluxo dos AGL para o fígado. Os corpos cetônicos, substituindo a
glicose como principal fonte de energia, levam a uma redução da proteólise muscular e a
uma acentuada diminuição da neoglicogênese hepática, com grande economia de
proteínas musculares. A diminuição da proteólise se acompanha de acentuada queda da
excreção de ureia na urina.
Para garantir a utilização de glicose pelos tecidos totalmente dependentes da oxidação
desta hexose (como hemácias, medula renal e cérebro), o rim passa a produzir glicose
pela neoglicogênese renal, utilizando principalmente glutamina, e pela ativação da
PEPCK (fosfoenolpiruvato carboxiquinase).
A sobrevivência ao jejum prolongado é determinada pela reserva de tecido adiposo→
Quando esses estoques são deletados pela continuação da lipólise e redução da
lipogênese, há uma repentina perda da massa proteica, com fraqueza dos músculos
respiratórios, podendo levar à pneumonia e a morte.
- O fato de o nosso organismo poder sobreviver por cerca de dois a três meses sem a
ingestão de alimentos ilustra claramente a precisa e coordenada regulação do
metabolismo, realizada pela participação sincronizada dos hormônios, metabólitos e
sistema nervoso.
O estado de jejum pode resultarde uma incapacidade de obter comida, de um desejo de
perder peso rapidamente ou de algumas situações clínicas nas quais o indivíduo não
pode comer devido a trauma, cirurgia, tumores, queimaduras e assim por diante. Na
ausência de alimento, os níveis plasmáticos de glicose, aminoácidos e triacilgliceróis
caem, provocando uma redução na secreção de insulina e um aumento na liberação de
glucagon. A mudança na razão insulina/glucagon e o decréscimo de substratos
circulantes fazem do período de privação de nutrientes um período catabólico,
caracterizado por degradação dos estoques de glicogênio e triacilgliceróis e de proteínas.
Isso coloca em movimento uma intensa troca de substratos entre o fígado, o tecido
adiposo, os músculos e o encéfalo, orientada por duas prioridades: 1) a necessidade de
manter adequados os níveis plasmáticos de glicose, para suprir as necessidades
energéticas do encéfalo e de outros tecidos dependentes de glicose, e 2) a necessidade
de mobilizar ácidos graxas do tecido adiposo, bem como sintetizar e liberar corpos
cetônicos do fígado, para suprir energeticamente todos os outros tecidos.
Estoques energéticos-> Os combustíveis metabólicos disponíveis em um homem normal
de 70 kg, no início do jejum. Observe a grande quantidade de estoques energéticos
disponíveis na forma de triacilgliceróis, comparada com a quantidade de glicogênio
existente. (Nota: Embora a proteína seja listada como uma fonte energética, cada
proteína também tem uma função, por exemplo, como componente estrutural, enzima e
assim por diante. Portanto, apenas um terço da proteína corporal poderia ser usada para
produção energética, sem comprometer seriamente as funções vitais.)
Mudanças enzimáticas no jejum-> No jejum (bem como no estado alimentado), o fluxo de
intermediários através das rotas do metabolismo energético é controlado por quatro
mecanismos: 1) disponibilidade de substratos; 2) ativação e inibição alostérica de
enzimas; 3) modificação covalente de enzimas; e 4) indução e repressão da síntese de
enzimas. As mudanças metabólicas observadas no jejum são geralmente opostas
àquelas descritas no estado
alimentado. Por exemplo, a maioria das enzimas reguladas por modificação covalente
está na forma fosforilada e inativa, enquanto que, no estado alimentado, elas estão
desfosforiladas e ativas. No jejum, os substratos vêm da degradação nos tecidos; por
exemplo, da degradação de triacilgliceróis e liberação de ácidos graxas pelo tecido
adiposo. O reconhecimento de que as trocas no jejum são recíprocas àquelas descritas
no estado alimentado é útil para entender o fluxo e refluxo do metabolismo.
3) Destinos preferenciais de energia no jejum (órgãos)
FIGADO NO JEJUM
A primeira fonte de energia a ser usada são os carboidratos e, para tanto, reservas de
glicogênio no fígado são degradadas fornecendo glicose, processo chamado
glicogenólise. A glicose resultante é liberada no sangue e abastece principalmente o
cérebro, além dos demais tecidos que requerem esse substrato. Após 10 a 18 horas de
jejum, o glicogênio do fígado encontra-se quase esgotado.
No entanto, 4 a 6 horas depois da última refeição começa um processo de formação de
glicogênio a partir de substratos que não são glicose, como aminoácidos e glicerol
(utilizado na síntese de triacilgliceróis do tecido adiposo). Tal processo é denominado
gliconeogênese e ajuda a manter os níveis de glicose no jejum prolongado. O fígado não
só é responsável pela glicólise e gliconeogênese, mas também é capaz de converter
gorduras em corpos cetônicos, os quais servem de combustível para a maioria dos
tecidos, sendo usados inclusive pelo cérebro quando estão em grandes concentrações no
sangue circulante.
O FÍGADO NO ESTADO DE JEJUM: O papel primário do fígado no metabolismo
energético durante o jejum é a síntese e distribuição de moléculas combustíveis para
outros tecidos. Por isso se fala em "metabolismo hepático" e "extra-hepático" ou
"periférico". Metabolismo de carboidratos
O fígado usa inicialmente a degradação do glicogênio e então a gliconeogênese para
manter os níveis de glicose e sustentar o metabolismo energético do encéfalo e de outros
tecidos dependentes de glicose.
Aumento da degradação de glicogênio. Durante o breve período absortivo, a glicose
ingerida é a maior fonte de glicose para o sangue. Várias horas depois da ingestão, a
glicemia cai o suficiente para causar um aumento da secreção de glucagon e decréscimo
da liberação de insulina. O decréscimo da razão insulina/glucagon causa uma rápida
mobilização dos estoques de glicogênio hepático (que contém cerca de 100 g de
glicogênio no estado alimentado). Observe que o fígado é quase exaurido em seu
conteúdo de glicogênio depois de 1O a 18 horas de jejum. Portanto, a glicogenólise
hepática é uma resposta transitória no início do jejum.
. Aumento da gliconeogênese. A síntese de glicose e sua subseqüente liberação para a
circulação são funções hepáticas essenciais durante o jejum. Os esqueletos de carbono
para a gliconeogênese são derivados principalmente de aminoácidos, glicerol e lactato. A
gliconeogênese começa em quatro a seis horas depois da última refeição e sua
velocidade máxima é atingida quando os estoques de glicogênio são depletados. A
gliconeogênese exerce um papel fundamental na manutenção da glicemia durante o
jejum noturno ou o jejum mais prolongado.
Metabolismo de lipídeos
Aumento da oxidação de ácidos graxOs. A oxidação de ácidos graxos derivados do tecido
adiposo é a maior fonte energética para o fígado no estado pós-absortivo. Aumento da
síntese de corpos cetônicos. O fígado é singular por sua capacidade de sintetizar e liberar
corpos cetônicos para utilização nos tecidos periféricos .(Nota: O fígado não pode usar
corpos cetônicos como combustível.) A síntese de corpos cetônicos é favorecida quando
a quantidade de acetii-CoA, produzida pelo metabolismo dos ácidos graxos, excede a
capacidade oxidativa do ciclo do ácido cítrico. Uma produção significativa de corpos
cetônicos inicia durante os primeiros dias do jejum. (Nota: Diferentemente dos ácidos
graxos, os corpos cetônicos são hidrossolúveis. Podem ser detectados no sangue e na
urina no segundo dia de jejum.) A disponibilidade de corpos cetônicos circulantes é
importante no jejum, porque eles podem ser utilizados como combustível por muitos
tecidos, incluindo o encéfalo, desde que sua concentração no sangue seja
suficientemente alta. Isso reduz a necessidade de gliconeogênese a partir do esqueleto
carbonado de aminoácidos, tornando, assim, mais lenta a perda de proteínas essenciais.
A síntese de corpos cetônicos, como parte de uma resposta geral do fígado ao jejum.
TECIDO ADIPOSO NO JEJUM
O armazenamento de ácidos graxos no tecido adiposo durante o jejum encontra-se
paralisado, porém a degradação dos triacilgliceróis, que constituem o tecido adiposo, está
aumentada. Os produtos da quebra de triacilglicerol são ácidos graxos e glicerol.
Enquanto os primeiros são liberados no sangue e transportados para diversos tecidos
servindo como fonte de energia, o último é usado pelo fígado para produzir glicogênio
através da gliconeogênese anteriormente mencionada.
Aumento da liberação de ácidos graxos:
Os ácidos graxos obtidos da hidrólise de triacilgliceróis estocados são liberados no
sangue. Ligados à albumina, eles são transportados para uma variedade de tecidos, para
utilização como combustível. O glicerol produzido durante a degradação dos
triacilgliceróis é usado como um precursor para a gliconeogênese no fígado.
Decréscimo na captação de ácidos graxos:
No jejum, a atividade da lipase lipoprotéica no tecido adiposo é baixa.
Consequentemente, triacilgliceróis de lipoproteínas circulantes não estão disponíveis para
a síntese de triacilgliceróis no tecido adiposo.
O TECIDO ADIPOSO NO JEJUM
.Metabolismo de carboidratos: O transporte de glicose para os adipócitos e seu
subseqüente metabolismo estão reduzidos, em decorrência dos baixos níveis circulantes
de insulina. Isso leva a um decréscimo na síntese de ácidos graxos e de triacilgliceróis.
Metabolismode lipídeos: Aumento da degradação de triacilgliceróis. A ativação da lipase
sensível a hormônio e a subseqüente hidrólise dos estoques de triacilglicerol são
aumentadas pelos elevados níveis das catecolaminas adrenalina e, particularmente,
noradrenalina. Esses compostos, que são liberados pelos terminais nervosos simpáticos
no tecido adiposo, são fisiologicamente importantes na ativação da lipase sensível a
hormônio.
Aumento da liberação de ácidos graxos: Os ácidos graxos obtidos da hidrólise de
triacilgliceróis estocados são liberados no sangue. Ligados à albumina, eles são
transportados para uma variedade de tecidos, para utilização como combustível. O
glicerol produzido durante a degradação dos triacilgliceróis é usado como um precursor
para a gliconeogênese
no fígado. (Nota: Os ácidos graxos são também convertidos em acetii-CoA, que pode
entrar no ciclo do ácido cítrico e, portanto, produzir energia para o adipócito.) Decréscimo
na captação de ácidos graxos. No jejum, a atividade da lipase lipoprotéica no tecido
adiposo é baixa. Conseqüentemente, triacilgliceróis de lipoproteínas circulantes não estão
disponíveis para a síntese de triacilgliceróis no tecido adiposo.
MÚSCULO NO JEJUM:O músculo esquelético em repouso usa ácidos graxos como
principal fonte energética. Em contraste, no exercício, o músculo usa inicialmente o
glicogênio estocado como fonte de energia. Durante o exercício intenso, a
glicose-6-fosfato derivada do glicogênio é convertida em lactato, pela glicólise anaeróbia.
À medida que essa reserva de energia se esgota, os ácidos graxos livres, fornecidos pela
mobilização de triacilgliceróis do tecido adiposo, tornam-se a principal fonte de energia.
Metabolismo de carboidratos: O transporte de glicose para dentro das células do músculo
esquelético, realizado por proteínas transportadoras dependentes de insulina na
membrana plasmática, e o seu subsequente metabolismo estão reduzidos, devido à baixa
concentração de insulina circulante.
Metabolismo de lipídeos: Durante as duas primeiras semanas de jejum, os músculos
usam ácidos graxos do tecido adiposo e corpos cetônicos do fígado como combustíveis.
Com cerca de três semanas de jejum, os músculos reduzem seu consumo de corpos
cetônicos e oxidam quase que exclusivamente os ácidos graxos. Isso leva a um aumento
adicional do já elevado nível de corpos cetônicos circulantes. Assim, a massa muscular do
indivíduo em jejum sofre uma forte redução.
OBS: O aumento da utilização de corpos cetônicos pelo encéfalo, como consequência do
aumento desses compostos no sangue, está relacionado, portanto, ao decréscimo do
consumo pelos músculos.
Metabolismo de proteínas: Durante os primeiros dias de jejum, há uma rápida quebra de
proteína muscular, fornecendo aminoácidos que são usados pelo fígado para a
gliconeogênese.
OBS: a alanina e glutamina são quantitativamente os mais importantes aminoácidos
gliconeogênicos liberados pelo músculo.
Depois de várias semanas de jejum, a degradação de proteínas dos músculos diminui, já
que o cérebro passa a usar mais corpos cetônicos, não necessitando de glicose.
O TECIDO MUSCULAR ESQUELÉTICO EM REPOUSO, NO JEJUM: O músculo
esquelético em repouso usa ácidos graxos como principal fonte energética. Em contraste,
no exercício, o músculo usa inicialmente o glicogênio estocado como fonte de energia.
Durante o exercício intenso, a glicose-6-fosfato derivada do glicogênio é convertida em
lactato, pela glicólise anaeróbia. À medida que essa reserva de energia se esgota, os
ácidos graxos livres, fornecidos pela mobilização de triacilgliceróis do tecido adiposo,
tornam-se a principal fonte de energia.
A. Metabolismo de carboidratos :
O transporte de glicose para dentro das células do músculo esquelético, realizado por
proteínas transportadoras dependentes de insulina na membrana plasmática, e o seu
subseqüente metabolismo estão reduzidos, devido à baixa concentração de insulina
circulante.
B. Metabolismo de lipídeos:
Durante as duas primeiras semanas de jejum, os músculos usam ácidos graxas do tecido
adiposo e corpos cetônicos do fígado como combustíveis.Com cerca de três semanas de
jejum, os músculos reduzem seu consumo de corpos cetônicos e oxidam quase que
exclusivamente os ácidos graxos. Isso leva a um aumento adicional do já elevado nível de
corpos cetônicos circulantes. (Nota: O aumento da utilização de corpos cetônicos pelo
encéfalo, como conseqüência do aumento desses compostos no sangue, está
relacionado, portanto, ao decréscimo do consumo pelos músculos.)
C. Metabolismo de proteínas:
Durante os primeiros dias de jejum, há uma rápida quebra de proteína muscular,
fornecendo aminoácidos que são usados pelo fígado para a gliconeogênese . (Nota:
Alanina e glutamina são quantitativamente os mais importantes aminoácidos
gliconeogênicos liberados pelo músculo.) Depois de várias semanas de jejum, a
velocidade da proteólise muscular decresce, porque há um declínio na necessidade de
glicose pelo encéfalo, que começa a utilizar corpos cetônicos como fonte de energia.
ENCÉFALO NO JEJUM
Nos primeiros dias o cérebro continua empregando glicose como combustível, sendo que
a mesma é fornecida pela quebra de glicogênio, o qual é produzido principalmente
através de aminoácidos dos músculos. Após 2 a 3 semanas de jejum (jejum prolongado)
os corpos cetônicos, que estão em quantidades elevadas na circulação já que os
músculos passam a usar somente ácidos graxos, substituem a glicose e se tornam a fonte
de energia do cérebro. Assim, nesse momento do jejum, ocorre uma queda da velocidade
de degradação de proteínas musculares.