Prévia do material em texto
BIO QUÍ M EMA GRE C OQ UÍM ICA AG REC IM BIOQUÍMICA DO EMAGRECIMENTO (MUITO ALÉM DE APENAS DÉFICIT CALÓRICO) DUDU HALUCH TANISE MICHELOTTI UÍM IC BIOQUÍMICA DO EMAGRECIMENTO MUITO ALÉM DE APENAS DÉFICIT CALÓRICO DUDU HALUCH TANISE MICHELOTTI Balneário Camboriú 2023 “Dudu Haluch”: Carlos Eduardo Ferreira Haluch Copyright © 2023 por Carlos Eduardo Ferreira Haluch - “Dudu Haluch” Todos os direitos reservados. Capa Dudu Haluch, Thaís Essu Figuras Dudu Haluch, Tanise Michelotti, Thaís Essu Editor Dudu Haluch Site: www.duduhaluch.com.br E-commerce: www.livrosduduhaluch.com.br facebook.com/eduardo.haluch.5 instagram.com/duduhaluch SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 6 1.1 Ganho de peso e obesidade................................................................................ 7 1.2 Balanço energético .............................................................................................. 9 2 CARBOIDRATOS .................................................................................................... 12 2.1 Digestão dos carboidratos ................................................................................. 14 2.2 Metabolismo dos carboidratos ........................................................................... 15 2.3 Qual a quantidade de carboidratos necessária para estimular a liberação de insulina? .................................................................................................................. 17 2.4 Glicólise e glicogênese ...................................................................................... 18 2.5 Gliconeogênese ................................................................................................ 21 2.6 Metabolismo de carboidratos e perda de peso .................................................. 24 2.7 Dietas altas em carboidratos contribuem para o ganho de gordura corporal? ... 26 2.8 Insulina e emagrecimento ................................................................................. 33 2.9 Melhora da sensibilidade à insulina ................................................................... 35 2.10 Flexibilidade metabólica .................................................................................. 37 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 39 3 LIPIDEOS ................................................................................................................ 41 3.1 Digestão dos lipídeos ........................................................................................ 42 3.2 Lipogênese de novo e ganho de gordura .......................................................... 44 3.3 Lipólise e oxidação de ácidos graxos ................................................................ 48 3.3.1 Lipólise ....................................................................................................... 50 3.3.2 Oxidação .................................................................................................... 53 3.4 Formação de corpos cetônicos e dieta cetogênica ............................................ 55 3.4.1 Por que a cetose não otimiza a perda de gordura? ..................................... 59 3.4.2 Cetogênese acelera o metabolismo? .......................................................... 60 3.5 A gordura queima em uma chama de carboidratos? ......................................... 61 3.6 O adipócito e a leptina na perda de peso .......................................................... 64 3.7 Tecido adiposo, obesidade e resistência à insulina ........................................... 66 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 69 4 PROTEÍNAS ............................................................................................................ 71 4.1 Aminoácidos essenciais, não essenciais e condicionalmente essenciais .......... 72 4.2 Digestão e absorção ......................................................................................... 73 4.3 Metabolismo de proteínas ................................................................................. 74 4.3.1 Destino do nitrogênio .................................................................................. 75 4.4 Aminoácidos e gliconeogênese ......................................................................... 77 4.5 Insulina e inibição da degradação proteica ........................................................ 78 4.6 Metabolismo de proteínas e perda de peso ....................................................... 79 4.7 Dietas hiperproteicas e emagrecimento ............................................................ 80 4.7.1 Proteínas, termogênese e saciedade .......................................................... 82 4.7.2 Proteínas e composição corporal ................................................................ 85 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 87 5 CICLO DE KREBS ................................................................................................... 89 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 93 6 FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA ................................................................................. 94 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 97 7 MECANISMOS REGULATÓRIOS DA FOME E DA SACIEDADE ............................ 98 7.1 Resistência à insulina ...................................................................................... 101 7.2 Resistência à leptina ....................................................................................... 110 7.3 Alimentos processados - impactos sobre o metabolismo ................................ 112 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 115 8 ADAPTAÇÕES FISIOLÓGICAS NA PERDA DE PESO ......................................... 116 8.1 Termogênese adaptativa (adaptação metabólica) ........................................... 116 8.1.1 Adaptação metabólica persistente 6 anos após a competição “The Biggest Loser” ................................................................................................................ 118 8.2 Aumento do apetite ......................................................................................... 121 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 124 9 METABOLISMO DO JEJUM INTERMITENTE ....................................................... 125 9.1 Eficácia do jejum intermitente no emagrecimento e na otimização da composição corporal ................................................................................................................. 127 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 130 10 PERDA DE PESO RÁPIDA X PERDA DE PESO GRADUAL .............................. 131 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 136 11 TERMOGÊNICOS E INIBIDORES DO APETITE ................................................. 137 11.1 Introdução ..................................................................................................... 137 11.2 Receptores adrenérgicos .............................................................................. 138 11.3 Chá verde ......................................................................................................140 11.4 Cafeína.......................................................................................................... 143 11.5 Citrus aurantium ............................................................................................ 145 11.6 Capsaicina e capsiate ................................................................................... 145 11.7 Ioimbina ......................................................................................................... 146 11.8 Efedrina ......................................................................................................... 148 11.9 Clembuterol ................................................................................................... 150 11.10 Salbutamol .................................................................................................. 152 11.11 Ozempic e análogos de GLP-1 .................................................................... 152 11.12 Metformina .................................................................................................. 156 11.13 Sibutramina ................................................................................................. 157 11.14 Orlistat ......................................................................................................... 158 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 160 Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 6 1 INTRODUÇÃO Há muitos anos o emagrecimento é amplamente debatido, seja por profissionais da saúde, seja por pessoas leigas. Entretanto, nos últimos anos esse tema vem ganhando destaque devido ao grande aumento no número de pessoas com sobrepeso e obesidade. Você, como profissional, ou não, da saúde certamente já ouviu diversas afirmações acerca de emagrecimento, como “água com limão emagrece” ou “água gelada acelera o metabolismo”. Embora a maioria de vocês já tenha tomado conhecimento que essas afirmações não são verídicas, é preciso ter uma visão muito mais ampla de todos os processos que envolvem o emagrecimento e entender o mínimo de bioquímica é primordial para não sair afirmando que algo é ou não verídico, sem ao menos conhecer suas bases teóricas. Existem diversas perguntas que com certeza já foram feitar-nos ou pensadas: “consumir abaixo da taxa metabólica basal é prejudicial?”, “dietas low carb apresentam vantagens sobre o emagrecimento?”, “dieta cetogênica acelera o metabolismo?”, “suplementos termogênicos contribuem para o aumento do gasto calórico?”, “como evitar o efeito platô?”. Essas, entre outras, são apenas exemplos de perguntas que você, profissional da saúde, precisa ter a capacidade de respondê-las e explicá-las, principalmente se você trabalha com emagrecimento. Comumente é encontrado frases como “para emagrecer basta déficit calórico” ou “basta apenas ingerir menos e gastar mais”. Essas frases, embora verídicas, fazem-nos pensar que não é necessário nutricionistas, educadores Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 7 físicos ou médicos para tratar um paciente com obesidade. Reduzir o emagrecimento e a nutrição apenas a contar calorias pode refletir tanto na sensação de incapacidade do paciente quanto na simplificação do trabalho profissional. Embora seja relativamente fácil promover a perda de peso em um paciente, precisamos nos perguntar: Como que essa perda foi promovida? Por quanto tempo irá se pendurar? Como será o reganho? Como ficará a sua saúde, incluindo questões psicológicas? Quais são os motivos que estão impedindo o paciente de emagrecer? O nosso trabalho não é apenas promover a perda de peso e o emagrecimento, lidamos com diversas questões envolvidas e com certeza entender a bioquímica do emagrecimento trará a vocês maior segurança nos atendimentos e leituras subsequentes. Portanto, o nutricionista, educador físico ou qualquer outro profissional da saúde precisa ter uma visão tanto macro quanto microscópica de todos os processos que ocorrem com o nosso corpo antes de apenas reproduzir frases prontas. 1.1 GANHO DE PESO E OBESIDADE A obesidade é, de forma geral, uma consequência de uma ingestão calórica excessiva associada a um baixo gasto calórico por um período crônico (balanço calórico positivo). Entretanto, há diversos fatores que podem ter levado esses indivíduos ao balanço calórico positivo, como questões socioculturais e emocionais, sedentarismo, utilização de medicamentos, falta de conhecimento acerca de questões básicas sobre nutrição, fatores genéticos, ambientais etc. Portanto, afirmar que a obesidade e/ou o sobrepeso são ocasionados apenas pelo excesso alimentar é, embora verídico, muito simplista, pois ignora os diversos fatores responsáveis por levar esses indivíduos ao aumento do consumo calórico. Provavelmente não seja nenhuma novidade que a obesidade vem aumentando expressivamente. Em 2016 foi publicado um artigo na Lancet mostrando que no ano de 1975 havia 71 milhões de mulheres com obesidade no mundo e 34 milhões de homens. Em 2014 esse número subiu para 375 milhões de mulheres e 266 milhões de homens. Percebam que o número de pessoas Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 8 com obesidade aumentou cerca de 5 a 7 vezes ao longo de 39 anos e, se, de fato, fizesse algum sentido afirmações acerca da obesidade é falta de vontade, não haveria milhares de pessoas sofrendo-a. Por esse e outros motivos que devemos entender quais as repercussões metabólicas estão presentes na obesidade e quais são as suas bases bioquímicas. O excesso de tecido adiposo tem sido considerado um fator de risco para doenças cardiovasculares e diabetes mellitus 2. No entanto, várias observações destacam que, mais do que o excesso de gordura em si, a distribuição de gordura, em especial nas regiões centrais do corpo (também denominadas como gordura visceral, intra-abdominal ou omental), desempenha um papel importante nestas associações. Estudos têm mostrado que indivíduos com obesidade central apresentam uma elevada incidência de resistência à insulina, quando comparados àqueles com obesidade subcutânea e que a obesidade central é o maior fator de ligação com a síndrome metabólica. Observação: Um dos principais parâmetros para se avaliar a presença de obesidade é o índice de massa corporal (IMC). Embora esse índice apresente falhas, é amplamente utilizado tanto na prática clínica, quanto em estudos científicos. Nesse sentido, o IMC não deve ser utilizado em pacientes que apresentam uma grande quantidade de massa muscular, como fisiculturistas, pois é um parâmetro que leva em consideração apenas o peso e altura do paciente, não diferenciando massa magra e massa gorda. Por outro lado, pode ser útil para a população que apresenta excesso de peso (obviamente qualquer pessoa saberá diferenciar um fisiculturismo de um indivíduo obeso, logo, é simples filtrar o público que o utilizará). Portanto, não podemos afirmar que o IMC é um parâmetro inútil, embora seja simplista, pois a sua utilização dependerá do público e cabe ao profissional utilizá-lo ou não em sua prática clínica. Atualmente, um assunto que é amplamente debatido é a predisposição à obesidade. Quem nunca ouviu e até mesmo já pronunciou a seguinte frase “não faço dieta porque tenho tendência a ganhar peso, logo, não irá resolver”. De fato, Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 9 há indivíduos mais susceptíveis a desenvolver sobrepeso ou obesidade do que outros, no entanto, essa predisposição não pode ser considerada o único fator responsável. Uma interação de fatores genéticos, epigenéticos, sociais e ambientais circundam esse quadro. Nesse sentido, mesmo que uma pessoa nasçacom predisposição à obesidade, ela não a desenvolverá se não for exposta ambientalmente à fatores obesogênicos. Por exemplo, um ambiente onde o gasto energético é baixo e há uma alta disponibilidade de alimentos palatáveis, a variação do peso tende a ser grande devido a existência de um balanço energético positivo crônico que impede esses indivíduos de perderem peso. Por outro lado, por mais que o indivíduo possua uma predisposição à obesidade, se ele possuir um estilo de vida ativo e manter uma alimentação saudável, a variação no seu peso corporal tende a ser pequena, justamente pelo fato de existir um balanço energético negativo que impede que esses indivíduos ganhem peso excessivamente. Portanto, realmente existem pessoas que apresentam predisposição genética à obesidade, no entanto, quem irá determinar isso será o ambiente. É importante que o ambiente esteja interagindo para que esse gene determine as suas expressões. 1.2 BALANÇO ENERGÉTICO Durante a maior parte da nossa vida adulta, a tendência do nosso peso corporal é se manter estável por longos períodos (meses, anos). Podem ocorrer pequenas oscilações diárias devido ao ganho e a perda de água, mas a composição corporal tende a se manter estável. As grandes mudanças que ocorrem durante a fase de crescimento e desenvolvimento (infância e adolescência) são devido às influências hormonais (hormônio do crescimento, testosterona, estrogênio, insulina, hormônios tireoidianos). Para que um indivíduo adulto mantenha seu peso estável é necessário que seu gasto energético diário seja igual a sua ingestão de calorias diárias (ingestão energética), ou seja, ele deve manter um balanço energético neutro: Gasto Energético = Ingestão Energética O nosso corpo tem um sistema homeostático que funciona incrivelmente bem a maior parte do tempo, de forma que mudanças no gasto energético e na Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 10 ingestão energética tendem a se equiparar ao longo de vários dias. Na sequência, iremos compreender os componentes do gasto energético para entender como funciona esse sistema homeostático que mantém o peso corporal estável a maior parte do tempo. O gasto energético diário total (GET) tem basicamente três componentes: o gasto energético de repouso (GER), que se refere ao gasto energético para manter a temperatura do organismo e suas funções vitais normais (batimento cardíaco, respiração etc.); o gasto energético da atividade física (GAF), que inclui o gasto energético devido ao exercício físico e o gasto energético das atividades do dia a dia (andar, trabalhar, brincar etc.), que é a principal variável que diferencia o gasto energético diário entre diferentes indivíduos; e o efeito térmico dos alimentos (ETA), que é o gasto energético devido a um aumento do metabolismo por causa dos processos de digestão, absorção e armazenamento no organismo, e normalmente contribui com 10% do gasto energético diário. Cerca de 50 a 70% do gasto energético diário corresponde ao GER. O GAF pode variar muito entre indivíduos sedentários e indivíduos muito ativos, podendo ser mais de 50% do GET. A contribuição do gasto energético para refeições de carboidratos e gorduras não passa de 5%, enquanto uma refeição rica em proteínas pode levar a um gasto energético de até 30% das calorias ingeridas. Dessa forma, o gasto energético diário pode ser escrito da seguinte forma: GET = GER + ETA + GAF Se um indivíduo ganha peso e gordura isso significa que sua ingestão energética (IE) é maior do que seu GET: IE > GET (balanço energético positivo) Nesse caso, dizemos que o indivíduo está em balanço energético positivo, pois está ingerindo mais calorias do que seu corpo está gastando. Nessa situação, o excesso de calorias tende a ser armazenado principalmente na forma de gordura (mas também ocorre aumento da massa magra). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 11 Se um indivíduo perde peso significa que sua ingestão energética (IE) é menor do que seu GET: IE < GET (balanço energético negativo) Nesse caso, dizemos que o indivíduo está em balanço energético negativo, pois está ingerindo menos calorias do que seu corpo está gastando. Nessa situação a maior parte do peso perdido tende a ser gordura corporal, mas em algumas situações o indivíduo pode perder muita massa magra (massa muscular, massa dos outros órgãos e tecidos, e água). Embora pareça simples mudar o peso corporal alterando as variáveis do GET ou a ingestão energética, nosso corpo tem mecanismos homeostáticos que tornam essas mudanças mais difíceis e ajudam a manter balanço energético equilibrado a maior parte do tempo. Essa homeostase é mantida por meio do controle da ingestão energética por um sistema neuroendócrino que regula a fome e à saciedade, e por alterações compensatórias nos componentes do gasto energético que ocorrem com a perda ou ganho de peso. Na sequência iremos estudar o metabolismo de carboidratos e lipídeos, para posteriormente estudar os fatores envolvidos no emagrecimento, bem como no ganho de peso. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 12 2 CARBOIDRATOS Os carboidratos, na grande maioria das vezes, são os principais componentes da dieta. Os carboidratos podem ser classificados em quatro grupos (monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos). Os monossacarídeos são os carboidratos mais simples existentes e os mais comumente encontrados nos alimentos são a glicose, a frutose e a galactose. A glicose (ou dextrose) é o monossacarídeo mais abundante na natureza e a principal fonte de energia para o ser humano. A glicose está presente em diversos tipos de alimentos, seja na sua forma livre, presente no mel e nas frutas, seja ligada a outras moléculas de glicose ou a outros monossacarídeos. A frutose também pode ser encontrada na sua forma livre nas frutas e no mel, entretanto, é encontrada principalmente na sacarose (açúcar de mesa). A galactose, por outro lado, é encontrada nos alimentos apenas quando se liga a glicose, formando a lactose. Dessa forma, embora esses monossacarídeos possam ser encontrados na sua forma livre nos alimentos, são encontrados principalmente ligados a outros monossacarídeos (formando dissacarídeos e polissacarídeos), conforme explicado abaixo. A união de duas moléculas de monossacarídeos dá origem a um dissacarídeo. Nesse sentido, quando uma molécula de glicose forma uma ligação glicosídica com uma molécula de frutose, tem-se o dissacarídeo sacarose, encontrado, principalmente, no açúcar de mesa. A sacarose é considerada o açúcar padrão, uma vez que a doçura dos demais açúcares e edulcorantes é avaliada em relação a ela, sendo a glicose menos doce que a sacarose e a frutose 30% mais doce que a sacarose. Da mesma forma, quando a galactose se associa a molécula de glicose por meio de uma ligação glicosídica, forma-se o dissacarídeo lactose, encontrado em produtos lácteos. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 13 Por fim, quando duas moléculas de glicose se associam forma-se o dissacarídeo maltose, encontrado na cerveja e após a degradação do amido no processo de digestão. Os oligossacarídeos compreendem carboidratos compostos por 3 a 10 monossacarídeos, entretanto, há divergência entre os livros na quantidade de monossacarídeos, sendo que alguns os classificam diretamente como polissacarídeos. A rafinose (trissacarídeo) e estaquiose (tetrassacarídeo) são exemplos de oligossacarídeos encontradas, principalmente, no feijão e são compostos por galactose, frutose e glicose. As enzimas digestórias humanas não são capazes de hidrolisá-los, entretanto, as bactérias intestinais hidrolisam- nas e por esse motivo algumas pessoas sentem flatulência após seu consumo. Por fim,a maior parte da dieta humana é composta por polissacarídeos. Polissacarídeos são vários monossacarídeos unidos entre si por ligações glicosídicas. Os principais exemplos de polissacarídeos são o amido e o glicogênio. O amido é o principal polissacarídeo de origem vegetal e é encontrado em diversos alimentos como arroz, batata, mandioca, macarrão e pão. O glicogênio é um polissacarídeo de armazenamento (fonte de reserva energética). Quando consumimos uma determinada quantidade de carboidratos, uma parcela pode ser direcionada ao nosso fígado e ao nosso músculo para armazenamento (principais locais de armazenamento do glicogênio). Os estoques de glicogênio serão importantes em períodos de jejum para manter a glicemia estável. Além desses dois importantes polissacarídeos, os seres humanos também consomem polissacarídeos não amido, os quais não podem ser digeridos pelo nosso organismo, mais conhecidos como fibras alimentares (celulose, hemicelulose, pectinas). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 14 2.1 DIGESTÃO DOS CARBOIDRATOS A digestão de carboidratos tem início na boca com o processo de mastigação e ação da enzima amilase salivar (ptialina), que inicia o processo de hidrólise (quebra) do amido. Ao chegar no estômago essa enzima é inativada devido ao baixo pH estomacal (pH ~ 2). A digestão enzimática dos carboidratos continua no intestino delgado, onde a chegada do bolo alimentar promove a liberação do hormônio secretina, que alcaliniza o meio por promover a secreção de bicarbonato pelo pâncreas. No intestino delgado, o pH levemente alcalino (pH ~ 7 - 8) permite a atividade das enzimas amilase pancreática e glicoamilase, responsáveis pela degradação do amido. Os produtos da degradação do amido e dos oligossacarídeos são monossacarídeos (glicose, frutose) e dissacarídeos (sacarose, maltose, isomaltose). Apenas monossacarídeos podem ser absorvidos pelas microvilosidades intestinais, enquanto os dissacarídeos precisam sofrer hidrólise por enzimas presentes na borda em escova do intestino. Essas enzimas são chamadas de dissacaridases, e três delas têm intensa atividade na borda em escova: a sacarase, que atua sobre a sacarose, produzindo glicose e frutose; a maltase, que atua sobre a maltose, produzindo duas moléculas de glicose; e a lactase, que atua sobre a lactose, produzindo glicose e galactose. Os produtos da digestão dos carboidratos são os monossacarídeos glicose, frutose e galactose. A absorção desses monossacarídeos no intestino delgado ocorre por diferentes mecanismos, envolvendo moléculas transportadoras distintas. A glicose e a galactose são transportadas para o interior das células da mucosa intestinal por um processo ativo (que requer gasto de energia, ATP), pela proteína transportadora SGLT-1 (cotransportador de glicose 1 dependente de sódio). Já a frutose é transportada para o interior das células intestinais pela proteína transportadora GLUT-5, processo conhecido como difusão facilitada. Após a absorção, quase toda frutose e galactose são convertidas em glicose no fígado. Essa glicose será utilizada como fonte de energia pelos diferentes tecidos do organismo, e uma boa parte é armazenada na forma de glicogênio, principalmente pelo fígado e pelos músculos. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 15 Figura 2.1 – Digestão dos carboidratos. A digestão dos carboidratos começa na boca, com o processo de mastigação, pela ação da enzima α-amilase salivar (ptialina). Logo após, os carboidratos passam pelo esôfago e pelo estômago, todavia, a maior parte de sua digestão ocorre no intestino delgado pela ação das enzimas pancreáticas α-amilase pancreática e glicoamilase, responsáveis por degradar o amido. Dessa forma, a quebra do amido resulta em partículas menores (maltose e isomaltose), que, da mesma forma que a sacarose e a lactose, sofrem degradação pelas dissacaridases (maltase, isomaltase, sacarase e lactase) na borda em escova do intestino delgado. A degradação dos dissacarídeos resulta em monossacarídeos (glicose, frutose e galactose), que são absorvidos no intestino delgado. As fibras alimentares não sofrem ação das enzimas digestivas e, com isso, são direcionadas ao intestino grosso, onde podem sofrer fermentação pelas bactérias presentes nessa região (microbiota). 2.2 METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS Conforme visto, após serem consumidos, os carboidratos são degradados, principalmente, pelas enzimas amilase salivar (boca) e amilase pancreática (intestino delgado). Nesse sentido, a degradação do amido no intestino delgado resulta em moléculas de glicose (após a ação das dissacaridases intestinais), que após serem absorvidas no intestino, entram na corrente sanguínea, sendo direcionadas aos tecidos. A glicose é então captada pelos tecidos que precisam utilizá-la como fonte de energia através de proteínas transportadoras chamadas GLUTs. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 16 Tabela 2.1 - Transportadores de glicose (GLUTs) são proteínas encontradas nas membranas celulares que transportam a glicose para o interior das células. O GLUT-2 pode tanto transportar a glicose do sangue para a célula, quanto da célula para o sangue. O GLUT-4 é o principal transportador de glicose presente no tecido muscular e adiposo e é dependente da ação da insulina, exceto durante o exercício, quando esses tecidos têm a captação de glicose aumentada mesmo com os níveis de insulina reduzidos. Existem diferentes tipos de GLUTs, dependendo do tecido em que atuam. Boa parte dos tecidos realiza a captação de glicose sem a necessidade da ação da insulina, mas o tecido muscular e o tecido adiposo dependem da ação da insulina para captar a maior parte da glicose da corrente sanguínea. Nesses tecidos, a glicose é captada pela proteína GLUT-4, que é estimulada pela insulina. Após entrar nos tecidos, a glicose sofre a ação da enzima hexoquinase. A hexoquinase é responsável por adicionar um grupo fosfato a molécula de glicose, formando glicose-6-fosfato. Esse processo é indispensável para que a molécula de glicose permaneça dentro da célula, uma vez que a maioria das células não apresentam transportadores para açúcares fosforilados na membrana plasmática. Portanto, após ser captada pelas células e fosforilada pela hexoquinase, a glicose-6-fosfato pode ser utilizada como fonte de energia na glicólise (produzindo ATP) ou ser armazenada na forma de glicogênio, principalmente no fígado e no músculo esquelético. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 17 2.3 QUAL A QUANTIDADE DE CARBOIDRATOS NECESSÁRIA PARA ESTIMULAR A LIBERAÇÃO DE INSULINA? Há quatro isoenzimas diferentes de hexoquinase (isoenzimas são enzimas diferentes que realizam a mesma reação), hexoquinase I, II, III e IV, codificados por quatro genes diferentes, destacando-se a I, II e a IV. A hexoquinase I é expressa, predominantemente, no cérebro e nos eritrócitos (hemácias). A hexoquinase II é expressa, predominantemente, nos miócitos (células musculares) e a hexoquinase IV, predominantemente, no fígado e no pâncreas. Todas as isoformas de hexoquinase apresentam diferentes Km de acordo com o tecido que será expresso. O Km é definido como a concentração de substrato (glicose) para a qual a velocidade da reação é metade da velocidade máxima. Dessa forma, o Km é inversamente proporcional à afinidade pelo substrato, quanto maior o Km da enzima, menor será sua afinidade pelo substrato e quando menor o Km, maior será a afinidade. A hexoquinase I apresenta Km de 0,2mM e a hexoquinase II, de 0,1mM. Ambas são inibidas pela glicose-6-fosfato, ou seja, sempre que a concentração intracelular de glicose-6-fosfato se eleva acima do seu nível normal, essas enzimas são inibidas temporariamente. Por outro lado, a hexoquinase IVapresenta um Km de 10mM (maior que a concentração de glicose sanguínea, que é 3-5mM) e não se satura, dessa forma, pode continuar agindo quando o acúmulo de glicose inibe as demais hexoquinases (ao mesmo tempo, contribui para evitar uma hiperglicemia). A hexoquinase I e II apresentam um Km 50 e 100 vezes inferior a hexoquinase IV, respectivamente. Logo, o cérebro, os eritrócitos e os miócitos apresentam uma afinidade muito maior pela glicose do que o pâncreas ou o fígado. É por esse motivo que pequenas quantidades de carboidratos não estimulam diretamente a liberação de insulina, pelo contrário, caso você ofereça uma pequena quantidade de substrato (glicose), o seu corpo irá priorizar a geração de energia a nível central ou muscular (incluindo músculo cardíaco), ao invés de enviá-la diretamente ao pâncreas para liberação de insulina. Entretanto, é preciso compreender que essa regra é válida apenas quando pequenas quantidades de carboidratos são ingeridas após um período Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 18 de inanição, pois dessa forma o corpo estará necessitando de glicose para suprir suas demandas básicas, como o adequado funcionamento cerebral e cardiovascular. Por exemplo, supondo que você esteja a 12h sem se alimentar e decide consumir uma bala, considerando que a quantidade de carboidratos presente nessa bala é pequena e que o tempo sem se alimentar é longo, não haverá liberação de insulina, uma vez que o seu corpo apresenta outras prioridades ao invés de enviá-la diretamente ao pâncreas para liberação de insulina (todavia, o mesmo não ocorre caso você já tenha realizado uma refeição contendo um alto conteúdo de carboidratos e após 30 min consumir uma bala). Portanto, a liberação ou não de insulina irá depender do tempo sem se alimentar e da quantidade de carboidratos ingerida. Observação: É importante compreender que a liberação de insulina nunca está zerada, exceto em pacientes diabéticos tipo 1, e o que ocorre é uma maior ou uma menor liberação ao longo do dia. 2.4 GLICÓLISE E GLICOGÊNESE Dois caminhos que a glicose pode percorrer após sofrer a ação da enzima hexoquinase é gerar energia (glicólise) e ser armazenada na forma de glicogênio (glicogênese). Além disso, a glicose pode ser direcionada para síntese de ácidos graxos e para a via das pentose-fosfato. Existem basicamente dois tipos de glicólise: glicólise aeróbia, que ocorre apenas com a presença de oxigênio e em células com mitocôndrias; glicólise anaeróbia, que ocorre sem a presença de oxigênio e em células sem mitocôndrias (eritrócitos, medula adrenal). Na glicólise aeróbia, a glicose é degradada até um composto chamado “piruvato” em uma série de 10 reações. O piruvato é convertido em acetil-Coa pela enzima piruvato desidrogenase (PDH). O acetil-Coa é o intermediário comum do metabolismo de carboidratos, gorduras e proteínas. A maior parte da produção de energia da via glicolítica ocorre com a oxidação do acetil-Coa no ciclo de Krebs, que ocorre na mitocôndria. A oxidação de glicose pela glicólise aeróbia produz um total de 32 ATP por molécula de glicose. Essa via é a principal responsável pelo Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 19 fornecimento de energia pelos carboidratos. Dessa forma, a glicose é direcionada a glicólise quando a célula necessidade de energia. A glicólise anaeróbia ocorre quando a célula não recebe oxigênio (hipóxia) ou quando a célula não apresenta mitocôndrias (hemácias). É um processo comum que ocorre nas fibras musculares em exercícios de alta intensidade (musculação, HIIT), quando a demanda energética da célula aumenta rapidamente e a produção de ATP pela via aeróbia é mais lenta para suprir as necessidades do músculo. Nesse caso, a glicose é degradada em piruvato, mas o piruvato não forma acetil-Coa, e sim lactato. O lactato pode sair da célula e virar glicose no fígado (gliconeogênese) ou também ser convertido em piruvato pela enzima lactato desidrogenase em outros tecidos (coração, rins) e ser oxidado pelo ciclo de Krebs. Quando existe um grande aporte de carboidratos na dieta, parte da glicose é utilizada como fonte de energia pelo organismo, e o excesso é armazenado na forma de glicogênio no fígado e no músculo esquelético. O fígado pode armazenar cerca de 70-100 g de glicogênio, e o músculo esquelético pode armazenar cerca de 400-500 g de glicogênio. Considerando que os estoques de glicogênio são limitados, um grande excesso de carboidratos em conjunto com um superávit calórico pode favorecer a síntese de ácidos graxos a partir da glicose, processo conhecido como lipogênese. A síntese de glicogênio acontece principalmente pela ação de uma enzima, a glicogênio sintase. Esse processo é conhecido como glicogênese e é estimulado pelos altos níveis de glicose e insulina, ou seja, ocorre de forma intensa logo após as refeições com grande aporte de carboidratos. O fígado não precisa da insulina para captar glicose, uma vez que a proteína que transporta glicose para dentro das células hepáticas, GLUT-2, funciona independente da insulina. Por outro lado, o músculo esquelético precisa da insulina para captar as moléculas de glicose presentes na corrente sanguínea. Essa captação ocorre porque a insulina aumenta a quantidade de proteínas GLUT-4, responsáveis pela captação da glicose no músculo e no tecido adiposo. No entanto, durante o exercício, a captação de glicose via GLUT- Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 20 4 é independente da insulina (já que os níveis de insulina estão reduzidos), mediada pela proteína AMPK. O glicogênio armazenado no fígado e no músculo funciona como reserva de energia para o organismo, mas existem algumas diferenças no uso desse glicogênio. O glicogênio hepático fornece glicose para a corrente sanguínea no período após as refeições e essa glicose é fundamental para fornecer energia para o cérebro e os tecidos dependentes de glicose (eritrócitos, medula adrenal, retina). Já o glicogênio muscular não é capaz de fornecer glicose para os demais tecidos, apenas para o músculo esquelético; devido à ausência de uma enzima, a glicose6-fosfatase. Portanto, o glicogênio hepático tende a se esgotar mais rapidamente durante um período de jejum, enquanto o glicogênio muscular depende mais do trabalho muscular para ser esgotado. Figura 2.2 - Glicogênese e glicogenólise. A insulina aumenta a síntese de glicogênio pelo estímulo da enzima glicogênio sintase e inibe a degradação do glicogênio pela inibição da enzima glicogênio fosforilase. Os hormônios antagônicos da insulina glucagon e adrenalina (epinefrina) realizam o oposto. O glucagon e a adrenalina aumentam quando os níveis de glicose e insulina estão baixos, como no jejum e durante o exercício físico. Esses hormônios inibem a glicogênio sintase e estimulam a glicogênio fosforilase, inibindo a glicogênese e estimulando a glicogenólise. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 21 Conforme mencionado acima, o glicogênio funciona como uma reserva energética e para seja possível utilizar o glicogênio como fonte de energia é necessário a ação de uma enzima chamada de glicogênio fosforilase. A glicogênio fosforilase é responsável por degradar o glicogênio em várias moléculas de glicose, processo chamado de glicogenólise. A glicogenólise ocorre de forma mais acentuada quando os níveis de glicose e insulina estão baixos. Nessa fase, o organismo utiliza as reservas de glicogênio como fonte de energia, embora a gordura (ácidos graxos) também seja uma importante fonte de energia nesse período. 2.5 GLICONEOGÊNESE Nosso cérebro consome cerca de 100-120 g de glicose por dia, quantidade que pode ser obtida facilmente pela ingestão de carboidratos (amido, açúcares). Diferente da maioria dos órgãos e tecidos do organismo,que utilizam ácidos graxos (gordura) além da glicose, o cérebro depende quase exclusivamente da glicose como fonte de energia (pode utilizar corpos cetônicos também). Quando consumimos uma boa quantidade de carboidratos, uma parte é utilizada pelos tecidos para obter energia através da via glicolítica, e o excesso é armazenado como glicogênio no fígado e no músculo esquelético. As reservas de glicogênio muscular e hepático suprem as necessidades energéticas do organismo no período após as refeições (pós-prandial) e durante o exercício físico. O glicogênio muscular fornece glicose apenas para a contração muscular, não podendo fornecer energia para os demais tecidos do organismo. Já as reservas de glicogênio do fígado podem fornecer glicose para os demais tecidos do organismo, sendo o cérebro e os músculos os maiores consumidores desse substrato durante o período pós-prandial. O glicogênio hepático é consumido totalmente depois de 12-18 horas de jejum. Depois de algumas horas de jejum, o glicogênio hepático reduz drasticamente e os níveis de insulina estão reduzidos, enquanto os de glucagon estão aumentados. Nesse período, o fígado passa a sintetizar glicose a partir de outros compostos não carboidratos (aminoácidos, lactato e glicerol). Esse processo é conhecido como gliconeogênese e acontece predominantemente no Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 22 fígado, embora os rins também possam contribuir significativamente durante o jejum prolongado. A função da gliconeogênese é manter os níveis de glicose sanguínea estáveis durante o jejum, quando as reservas de glicogênio hepático estão baixas e não há consumo de carboidratos. A gliconeogênese é estimulada pelo glucagon e pela adrenalina, sendo que os aminoácidos são os principais substratos para a síntese de glicose, principalmente alanina (ciclo alanina glicose) e glutamina. O cortisol é outro hormônio que estimula a gliconeogênese e mobiliza os aminoácidos do músculo esquelético para participar do processo, aumentando a degradação das proteínas musculares. O hormônio do crescimento (GH) também estimula a gliconeogênese durante o jejum e o exercício, mas tem menor importância comparado ao glucagon e ao cortisol. O glicerol é outro composto utilizado pelo fígado para sintetizar glicose no período de jejum. O glicerol é um composto obtido a partir da degradação dos triacilgliceróis no tecido adiposo, processo conhecido como lipólise. A lipólise é a quebra dos triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol, sendo estimulada durante o jejum e o exercício físico pelos hormônios contrarreguladores da insulina (glucagon, adrenalina, cortisol e GH). Os ácidos graxos resultantes da lipólise são utilizados como fonte de energia por diversos tecidos do organismo, enquanto o glicerol se dirige até o fígado para formar glicose. O lactato é outro composto importante que participa da gliconeogênese. O lactato é produzido pela glicólise anaeróbia em células sem mitocôndrias (eritrócitos), em células em condições de hipóxia e nas fibras musculares no exercício de alta intensidade. O lactato produzido nessas situações vai até o fígado para formar piruvato pela ação da enzima lactato desidrogenase (LDH). O piruvato forma glicose pela gliconeogênese. Essa glicose pode ser utilizada novamente no músculo pela via glicolítica, produzindo lactato, que pode ser reaproveitado na gliconeogênese. Esse ciclo glicose → lactato → glicose é chamado de ciclo de Cori. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 23 Tabela 2.2 - Substratos para gliconeogênese e suas principais características. Figura 2.3 - Gliconeogênese é a síntese de glicose a partir de compostos não carboidratos. Depois de algumas horas de jejum o glicogênio hepático reduz drasticamente e os níveis de insulina estão reduzidos, enquanto os de glucagon e cortisol estão aumentados. Nesse período, o fígado passa a sintetizar glicose a partir de outros compostos não carboidratos (aminoácidos, lactato e glicerol). A gliconeogênese acontece predominantemente no fígado, embora os rins também possam contribuir Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 24 significativamente durante o jejum prolongado. A função da gliconeogênese é manter os níveis de glicose sanguínea estáveis durante o jejum, quando as reservas de glicogênio hepático estão baixas e não há consumo de carboidratos. 2.6 METABOLISMO DE CARBOIDRATOS E PERDA DE PESO Durante o processo de perda de peso, é comumente observarmos a restrição de carboidratos pela alimentação como parte do déficit calórico. Algumas dietas da moda propõem a retirada quase completa dos carboidratos (Atkins, dieta Dukan), enquanto outras são mais conservadoras (dieta da zona, dieta South Beach). Essa premissa se baseia, principalmente, na liberação do hormônio insulina. Sabe-se que a restrição de calorias e de carboidratos pela dieta reduz os níveis de insulina, favorecendo uma redução da relação insulina/glucagon e, portanto, estimulando os processos de glicogenólise (quebra da molécula de glicogênio) e gliconeogênese (formação de glicose a partir de aminoácidos e glicerol). A glicogenólise e a gliconeogênese hepática objetivam manter as concentrações de glicose no sangue estáveis. A insulina é muitas vezes vista como vilã no processo de emagrecimento por pelo menos quatro mecanismos. O primeiro é devido a insulina inibir a lipólise (quebra dos triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol). A lipólise é o passo anterior a oxidação de ácidos graxos (utilização da gordura como fonte de energia). Para que a gordura seja eliminada do nosso organismo, é necessário ambos os processos (lipólise + oxidação), e esse é o principal motivo pelo qual a insulina é demonizada no processo de emagrecimento. Segundo, a insulina favorece a formação de gordura a partir do excesso de carboidratos (processo denominado de lipogênese de novo). Todavia, esse processo ocorre em decorrência do excesso calórico e a insulina está apenas exercendo o seu papel (imagine que você cometeu um crime e o papel do policial é de o prender. O culpado pela prisão é você e não o policial, o policial está apenas fazendo o seu trabalho). Terceiro, a insulina favorece a entrada de ácidos graxos nas células adiposas e é após a entrada dos ácidos graxos que ocorre a formação de triglicerídeos para armazenamento (ao contrário do que muitas pessoas acreditam, a entrada de ácidos graxos na célula adiposa e seu posterior armazenamento na forma de triglicerídeo é benéfico. A célula adiposa é propícia Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 25 para armazenamento de triglicerídeos e se, porventura, os ácidos graxos não fossem captados por essas células, seriam captados e armazenados por outras células, como pelas células hepáticas, por exemplo), causando impactos indesejáveis ao metabolismo. Quarto, a insulina favorece a entrada de glicose na célula adiposa (os adipócitos apresentam GLUT-4, dependente de insulina), e uma vez na célula adiposa, a glicose pode formar glicerol-3-fosfato. O glicerol- 3-fosfato de junta com 3 moléculas de ácidos graxos (que também foram captados pelo estímulo da insulina) para formar os triglicerídeos. Nesse sentido, a restrição de calorias/carboidratos estimula a lipólise e a oxidação de ácidos graxos (queima de gordura). Considerando que a ingestão de carboidratos foi reduzida, o organismo passa a usar suas reservas de gordura como fonte energética (uma vez que a insulina reduzida favorece a lipólise e oxidação). No entanto, o organismo também pode utilizar as proteínas como fonte de energia, embora exista uma preferência pelo uso da gordura. A insulina é um hormônio anticatabólico, logo, uma grande redução do aporte calórico e da insulina favorece a degradação das proteínas musculares,aumentando o uso de aminoácidos para a síntese de glicose no fígado (gliconeogênese). Esse processo é favorecido pelo cortisol, que atua de forma antagônica à insulina, aumentando a degradação de proteínas e estimulando a gliconeogênese. Portanto, uma redução mais agressiva de calorias e de carboidratos acaba favorecendo não apenas perda de gordura corporal, mas também um aumento do catabolismo muscular. Dessa forma, a redução de calorias/carboidratos da dieta estimula processos catabólicos (glicogenólise, lipólise e proteólise) e inibe processos anabólicos (síntese de glicogênio, síntese de proteínas e síntese de ácidos graxos). Nessa condição, os níveis de insulina estão mais baixos, enquanto seus hormônios contrarreguladores estão aumentados, principalmente glucagon, adrenalina e cortisol. Apesar do GH ser um hormônio lipolítico e anabólico no tecido muscular, ele não é capaz de evitar a perda de massa muscular em dietas que restringem calorias e carboidratos de forma agressiva. Para atenuar o catabolismo proteico muscular em dietas que reduzem carboidratos, é comum aumentar o aporte de proteínas na dieta, sendo recomendado um consumo de até 2,0-3,0 g/kg em alguns estudos. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 26 Figura 2.4 - Metabolismo durante o processo de restrição de carboidratos. 2.7 DIETAS ALTAS EM CARBOIDRATOS CONTRIBUEM PARA O GANHO DE GORDURA CORPORAL? É comumente observarmos debates acerca da superioridade ou inferioridade de determinadas dietas para perda de peso e emagrecimento. Há quem defenda dietas com baixo teor de gorduras e alto teor de carboidratos (High Carb), enquanto há quem aponte a restrição de carboidratos (Low Carb) como sendo mais eficaz. A premissa por trás dessa última se baseia no modelo carboidrato-insulina da obesidade, a qual considera que um consumo elevado de carboidratos ocasiona uma maior liberação do hormônio insulina pelo pâncreas. Sabe-se que a insulina inibe a oxidação (queima) de gorduras e estimula a lipogênese (formação de gorduras). Portanto, torna-se intuitivo pensar que dietas Low Carb apresentam superioridade no processo de emagrecimento Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 27 por causarem uma menor liberação de insulina e, consequentemente, aumentarem a oxidação de gorduras. Entretanto, será que apenas esse fato é suficiente para julgá-la mais ou menos eficaz? Primeiramente, precisamos entender que embora o carboidrato seja o principal macronutriente responsável por estimular a liberação de insulina, ele não é o único, as proteínas também podem apresentar potencial insulinogênico. Nesse sentido, foi avaliado as respostas pós-prandiais de insulina com porções de 240Kcal de 38 alimentos diferentes, ou seja, os níveis de insulina foram monitorados em todos os participantes após consumirem cada alimento isoladamente. Observou-se, por exemplo, que o peixe ou a carne vermelha causou uma maior liberação de insulina do que o macarrão branco. Por outro lado, a batata inglesa apresentou uma maior liberação de insulina quando comparada ao peixe ou a carne vermelha. Todavia, é necessário ter muita cautela ao analisar esses dados. Primeiramente, o estudo avaliou a ingestão de alimentos isoladamente e não dentro do contexto de uma refeição. Dificilmente alguém irá consumir apenas 240kcal de macarrão isoladamente, na prática consumimos uma refeição contendo, por exemplo, macarrão, carne, queijo e salada. O macarrão contém principalmente carboidratos, a carne, proteínas e gorduras e a salada, fibras. Dessa forma, tanto as fibras quanto as proteínas e as gorduras ocasionarão um retardo no esvaziamento gástrico e, consequentemente, uma liberação mais lenta dos alimentos digeridos para circulação, os quais podem impactar diretamente na velocidade de liberação de insulina. Além disso, os resultados apresentados são referentes a uma média dos 41 participantes, há quem apresente maior liberação de insulina do que outro participante consumindo o mesmo alimento e a mesma quantidade calórica. Logo, não há um consenso de “alimento X estimula mais a insulina do que alimento Y”, pois a liberação de insulina pode apresentar grande variabilidade individual e ser influenciada por diversos fatores, como por exemplo, pela composição da microbiota intestinal, visto que já há estudos mostrando que a depender da sua composição, alimentos iguais podem ocasionar respostas glicêmicas diferentes. Outro detalhe importante de mencionar é que o estudo avaliou os diferentes alimentos por seus teores de calorias, logo, 240Kcal de batata inglesa Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 28 representa um volume muito maior do que 240Kcal de carne ou peixe, por exemplo. Portanto, torna-se pouco aplicável na prática clínica, visto que é improvável que ocorra o consumo isolado de alguns alimentos, como batata inglesa e macarrão, por exemplo. Logo, deve-se ter um olhar macroscópio e não apenas de um alimento específico. Apesar disso, o estudo é importante para desmitificar a teoria de que dietas Low Carb são superiores para o emagrecimento por estimularem menos a liberação de insulina (e se o seu paciente apresentar um potencial maior de liberar insulina consumindo peixe ao invés de macarrão? Essa teoria cai por terra). Dessa forma, podemos observar que não se pode punir os carboidratos pelo insucesso ao longo do processo de emagrecimento, considerando que essa teoria se baseia na maior liberação de insulina e que já foi mostrado que ela pode apresentar grande variabilidade individual. Todavia, torna-se importante conhecer alguns estudos que avaliaram dietas High Carb e emagrecimento. Foi publicado, em 2021, um artigo onde 20 participantes foram expostos a uma alimentação ad libitum, ou seja, sem colocar qualquer limite na ingestão calórica, entretanto, as duas dietas ofertadas apresentavam teores diferentes de carboidratos e lipídeos. A primeira apresentava 75% de carboidratos, 10% de lipídeos e 15% de proteínas (High Carb) e a segunda, 10% de carboidratos, 75% de lipídeos e 15% de proteínas (Low Carb). Todos os participantes foram expostos a ambas as dietas, sendo duas semanas de dieta Low Carb seguidas de duas semanas de High Carb e vice-versa, totalizando quatro semanas de estudo. É importante observar que os participantes permaneceram internados ao longo do estudo e todos os alimentos foram fornecidos. Os resultados mostraram que os participantes ingeriram uma quantidade menor de comida quando expostos a dieta rica em carboidratos, logo, apresentaram vantagens na redução da gordura corporal. Porém, quando os indivíduos ingeriram a dieta baixa em carboidratos, o peso corporal e a massa livre de gordura mostraram- se menores em comparação a dieta alta em carboidratos. De fato, dietas baixas em carboidratos promovem uma maior perda de peso inicial, todavia, esse peso perdido não se refere apenas a gordura e, sim, a água corporal. Sabe-se que a cada grama de glicogênio armazenado, acumula-se juntamente 3ml de água. Dessa forma, quando se reduz o aporte de carboidratos pela alimentação, reduz- Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 29 se também os estoques de glicogênio hepático e muscular e, portanto, a quantidade de água armazenada, a qual influencia diretamente o peso corporal. Da mesma forma, massa livre de gordura não reflete apenas massa magra, todos os componentes corporais que não são gordura, incluindo água, enquadram-se nessa categoria; e por esse motivo foi observado maior redução da massa livre de gordura com a dieta baixa em carboidratos. Logo, essas alterações são comuns em dietas restritas em carboidratos e a perda de peso inicial advinda da perda de água pode dar a falsa sensação de que se está perdendo gordura. Conforme já mencionado, os participantesexpostos a dieta High Carb apresentaram vantagem no emagrecimento. Esses resultados podem ser atribuídos a uma menor densidade energética e a um maior teor de fibras nos alimentos contendo carboidratos (compare 200kcal de batata inglesa com 200kcal de nozes, o primeiro representa 385g do alimento, enquanto o segundo, 32g, portanto, a batata inglesa irá apresentar um poder sacietogênico maior quando comparado as nozes). Em visto disso, se os carboidratos e a insulina realmente impedissem o emagrecimento, a dieta com 75% de carboidratos não obteria maior redução de gordura corporal quando comparada a dieta com 10% e, portanto, esse estudo contraria o modelo carboidrato-insulina da obesidade. Semelhantemente, foi publicado em 2009 um artigo na revista New England Journal of Medicine, onde 645 participantes obesos ou com sobrepeso foram separados em quatro grupos diferentes ao longo de 2 anos. O primeiro grupo recebeu uma dieta contendo 20% de gordura, 15% de proteína e 65% de carboidratos (baixo teor de gordura e médio de proteína). O segundo grupo recebeu uma dieta contendo 20% de gordura, 25% de proteína e 55% de carboidratos (baixo teor de gordura e alto teor de proteína). O terceiro recebeu uma dieta contendo 40% de gordura, 15% de proteína e 45% de carboidratos (alto teor de gordura e médio de proteína). E o quarto recebeu uma dieta contendo 40% de gordura, 25% de proteína e 35% de carboidratos (alto teor de gordura e alto teor de proteína). Logo, as dietas variaram entre 35 a 65% em seus teores de carboidratos e todas apresentavam um déficit calórico de 750kcal por dia. Todavia, os participantes receberam apenas orientações nutricionais e não houve internação, como descrito no estudo acima (imagine internar 645 indivíduos ao longo de 2 anos? Seria inviável). Os resultados mostraram que o Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 30 peso corporal não apresentou variações entre as dietas contendo 35%, 55% ou 65% de carboidratos e ao final dos 2 anos de estudo, 31 a 37% dos participantes perderam pelo menos 5% do peso corporal inicial, 14 a 15% dos participantes em cada grupo de dieta perderam pelo menos 10% do peso inicial e 2 a 4% perderam 20 kg ou mais. Foi observado uma maior diminuição na concentração de lipoproteína de baixa densidade (LDL) com a dieta de baixo teor de gordura e alto teor de carboidrato. Dessa forma, embora nem todos os participantes tenham aderidos aos respectivos teores de macronutrientes prescritos, parece que dietas contendo teores maiores de carboidratos não são as responsáveis pela obesidade, caso contrário, os participantes apresentariam um aumento ou estagnação do peso corporal. Ainda, outro artigo foi publicado, em 2018, pela revista Journal of the American Medical Association (JAMA) comparou dietas Low Carb com dietas Low Fat em 609 participantes obesos ou com sobrepeso ao longo de 12 meses, e da mesma forma que o estudo anterior, os participantes apenas receberam orientações nutricionais. Prioridades mais altas foram dadas a alimentos específicos de acordo com a dieta, por exemplo, a redução de óleos, carnes gordurosas, laticínios integrais e nozes foi priorizada para o grupo Low Fat, enquanto a redução de cereais, grãos, arroz, vegetais ricos em amido e leguminosas foi priorizada para o grupo Low Carb. Os resultados mostraram que embora os participantes não tenham recebido orientações acerca de reduzirem a ingestão calórica, houve uma redução média de 500 a 600kcal por dia para ambos os grupos e a mudança média de peso ao final dos 12 meses foi de −5,3 kg para o grupo Low Fat e −6,0 kg para o grupo Low Carb, porém, não foi observado diferença estatística. Entre os desfechos secundários, as variáveis clínicas que apresentaram diferenças significativas foram os resultados no perfil lipídico. Reduções nas concentrações de lipoproteína de baixa densidade (LDL) foram favorecidas com a dieta Low Fat, enquanto reduções nas concentrações de triglicerídeos, com a dieta Low Carb. Dessa forma, embora a perda de peso tenha sido semelhante entre os grupos, a variabilidade individual deve ser levada em consideração, visto que a composição dos macronutrientes da dieta pode impactar, por exemplo, no perfil lipídico e, portanto, sugere-se que nenhuma dieta deva ser recomendada universalmente. Os autores, ainda, concluem que Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 31 ao invés de dar tanta ênfase para determinadas dietas, Low Carb ou High Carb, Low Fat ou High Fat, deve-se enfatizar a qualidade nutricional e a adesão do paciente, logo, deve-se priorizar boas fontes de gorduras e carboidratos e ter um consumo adequado de fibras, incluindo frutas e vegetais. Por último, em 2017 foi publicado outro artigo na revista The Lancet, onde 307 chineses não obesos receberam dietas isocalóricas variando em seus teores de carboidratos e gorduras. A primeira dieta, High Carb e Low Fat, apresentou um teor de 66% de carboidratos, 20% de lipídeos e 14% de proteínas. A segunda dieta, com teor moderado de carboidratos e gorduras, apresentou 56% de carboidratos, 30% de lipídeos e 14% de proteínas; enquanto a terceira dieta, Low Carb e High Fat, apresentou um teor de 46% de carboidratos, 40% de lipídeos e 14% de proteínas (reparem que embora a segunda dieta tenha sido classificada como Low Carb, o seu teor de carboidratos não foi muito baixo). Ao longo dos 6 meses de intervenção, os participantes receberam todos os alimentos, logo, foi possível obter um controle maior do que os dois últimos estudos descritos acima. Os resultados mostraram que todos os participantes perderam peso, entretanto, foi observado, embora leve, maiores reduções no peso corporal e na circunferência da cintura no grupo que recebeu a dieta High Carb e Low Fat. Reparem que o estudo cita dieta isocalórica, então como é possível perda de peso se os participantes não estavam em déficit calórico? A perda de peso foi pequena, variando de 1 a 1,6 kg e isso certamente foi ocasionado por um leve déficit calórico devido a uma redução na ingestão calórica ao longo dos 6 meses, uma vez que apenas uma refeição por dia foi supervisionada. Portanto, com base nos artigos citados, o que irá determinar a eficácia na perda de peso e no emagrecimento será o déficit calórico, ou seja, você consumir menos calorias do que o seu corpo necessita (se falta energia, o corpo irá extrai- la principalmente das gorduras estocadas no tecido adiposo). Logo, os estudos, de maneira geral, não mostram diferenças significativas entre dietas Low ou High Carb, considerando que haja déficit calórico envolvido e adesão. Embora dietas Low Carb possam promover uma maior perda peso inicial, devido a maior eliminação de água, essa diferença tende a de igualar no decorrer do tempo. Os carboidratos podem, inclusive, auxiliar no processo de emagrecimento, visto que muitos apresentam fibras e uma baixa densidade energética em sua Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 32 composição, auxiliando no controle da fome e do apetite. Todavia, esse fato não indica que todas as dietas voltadas para o emagrecimento devam ser High Carb, uma vez que dietas Low Carb ou com teor médio de carboidratos podem trabalhar com uma grande margem de carboidratos, sendo possível encaixar diversos alimentos, como frutas, batata inglesa, pão, arroz, feijão etc. Embora de maneira geral os resultados sejam semelhantes entre a adoção de dietas High e Low Carb em déficit calórico, há estudos que mostram que adotar uma dieta contendo baixo teor de carboidratos e alto teor de fibras, proteínas e gorduras (a depender da composição) para indivíduos diabéticos ou pré-diabéticos pode ser interessante para o controle do peso corporal e do estado glicêmico. Cornier et al. (2005) observaram que mulheres obesas com resistência à insulinaperderam mais peso quando submetidas a uma dieta hipocalórica Low Carb e High Fat (40% de carboidratos, 40% de lipídeos e 20% de proteínas), enquanto a dieta hipocalórica High Carb e Low Fat (60% de carboidratos, 20% de lipídeos e 20% de proteínas) apresentou vantagens em mulheres sensíveis a insulina. Dessa forma, embora todas as participantes tenham perdido peso, a sua magnitude variou de acordo com o grau de sensibilidade à insulina. Todavia, não se deve ignorar o aspecto qualitativo da alimentação, visto que já se mostrou que uma dieta rica em leguminosas e fibras, contendo 60% de carboidratos, foi eficaz em melhorar o controle glicêmico em indivíduos diabéticos e o estudo de Cornier foi realizado com o número pequeno de mulheres (21) e por um período curto (16 semanas), portanto, deve-se ter cautela ao sair replicando seus resultados. Além disso, a distribuição dos macronutrientes e a qualidade da alimentação influenciam alguns parâmetros clínicos, como LDL, triglicerídeos, glicemia etc. Sabe-se que dietas baixas em gorduras saturadas e ricas em gorduras poli e monoinsaturadas são eficazes para reduzir os níveis de LDL; e dietas com teores reduzidos de carboidratos refinados são eficazes para diminuir os níveis de triglicerídeos e a glicemia. Logo, uma dieta específica não pode ser adotada da maneira universal e a avaliação individual torna-se imprescindível para determinar qual a melhor estratégia dietética a ser adotada, visto que algumas estratégias podem funcionar melhor para alguns pacientes do que para outros e vice-versa. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 33 2.8 INSULINA E EMAGRECIMENTO É amplamente difundido o papel da insulina no emagrecimento, principalmente devido ao seu papel na inibição da lipólise. Todavia, além de já ter sido mostrado que a insulina não é a culpada pelo insucesso no emagrecimento, a Figura 2.5 mostra as diversas funções da insulina, além de inibir a lipólise. A insulina favorece o uso de glicose como fonte de energia (glicólise) pelo musculo esquelético e pelo tecido adiposo. Lembrem que esses tecidos apresentam GLUT-4, dependentes de insulina, responsáveis por captar a glicose sanguínea. Além disso, quando há grandes quantidades de glicose na corrente sanguínea, a insulina favorece a síntese de glicogênio pela ativação da enzima glicogênio sintase (responsável pela glicogênese) e pela inibição da glicogênio fosforilase (responsável pela glicogenólise). Nesse sentido, o glicogênio desempenha diversas funções importantes ao organismo. Sabe-se que o glicogênio armazenado no fígado é utilizado como reserva de energia nos períodos de jejum e que o cérebro precisa de glicose como fonte de energia, logo, o glicogênio hepático fornece parte dessa glicose nos períodos de jejum. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 34 Figura 2.5 – Efeitos fisiológicos da insulina. A insulina também contribui para o aumento da síntese de proteínas e para redução da degradação de proteínas musculares. Dessa forma, quando os níveis de insulina estão baixos, há aumento do catabolismo proteico, podendo ocorrer perda de massa muscular. A insulina, ainda, aumenta a captação de ácidos graxos pelos tecidos e a síntese de ácidos graxos a partir do excesso de carboidratos e proteínas (lipogênese). Esse efeito da insulina ocorre logo após as refeições e favorece o ganho de gordura quando o indivíduo está em superávit calórico. Apesar da lipogênese contribuir para o acúmulo de gordura, a insulina favorece o acúmulo de gordura principalmente através da inibição da lipólise e da oxidação de gordura. Esse fato ocorre porque a insulina inibe a enzima lipase hormônio sensível (LHS), responsável pela quebra dos triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol (lipólise). Além disso, CPT-1, responsável pelo transporte dos ácidos graxos para o interior das mitocôndrias a fim de serem oxidados também é inibida pela insulina. Dessa forma, quando os níveis de insulina estão aumentados, a oxidação de carboidratos é estimulada e a oxidação de gorduras é suprimida. A captação de ácidos graxos pelo tecido adiposo também é aumentada devido ao estímulo da insulina sob a enzima lipase lipoproteica (LL), responsável por hidrolisar os triglicerídeos presentes nos quilomícrons em ácidos graxos e glicerol para armazenamento. Por último, a insulina inibe a gliconeogênese e a cetogênese. A gliconeogênese ocorre principalmente em períodos de jejum, objetivando fornecer glicose a tecidos que a necessitam, como cérebro e hemácias. A insulina inibe esse processo porque a glicose está sendo ofertada pela alimentação e não há necessidade de sintetizá-la. A cetogênese fornece corpos cetônicos a partir do catabolismo de ácidos graxos, sendo responsáveis por fornecer energia aos tecidos, principalmente ao cérebro, quando a glicose não está presente ou quando ela não consegue entrar eficientemente nas células devido a resistência à insulina. Entretanto, quando se oferta carboidratos pela Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 35 alimentação, não há sentido de continuar sintetizando-os, uma vez que a glicose supre a necessidade energética dos tecidos (excesso em indivíduos diabéticos). 2.9 M ELHORA DE SENSIBILIDADE À INSULINA A sensibilidade à insulina se refere a eficiência do organismo em responder a esse hormônio. A insulina tem a função principal de aumentar a captação de glicose pelos tecidos, principalmente músculo e tecido adiposo. O transporte de glicose para dentro das células desses tecidos ocorre quando a insulina se liga no seu receptor na superfície da célula. Ao se ligar ao receptor, uma cascata de sinalização intracelular é ativada e a resposta é um aumento do deslocamento dos transportadores de glicose GLUT-4 do interior da célula para a sua superfície. Uma vez na superfície, o GLUT-4 transporta a glicose do sangue para o interior da célula (Figura 2.6). Figura 2.6 – Mecanismo de translocação de GLUT-4 para membrana plasmática das células. A insulina se liga ao seu receptor (IRS) e sinaliza uma cascata de sinalizações intracelulares, ocasionando a translocação do GLUT-4 para membrana plasmática. Uma vez na membrana plasmática, o GLUT-4 pode captar a glicose da circulação e a direcionar para dentro da célula, diminuindo a glicemia. Fonte: Thorn et al., 2013. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 36 Após entrar nas células, a glicose sofre a ação da enzima hexoquinase. A hexoquinase é responsável por adicionar um grupo fosfato a molécula de glicose, formando glicose-6-fosfato. Esse processo é indispensável para que a molécula de glicose permaneça dentro da célula, uma vez que a maioria das células não apresentam transportadores para açúcares fosforilados na membrana plasmática. Portanto, após ser captada pelas células e fosforilada pela hexoquinase, a glicose-6-fosfato pode ser utilizada como fonte de energia, pode ser armazenada na forma de glicogênio, principalmente no fígado e no músculo esquelético, ou pode ser utilizada para síntese de gordura (o destino irá depender das necessidades do organismo naquele momento). Nesse sentido, a insulina favorece a translocação do GLUT-4 para a membrana plasmática, o qual capta a glicose da circulação e a direciona a tecidos sensíveis a ela (músculo e tecido adiposo). Logo, em indivíduos sensíveis à insulina, a utilização de carboidratos (glicose) como fonte energia se torna mais eficiente, em conjunto com um aumento na síntese de glicogênio muscular. Sabe-se que o carboidrato é o principal macronutriente a ser utilizado como fonte de energia em exercícios de alta intensidade e depleção dos estoques de glicogênio muscular pode ser uma das causas de fadiga periférica durante o exercício. Portanto, uma boa sensibilidade à insulinaapresenta diversos benefícios metabólicos, estéticos e performáticos. Além disso, a insulina inibe a lipólise. Embora muitas pessoas considerem esse fato indesejável, ele se torna um problema apenas em pessoas resistentes à insulina e não em pessoas sensíveis à insulina. Quando um indivíduo é sensível à insulina, há uma melhor flexibilidade metabólica, ou seja, os níveis elevados de insulina (após uma refeição) fazem com que o corpo queime carboidratos com eficiência (devido a maior captação de glicose pelas células) e quando os níveis de insulina estão reduzidos (jejum), há uma maior eficiência do corpo em queimar as gorduras estocadas no tecido adiposo. Portanto, a sensibilidade a insulina faz com que o corpo mude o substrato energético, de carboidrato no estado alimentado para gordura no estado de jejum, com eficiência. Na resistência à insulina, essa mudança de substrato energético não Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 37 é realizada de forma eficiente, logo, o corpo apresenta dificuldade para queimar a gordura corporal no jejum e para utilizar o carboidrato ingerido como fonte de energia. Uma forma prática de detectar sinais para saber se você é sensível ou resistente à insulina é observar sua resposta a uma elevada ingestão de carboidratos. Um indivíduo sensível à insulina se sente com músculos cheios e bombeados após uma refeição rica em carboidratos, com níveis de energia estáveis. Além disso, indivíduos sensíveis à insulina apresentam percentual de gordura estável ou baixo (a depender da quantidade calórica) seguindo dietas altas em carboidratos. O indivíduo mais resistente à insulina se sente inchado, retido, pode ficar sonolento e com fome após uma refeição rica em carboidratos, e seu percentual de gordura tende a se elevar facilmente quando aumenta a ingestão de carboidratos na dieta. 2.10 FLEXIBILIDADE METABÓLICA Conforme mencionado acima, uma boa sensibilidade à insulina está associada a uma boa flexibilidade metabólica. Quando o indivíduo é sensível à insulina, a captação de glicose pelas células ocorre de forma rápida e eficiente. Após a glicose ser captada pelas células, seus níveis plasmáticos reduzem, em conjunto com uma diminuição dos níveis de insulina (para que liberar mais insulina se a glicose já foi captada?). Considerando que a insulina inibe a queima de gordura, uma diminuição nos seus valores permite com que o corpo utilize as gorduras estocadas no tecido adiposo como fonte de energia no período de jejum. Portanto, um indivíduo com boa flexibilidade metabólica consegue oxidar rapidamente o carboidrato ingerido e pouco tempo depois oxidar a gordura estocada no tecido adiposo. Pessoas com resistência à insulina apresentam menor flexibilidade metabólica, pois a insulina não consegue sinalizar eficientemente a captação de glicose pelas células. Essa menor sinalização resulta em aumento nos níveis plasmáticos de glicose e de insulina (a insulina continua sendo liberada pois o corpo pensa “secretei insulina e a glicemia continua elevada? Vou secretar mais”). Portanto, um indivíduo com inflexibilidade metabólica apresenta dificuldade em oxidar o carboidrato ingerido e a gordura estocado no tecido Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 38 adiposo, pois a insulina elevada inibe a utilização de gordura como fonte de energia. A Figura 2.7 ilustra as adaptações que ocorrem em alguém que apresenta uma boa flexibilidade metabólica. Figura 2.7 - Flexibilidade metabólica. Durante o sono, o músculo esquelético aumenta a oxidação de gorduras e diminui a oxidação de glicose, e sob condições pós-absortivas, aumenta a oxidação de carboidratos, em conjunto com aumento dos estoques de glicogênio, e diminui a oxidação de gorduras. O tecido adiposo, durante o sono, aumenta a lipólise e diminui os estoques de gordura, e após uma refeição, diminui lipólise e aumenta os estoques de gordura. Durante o exercício, o musculo aumenta a oxidação de carboidratos e de gordura como fonte de energia e o tecido adiposo aumenta a taxa de lipólise. Fonte: Goodpaster; Sparks, 2017. A flexibilidade metabólica pode ser melhorada com exercício e com restrição calórica. Entretanto, existe um componente genético que mostra grande variabilidade na sensibilidade à insulina e na flexibilidade metabólica entre diferentes indivíduos. Indivíduos com maior flexibilidade metabólica oxidam Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 39 gordura com mais facilidade e são mais resistentes ao ganho de gordura quando estão em superávit calórico. REFERÊNCIAS ASTRUP, A.; HJORTH, M. Low-Fat or Low Carb for Weight Loss? It Depends on Your Glucose Metabolism. EBioMedicine. Aug; 22:20-21, 2017. Barrett, Kim E. Fisiologia Gastrointestinal-2. Artmed Editora, 2015. CORNIER, Marc‐Andre et al. Insulin sensitivity determines the effectiveness of dietary macronutrient composition on weight loss in obese women. Obesity research, v. 13, n. 4, p. 703-709, 2005. FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada-7. Artmed Editora, 2018. GARDNER, Christopher D. et al. Effect of low-fat vs low-carbohydrate diet on 12- month weight loss in overweight adults and the association with genotype pattern or insulin secretion: the DIETFITS randomized clinical trial. Jama, v. 319, n. 7, p. 667-679, 2018. GOODPASTER, Bret H.; SPARKS, Lauren M. Metabolic flexibility in health and disease. Cell metabolism, v. 25, n. 5, p. 1027-1036, 2017. HALL, K. D. A review of the carbohydrate–insulin model of obesity. European journal of clinical nutrition, v. 71, n. 3, p. 323-326, 2017. HALL, K. et al. Calorie for calorie, dietary fat restriction results in more body fat loss than carbohydrate restriction in people with obesity. Cell Metab. Sep 1; 22(3): 427–436, 2015. HALL, Kevin D. et al. Effect of a plant-based, low-fat diet versus an animal-based, ketogenic diet on ad libitum energy intake. Nature Medicine, v. 27, n. 2, p. 344- 353, 2021. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 40 HOLT, S. H.; MILLER, J. C.; PETOCZ, Peter. An insulin index of foods: the insulin demand generated by 1000-kJ portions of common foods. The American journal of clinical nutrition, v. 66, n. 5, p. 1264-1276, 1997. MCCLAIN, Arianna D. et al. Adherence to a low‐fat vs. low‐carbohydrate diet differs by insulin resistance status. Diabetes, Obesity and Metabolism, v. 15, n. 1, p. 87-90, 2013. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. SACKS, Frank M. et al. Comparison of weight-loss diets with different compositions of fat, protein, and carbohydrates. New England Journal of Medicine, v. 360, n. 9, p. 859-873, 2009. SACKS, Frank M. et al. Effects of high vs low glycemic index of dietary carbohydrate on cardiovascular disease risk factors and insulin sensitivity: the OmniCarb randomized clinical trial. Jama, v. 312, n. 23, p. 2531-2541, 2014. SALEHI, A. et al. The insulinogenic effect of whey protein is partially mediated by a direct effect of amino acids and GIP on β-cells. Nutr Metab (Lond). 2012 May 30;9(1):48. WAN, Yi et al. Effects of macronutrient distribution on weight and related cardiometabolic profile in healthy non-obese Chinese: a 6-month, randomized controlled-feeding trial. EBioMedicine, v. 22, p. 200-207, 2017. WATFORD, Malcolm. Starvation: metabolic changes. eLS, p. 1-7, 2015. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 41 3 LIPÍDEOS Os lipídeos constituem um conjunto heterogêneo de substâncias orgânicas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (clorofórmio, éter, acetona). São moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio, mas também podem conter fósforo, nitrogênioe enxofre. O grupo dos lipídeos é representado principalmente pelos triacilgliceróis, pelos fosfolipídeos e pelo colesterol. Os lipídeos constituem cerca de 34% das calorias da dieta dos seres humanos e estão presentes na dieta na forma de óleos (líquidos) e gorduras (sólidos), sendo que cada grama contém cerca de 9 kcal. Os lipídeos têm diversas funções no organismo. Os triacilgliceróis são uma importante reserva de energia para nosso corpo, sendo armazenados nas células de gordura (adipócitos) e também são a principal fonte de lipídio da dieta humana (cerca de 90%). Os fosfolipídeos são os principais constituintes das membranas celulares. O colesterol é um lipídio que também faz parte da membrana das células, sendo responsável pela fluidez da membrana. Ele também é um precursor da vitamina D e dos hormônios esteroides (testosterona, estrogênio, cortisol), além de ser constituinte da bile. Neste capítulo, será abordado o metabolismo de lipídeos e sua relação com o ganho e a perda de peso, portanto, iremos nos concentrar no metabolismo dos triacilgliceróis, que são os lipídeos que funcionam como reservas energéticas do nosso organismo. Os triacilgliceróis correspondem aos lipídeos que se encontram em maior proporção nos alimentos (~90-95%). Os triglicerídeos são formados por três Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 42 moléculas de ácidos graxos ligadas a uma molécula de glicerol, conforme mostrado na Figura 3.1. Figura 3.1 – O triglicerídeo é uma molécula formada por um glicerol ligado a três ácido graxos, sendo a forma em que a gordura é armazenada nas células de gordura (adipócitos). Os ácidos graxos são importantes combustíveis energéticos, fornecendo a maioria das calorias provenientes das gorduras alimentares. Eles são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas. Em outras palavras, apresentam uma grande cadeia de carbonos ligados a átomos de hidrogênio (cadeia hidrocarbonada), sendo que uma de suas extremidades apresenta um grupo carboxila (COOH), por esse motivo recebe o nome de ácido, e a outra extremidade apresenta um grupo metil (CH3). A cadeia carbônica, ou hidrocarbonada, pode apresentar ligações duplas ou simples entre os átomos de carbono e esse fato os classifica como ácido graxos saturados (apenas ligações simples) e ácidos graxos insaturados (uma ou mais ligações duplas entre os carbonos). Dentre os ácidos graxos insaturados, tem-se os ácidos graxos monoinsaturados e os poli-insaturados, sendo que o primeiro apresenta apenas uma ligação dupla e o segundo, duas ou mais. Na sequência iremos estudar o metabolismo dos triglicerídeos, bem como ocorre o processo de emagrecimento e ganho de gordura corporal. 3.1 DIGESTÃO DOS LIPÍDEOS A digestão dos lipídeos começa na boca, com os processos de mastigação e salivação. A digestão dos triacilgliceróis de cadeia curta e média Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 43 começa com a ação da lipase lingual, que continua sua atividade no estômago em conjunto com a ação da lipase gástrica. As lipases “ácidas” (lingual e gástrica) são estáveis no pH ácido do estômago (pH ~ 2) e são importantes principalmente para neonatos, já que o leite materno é rico em ácidos graxos de cadeia curta e média. A maior parte da digestão dos lipídeos acontece no intestino delgado, onde 70% dos triacilgliceróis são digeridos por meio da ação da lipase pancreática e dos sais biliares. No duodeno (primeira porção do intestino delgado) ocorre liberação do hormônio colecistocinina (CCK), que estimula a secreção de sais biliares pela vesícula biliar e a secreção da lipase pancreática pelo pâncreas. A secretina é outro hormônio liberado no duodeno e atua estimulando a secreção de bicarbonato pelo pâncreas, tornando o ambiente mais alcalino (pH ~ 8), permitindo a atividade das enzimas pancreáticas. Para que ocorra ação da lipase pancreática sobre os lipídeos, é necessária a emulsificação desses pelos sais biliares. A emulsificação aumenta a área da superfície das gotículas de lipídeos hidrofóbicos, facilitando a ação da lipase pancreática. O resultado desse processo é a degradação de triacilgliceróis em ácidos graxos livres e monoacilglicerol. A maior parte do colesterol na dieta está na forma livre. Os ésteres de colesterol são hidrolisados pela enzima colesterol esterase (hidrolase dos ésteres de colesterol), e os fosfolipídeos são digeridos pelas fosfolipases. Os ácidos graxos livres, os monoacilgliceróis e o colesterol são os principais produtos da digestão dos lipídeos e são absorvidos no jejuno (segunda porção do intestino delgado) em conjunto com as vitaminas lipossolúveis A, D, E e K. Os sais biliares são absorvidos no íleo (última porção do intestino delgado). No interior dos enterócitos (células do intestino), os ácidos graxos são reesterificados com os monoacilgliceróis, formando novamente triacilgliceróis. Em conjunto com o colesterol, as vitaminas lipossolúveis e os fosfolipídeos, os triacilgliceróis formam os quilomícrons, que são lipoproteínas que transportam os lipídeos da dieta para os tecidos (principalmente tecido adiposo) através dos vasos linfáticos. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 44 Os triacilgliceróis de cadeia curta e média (TCM) são absorvidos diretamente pelo intestino e transportados pela albumina até o fígado através da veia porta, sendo absorvidos mais rapidamente que os trialcigliceróis de cadeia longa (TCL). Figura 3.2 – Digestão dos lipídeos dietéticos. 3.2 LIPOGÊNESE DE NOVO E GANHO DE GORDURA Estudamos no tópico anterior como que os lipídeos são digeridos e absorvidos pelo corpo e agora iremos compreender como e quais são os passos necessários para que ocorra a sua síntese. Primeiramente, precisamos deixar claro que há duas formas principais em que os lipídeos são sintetizados. Primeiro, após uma refeição contendo lipídeos, os triglicerídeos contidos nos alimentos são depositados no tecido adiposo para armazenamento. Segundo, os triglicerídeos podem ser sintetizados endogenamente pelo fígado a partir do excesso de carboidratos e de proteínas, conforme será explicado. Nesse sentido, é comum observarmos afirmações acerca de carboidratos e ganho de gordura corporal. De fato, o excesso de carboidratos pode ser Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 45 convertido em gordura, todavia, não é um processo simplista e automático, são necessárias algumas condições para que tal fato ocorra. A principal condição é o excesso de energia. Lembre-se, seu corpo é esperto! Se você ofertar uma grande quantidade de carboidratos e essa quantidade já tiver sido utilizada pelo seu organismo para geração de energia e para o reestabelecimento dos estoques de glicogênio, qual a razão de continuar oxidando-a? Pois é, não há razão e por conta disso seu corpo irá transformá-la em gordura (triglicerídeos) para armazenamento no tecido adiposo. Esse processo é chamado de lipogênese de novo e ocorre principalmente no fígado. Agora iremos entender em detalhes como ele ocorre. Sabe-se que o produto da glicólise são duas moléculas de piruvato. O piruvato entra na mitocôndria, onde é convertido em Acetil-CoA pelo complexo da piruvato desidrogenase (conjunto de três enzimas) e em oxalacetato pela enzima piruvato carboxilase. A união de Acetil-CoA com oxalacetato resulta na formação da molécula de citrato. Entretanto, quando há excesso de energia (ATP), a enzima isocitrato-desidrogenase é inibida, resultando em um acúmulo de citrato e isocitrato na mitocôndria. O citrato é direcionado ao citosol da célula, onde é convertido novamente em Acetil-CoA e em oxalacetato pela enzima citrato liase (essa rota é necessária porque o Acetil-CoA não pode atravessar diretamente a membrana mitocondrial). Dessa forma, o oxalacetato é convertidonovamente em piruvato, processo realizado pela enzima málica, resultando na formação de NADPH. Calma, já vamos entender onde que o NADPH irá entrar no processo de lipogênese de novo. O Acetil-CoA será transformado em malonil- CoA pela ação da enzima acetil-CoA carboxilase. O malonil-CoA irá sofrer uma série de reações pela enzima ácido graxo sintase até resultar na molécula de ácido palmítico, um ácido graxo saturado de 16 carbonos. Entretanto, para que esse processo ocorra, é necessário que haja disponibilidade de NADPH, que é fornecido principalmente pela via das pentoses fosfato (glicose-6-fosfato é o substrato da via) e pela conversão de oxalacetato em piruvato, sendo o primeiro o maior contribuinte. Em seguida, o ácido palmítico pode ser convertido em triglicerídeo e para que essa reação ocorra é necessário a incorporação da molécula de glicerol-3-fosfato. O glicerol-3-fosfato pode ser fornecido tanto pela glicose quanto pela hidrólise dos triglicerídeos advindos da alimentação (a Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 46 própria molécula de glicerol pode formar glicerol-3-fosfato). Dessa forma, após a molécula de glicerol-3-fosfato ser unida a três moléculas de ácidos graxos, tem- se a formação da molécula de triglicerídeo, que é transportada do sangue aos tecidos, particularmente tecido adiposo, pela lipoproteína VLDL. Nesse sentido, imagine que você ingeriu uma grande quantidade de carboidratos e seu corpo já o utilizou para síntese de glicogênio e para geração de energia, logo, o excedente será utilizado para síntese de ácidos graxos (lipogênese de novo). Esse processo é regulado por duas enzimas principais, a acetil-Coa-carboxilase (ACC) e a ácido graxo-sintase (AGS). Na primeira etapa, a enzima ACC converte o acetil-Coa, formado por 2 carbonos, em malonil-Coa, um composto formado por 3 átomos de carbono. O malonil-Coa, por sua vez, é o principal substrato utilizado para sintetizar ácidos graxos pela ação da enzima AGS, que por meio de diversas reações forma o ácido palmítico, um ácido graxo saturado com 16 átomos de carbono. Em seguida, o glicerol-3-fosfato, fornecido pela glicose ou pela quebra dos triglicerídeos da dieta, une-se ao ácido palmítico, formando o triglicerídeo. Além disso, a partir da formação do ácido palmítico é possível formar outros ácidos graxos de cadeia mais longa, incluindo ácidos graxos monoinsaturados, como o ácido oleico (ômega 9). No entanto, ácidos graxos poli-insaturados (ômega 3 e 6) não podem ser sintetizados pelo nosso organismo, pois não possuímos enzimas capazes de inserir ligações duplas a partir do carbono 10. Os triacilgliceróis transportados pelas VLDL sofrem ação da enzima lipase lipoproteica, responsável por quebrá-los em ácidos graxos e glicerol, sendo reesterificados no tecido adiposo para armazenamento. Lembrem que os ácidos graxos obtidos pela alimentação são transportados por outro tipo de lipoproteína, os quilomícrons. A lipogênese de novo, embora menos favorecida, também pode ocorrer por meio do excesso de proteínas, e embora os carboidratos e proteínas possam ser utilizados para síntese de ácidos graxos e triacilgliceróis, o acúmulo de gordura não ocorre diretamente por um aumento da lipogênese, e sim pelo efeito poupador de gordura dos carboidratos. Dessa forma, com o aumento do Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 47 consumo de carboidratos na dieta, ocorre também um aumento da oxidação de glicose pelo organismo. O aumento dos níveis de glicose e insulina favorece a oxidação de glicose e inibe a lipólise e a oxidação de gordura, ou seja, um maior consumo de carboidratos diminui a mobilização e oxidação de gordura, favorecendo seu armazenamento no tecido adiposo, uma vez que a gordura consumida é direcionada para os adipócitos. Figura 3.3 – Lipogênese de novo. O excesso de carboidratos da dieta gera uma grande quantidade de acetil-CoA, sendo parte usado como fonte de energia e o excedente usado para a síntese de ácidos graxos. A enzima ACC converte o acetil-CoA em malonil- CoA. O malonil-CoA, por sua vez, é o principal substrato utilizado para sintetizar ácidos graxos pela enzima AGS, formando ácido palmítico (ácido graxo saturado). Dessa forma, os ácidos graxos sintetizados no fígado se ligam a molécula de glicerol (glicerol- 3-fosfato), que pode ser formado a partir da glicose, da quebra de triglicerídeos do tecido adiposo ou pela alimentação. Os triglicerídeos sintetizados (3 ácidos graxos + glicerol) são transportados até o tecido adiposo, principalmente, por lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL). As VLDL sofrem ação da enzima lipase lipoproteica (LL), estimulada pela insulina, localizada na parede dos capilares. A lipase lipoproteica quebra os triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol, sendo reesterificados nos adipócitos e armazenados como triacilgliceróis. A insulina, ainda, inibe a enzima lipase hormônio sensível (LHS), responsável por hidrolisar os triglicerídeos armazenados no tecido adiposo em ácidos graxos e glicerol, evitando que a quebra ocorra concomitantemente a síntese. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 48 3.3 LIPÓLISE E OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS Estudamos no tópico anterior como que o excesso de energia advindo, principalmente, dos carboidratos pode ser convertido em gordura. Neste tópico será explicado o oposto, ou seja, como que a gordura armazenada é eliminada do organismo. Primeiramente, precisamos entender em quais situações e por quais motivos os estoques de gorduras são mobilizados. Conforme já visto, as gorduras corporais são armazenadas principalmente nos adipócitos na forma de triglicerídeos (3 ácidos graxos + 1 glicerol). Os ácidos graxos são os principais combustíveis energéticos em períodos de jejum para o músculo cardíaco, o músculo esquelético e para o fígado (o fígado os converte em corpos cetônicos, os quais servem de combustíveis energéticos para outros tecidos). Dessa forma, a quebra dos triglicerídeos, estocados no tecido adiposo, objetiva fornecer energia nos períodos de jejum. Por exemplo, imagine que você esteja a 24h sem se alimentar e seus estoques de glicogênio hepático foram esgotados. Seu corpo precisará mobilizar os estoques de gordura a fim de obter energia a partir dos ácidos graxos e sintetizar glicose a partir do glicerol. Nesse sentido, os triglicerídeos armazenados nos adipócitos são mobilizados somente após hormônios específicos (cortisol, glucagon, adrenalina, GH) sinalizarem a necessidade de energia. A adrenalina e o glucagon, por exemplo, são secretados quando os níveis de glicose estão baixos ou ao longo de atividades físicas intensas. Esses hormônios estimulam uma enzima chamada de adenilil-ciclase na membrana plasmática dos adipócitos, que produz, intracelularmente, o AMP cíclico (AMPc). Esse último, por sua vez, ativa a proteína-cinase dependente de AMPc, a PKA, permitindo a ativação da enzima lipase hormônio sensível (HSL), responsável por hidrolisar (quebrar) os triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol (Figura 3.4). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 49 Figura 3.4 - Mobilização dos triacilgliceróis armazenados no tecido adiposo. Quando os níveis de glicose reduzem, há aumento na secreção de glucagon. O glucagon se liga no seu receptor presenta na membrana plasmática dos adipócitos e estimula a enzima adenilato-ciclase, produzindo intracelularmente, o AMP cíclico (cAMP). O cAMP ativa PKA, que ativa a enzima lipase hormônio sensível (HSL). A HSL permite a hidrólise dos triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol. Os ácidos graxos são transportados no sangue pela albumina e podem ser utilizados como fonte de energia em outros tecidos e o glicerol pode ser utilizado para síntese de glicose (NELSON, 2018). Após a hidrólise, os ácidos graxos são transportadosdo tecido adiposo ao sangue pela proteína albumina e do sangue aos tecidos (lembrem que os ácidos graxos são insolúveis, logo, não podem circular livremente pela circulação). Ao chegarem nos tecidos (exceto cérebro e eritrócitos), os ácidos graxos são oxidados na mitocôndria das células para geração de energia. O glicerol, por outro lado, é transportado ao fígado para sofrer a ação da enzima glicerol-cinase, formando glicerol-3-fosfato, que poderá ser transformado em glicose (gliconeogênese), oxidado para geração de energia ou reesterificado com os ácidos graxos para formar novamente triglicerídeo. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 50 Esse processo de quebra das moléculas de triacilgliceróis estocadas no tecido adiposo pela enzima HSL é chamado de lipólise. Há diversos suplementos termogênicos que promovem maior lipólise, entretanto, sabe-se que seus efeitos no emagrecimento são praticamente nulos, uma vez que além de aumentarem o gasto calórico de maneira irrisória, a lipólise isoladamente não garante maior oxidação, ou seja, os ácidos graxos que foram mobilizados podem retornar ao tecido adiposo para serem convertidos novamente em triglicerídeos e estocados. Dessa forma, para que ocorra de fato a sua eliminação, os ácidos graxos precisam entrar na mitocôndria das células a fim de serem oxidados no ciclo de Krebs e subsequentemente na cadeia respiratória. Logo, os termogênicos não promovem maior oxidação e sim maior lipólise, processo que a depender do indivíduo, pode ser até mesmo prejudicial, como por exemplo, em pacientes obesos, uma vez que eles já apresentam uma alta taxa de lipólise. Agora vamos entender em maiores detalhes quais são os passos necessários para que o ácido graxo seja mobilizado (lipólise) e oxidado. 3.3.1 LIPÓLISE Conforme mencionado, os triglicerídeos são mobilizados do tecido adiposo após hormônios específicos sinalizarem a necessidade de energia, gerando ácidos graxos e glicerol. Os ácidos graxos são transportados no sangue pela albumina, que os leva até os tecidos que possuem mitocôndria, pois os ácidos graxos só podem ser oxidados no interior das mitocôndrias (ao contrário da glicose, que pode ser oxidada no citoplasma da célula pela glicólise anaeróbica). Considerando que os eritrócitos não possuem mitocôndria, eles dependem unicamente de glicose e são incapazes de utilizar ácidos graxos. Dessa forma, após os ácidos graxos chegarem aos tecidos, eles são direcionados para o interior das mitocôndrias, pois as enzimas necessárias para oxidá-los estão localizadas na matriz mitocondrial. Conforme mostrado na Figura 3.5, a mitocôndria apresenta duas membranas, a interna e a externa. Portanto, os ácidos graxos precisam atravessar ambas para serem oxidados na matriz. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 51 Figura 3.5 – Mitocôndria. Nesse sentido, para que os ácidos graxos sejam direcionados ao interior das mitocôndrias, alguns passos são necessários. Os ácidos graxos com 12 carbonos ou menos entram diretamente na mitocôndria, ou seja, não precisam da ajuda de transportadores de membrana. Entretanto, os com 14 carbonos ou mais, que constituem a maioria dos ácidos graxos obtidos pela alimentação ou liberados pelo tecido adiposo, não conseguem atravessar diretamente a membrana e precisam da ajuda de transportadores (carnitina). Todavia, há passos que devem ser realizados para que esses transportadores reconheçam os ácidos graxos (imagine que você irá visitar algum parente no hospital e precisa do crachá de identificação para entrar). Primeiramente, o ácido graxo precisa se ligar a uma molécula de CoA para produzir o acil-CoA graxo, reação catalisada pela enzima acil-CoA graxo- sintetase que ocorre no citosol das células. A molécula de acil-CoA graxo, agora, pode ser reconhecida pela carnitina e ser transportada para dentro da mitocôndria. Nesse sentido, a carnitina, encontrada na membrana externa da mitocôndria, irá se ligar ao ácido graxo e formar o acil-carnitina. Essa reação é realizada pela enzima carnitina-acil-transferase I (CPT1), na membrana externa, e ocorre apenas depois do grupo CoA ser retirado no ácido graxo (sim, o grupo CoA é adicionado ao ácido graxo apenas para poder ser reconhecido pela carnitina, sendo eliminado e reciclado para o próximo ácido graxo que participar da reação). Dessa forma, a carnitina, juntamente com o ácido graxo, é direcionada a matriz mitocondrial. Uma vez na matriz, a enzima carnitina-acil- Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 52 transferase 2 (CPT2) irá separar o ácido graxo da carnitina. A carnitina retorna a membrana externa para buscar outro ácido graxo e o ácido graxo gerado na matriz é unido a uma outra molécula de CoA, formando novamente o acil-CoA graxo, que estará pronto para sofrer o processo de β-oxidação e produzir ATP, conforme será explicado na sequência (Figura 3.6). Portanto, a lipólise trata-se da hidrólise (quebra) dos triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol pela enzima lipase hormônio sensível (LHS). Os ácidos graxos são transportados no sangue pela albumina, chegando aos tecidos. Nos tecidos, eles são oxidados para geração de energia ou são utilizados para produção de corpos cetônicos (fígado). A HSL apresenta sua atividade inibida pela insulina e estimulada pelos hormônios contrarreguladores da insulina (glucagon, GH, cortisol e adrenalina). Logo, após uma refeição contendo principalmente carboidratos, os níveis de insulina estão elevados, impedindo a lipólise. Por fim, o glicerol irá tomar outro destino, diferente do ácido graxo, sendo transportado ao sangue e do sangue ao fígado. Uma vez no fígado, ele será transformado em glicerol-3-fosfato pela enzima glicerol-cinase (enzima presente no fígado e no rim), que por sua vez poderá ser transformado em di- hidroxiacetona-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato. Essas duas últimas moléculas são intermediários da via glicolítica, logo, podem tomar dois destinos: 1) oxidação pela glicólise; 2) formação de glicose (gliconeogênese). Além disso, o glicerol-3-fostato pode ser reesterificado com o ácido graxo, formando novamente triglicerídeos. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 53 Figura 3.6 – Lipólise. TG (triglicerídeo); AG (ácido graxo); LHS: lipase hormônio sensível. O glucagon, por exemplo, se liga ao seu receptor na membrana plasmática das células adiposas e ativa a enzima adenilil-ciclase, que produz cAMP. Esse último ativa a PKA, responsável por ativar HSL e, consequentemente, hidrolisar os triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol. O ácido graxo é transportado ao sangue pela albumina, que os entrega aos tecidos. Chegando ao tecido muscular, por exemplo, o ácido graxo é transformado na molécula de acil-CoA graxo a fim de ser reconhecida pela carnitina, seu transportador. Dessa forma, após o acil-CoA graxo perder seu grupamento CoA, ele é unido a molécula de carnitina, formando a acil-carnitina e sendo transportado a matriz mitocondrial. Uma vez na matriz, a carnitina retorna a membrana mitocondrial externa para buscar o próximo ácido graxo e o ácido graxo gerado na matriz é unido a uma outra molécula de CoA, gerando novamente o acil-CoA graxo, que estará pronto para sofrer o processo de β-oxidação e gerar ATP. O glicerol, por outro lado, é direcionado ao fígado para sofrer a ação da enzima glicerol-cinase, gerando glicerol-3- fosfato, que pode ser oxidado na glicólise (energia), participar da gliconeogênese ou formar novamente triglicerídeo. 3.3.2 OXIDAÇÃO Conforme já estudado, a maioria dos ácidos graxos precisam de transportadores para entrarem na mitocôndria. Nesse sentido, após entrarem na matriz mitocondrial, os ácidos graxos sofrerão o processo de ß oxidação, que é a eliminação dos ácidos graxos pelo organismo na forma de CO2.A ß oxidação compreende três etapas. Para entender esses passos, precisamos, primeiramente, relembrar que o ácido graxo apresenta vários átomos de carbono Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 54 em sua composição e, dessa forma, eles precisam ser hidrolisados antes de serem oxidados no ciclo de Krebs e na cadeia respiratória. O ácido palmítico, por exemplo, é um ácido graxo saturado de cadeia longa (16 carbonos) e para que seja oxidado necessita passar pelas 3 reações explicadas a seguir. Primeiro, considerando que o ácido graxo é uma molécula grande e não pode ser oxidado diretamente, torna-se necessário transformá-lo em várias moléculas menores. Nesse sentido, há quatro enzimas presentes na matriz mitocondrial que irão realizar remoções gradativas de fragmentos de dois carbonos dos ácidos graxos a fim de formarem o acetil-CoA. Dessa forma, oito moléculas de acetil-CoA são formadas após a hidrólise do ácido palmítico (16/2 = 8). Lembrem que o acetil-CoA apresenta 2 átomos carbonos em sua estrutura e é o produto de todos os macronutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos), uma vez que inicia o ciclo de Krebs. Em seguida, na segunda etapa, o acetil-CoA é oxidado no ciclo de Krebs e resulta na formação de ATP, CO2, NADH e FADH2, sendo que os dois últimos doam seus elétrons para a cadeia respiratória, produzindo ATP e água, completando a terceira etapa da ß oxidação. Portanto, os lipídeos são eliminados do nosso organismo após sofrerem o processo completo de ß oxidação, resultando na produção de CO2, que será eliminado pelos pulmões, ATP (energia) e água (Figura 3.7). Vamos exemplificar e resumir o que foi recém foi explicado. Supondo que você esteja a 24h sem se alimentar e seu corpo necessite mobilizar as gorduras estocadas no tecido adiposo para geração de energia. Nesse sentido, hormônios específicos irão sinalizar a necessidade de energia e ativar a enzima HSL, responsável por hidrolisar os triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol. Os ácidos graxos, então, são transportados aos tecidos para sofrerem o processo de ß oxidação (queima da gordura), que ocorre na mitocôndria. Dessa forma, após entrarem nas células, os ácidos graxos são convertidos no citosol em acil- CoA graxo e para entrar no interior da mitocôndria (matriz), o acil-CoA precisa ser transportado pela carnitina. Uma vez na matriz, o ácido graxo sofre o processo de ß-oxidação, que é a remoção gradativa de fragmentos de dois carbonos, produzindo acetil-CoA. O acetil-CoA é um intermediário comum do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas, ou seja, todas essas macromoléculas precisam ser degradadas até acetil-CoA para serem oxidadas Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 55 no ciclo de Krebs a fim de produzirem ATP, CO2, NADH e FADH2. As moléculas NADH e FADH2 são coenzimas responsáveis por carregar os elétrons gerados na oxidação para a cadeia respiratória, produzindo ATP e água. O glicerol, por outro lado, é transportado ao fígado para formar glicerol-3-fosfato, o qual pode ser convertido em glicose, energia ou novamente em triglicerídeos. Figura 3.7 – Oxidação de ácidos graxos. Todos os três passos ocorrem na matriz mitocondrial. Os processos descritos ocorrem na seguinte ordem: LIPÓLISE → β-OXIDAÇÃO → CICLO DE KREBS → CADEIA RESPIRATÓRIA 3.4 FORMAÇÃO DE CORPOS CETÔNICOS E DIETA CETOGÊNICA Você certamente já ouviu falar sobre corpos cetônicos ou dieta cetogênica, visto que muitas pessoas a utilizam visando, principalmente, potencializar seus resultados ao longo do processo de emagrecimento. Nesse sentido, este tópico irá explicar quando e como ocorre a produção de corpos cetônicos pelo organismo e se, de fato, a dieta cetônica apresenta vantagens sobre o emagrecimento. Conforme já estudado neste capítulo, o acetil-CoA formado durante a oxidação dos ácidos graxos é direcionado ao ciclo de Krebs e subsequentemente a cadeia respiratória. Entretanto, há outro destino que o acetil-CoA pode tomar, que é sua conversão a corpos cetônicos no interior dos hepatócitos. Os corpos Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 56 cetônicos são representados por três compostos, acetona, acetoacetato e β- hidroxibutirato, o primeiro é exalado (hálito cetônico) e os dois últimos são transportados pelo sangue para os tecidos extra-hepáticos a fim de gerarem energia. Dessa forma, vamos entender melhor como esse processo ocorre. Quando ficamos muitas horas em jejum, os níveis de insulina reduzem significativamente, juntamente com os estoques de glicogênio hepático. Com isso, a degradação dos triglicerídeos (lipólise) do tecido adiposo aumenta de forma muito expressiva devido a redução da razão insulina/glucagon. Dessa forma, a degradação dos triglicerídeos gera uma grande quantidade de ácidos graxos na corrente sanguínea, os quais são transportados pela albumina até os tecidos que necessitam de energia e na mitocôndria desses tecidos eles sofrem o processo de β-oxidação, produzindo uma grande quantidade de aceti-CoA. No fígado, em particular, ocorre um grande acúmulo de acetil-CoA, pois a quantidade de oxalacetato, necessária para oxidar o acetil-CoA no ciclo de Krebs é insuficiente (o ciclo de Krebs somente se inicia após o oxalacetato se unir com o acetil-CoA, formando o citrato. Portanto, é necessário que haja disponibilidade suficiente de oxalacetato para que o ciclo de Krebs ocorra e a insuficiência desse substrato limita o decorrer do processo). Esse fato ocorre porque durante o jejum o oxalacetato, oriundo do metabolismo de aminoácidos, é direcionado para a gliconeogênese (os aminoácidos podem gerar oxalacetato após perderem seu grupamento α-amina). O oxaloacetato é produzido tanto pelo metabolismo de carboidratos quanto pelo metabolismo de proteínas. Com a redução dos carboidratos da dieta, a quantidade de oxaloacetato fica limitada, pois a maior parte é direcionada para a gliconeogênese. A limitação da disponibilidade de oxaloacetato gera um acúmulo de acetil-CoA, que não pode ser oxidado no ciclo de Krebs. Dessa forma, as moléculas de acetil-CoA se condensam, dando origem aos corpos cetônicos. Esse processo é conhecido como cetogênese e ocorre da seguinte forma: Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 57 Figura 3.8 – Produção de corpos cetônicos no fígado. A primeira etapa na formação do acetoacetil-CoA é a união de duas moléculas de acetil-CoA. O acetoacetil-CoA é unido a uma outra molécula de acetil-CoA e forma o HMG-CoA, que por sua vez é quebrado acetoacetato e acetil-CoA. O acetoacetato é convertido em acetona e β-hidroxibutirato. Dessa forma, os corpos cetônicos formados no fígado durante o jejum são o acetoacetato, o β-hidroxibutirato e a acetona (Figura 3.8). Os dois primeiros podem ser utilizados como combustível energético pelos tecidos periféricos, principalmente pelo músculo esquelético e cardíaco. A acetona não é metabolizável e é eliminada pela respiração, produzindo um odor característico (hálito cetônico). O cérebro também pode usar os corpos cetônicos como fonte de energia, principalmente durante o jejum prolongado ou em dietas muito restritivas em carboidratos (o encéfalo usa preferencialmente glicose como fonte energética, porém, consegue se adaptar ao uso de acetoacetato e β- hidroxibutirato em condições de jejum prolongado, quando a glicose não está disponível). Percebam que os corpos cetônicos são metabolizados apenas em tecidos extra-hepáticos, esse fato ocorre porque o fígado não apresenta a enzima β-cetoacil-CoA-transferase, necessária para o catabolismo dos corpos cetônicos. Logo, o fígado é apenas um produtor e não um consumidor de corpos cetônicos. A Figura 3.9 ilustra o catabolismo dos corpos cetônicos, reparem que o produto é a molécula de acetil-CoA, que sofreráoxidação no ciclo de Krebs (lembrem que o ciclo de Krebs ocorre na mitocôndria e por esse motivo tecidos sem mitocôndria não são capazes de utilizar corpos cetônicos para geração de energia, como é o caso dos eritrócitos). Figura 3.9 – Oxidação dos corpos cetônicos em tecidos extra-hepáticos. O β- hidroxibutirato é oxidado a acetoacetato. Esse último é convertido em acetoacetil-CoA Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 58 pela enzima β-cetoacil-CoA-transferase, ausente no fígado, gerando duas moléculas de acetil-CoA, que entram no ciclo de Krebs. Dessa forma, os corpos cetônicos são usados como combustíveis energéticos em tecidos extra-hepáticos. Você certamente já ouviu falar que os corpos cetônicos inibem o catabolismo muscular. Esse fato ocorre porque com a grande produção de corpos cetônicos, o cérebro passa a necessitar menos de glicose, diminuindo a gliconeogênese e minimizando a degradação de proteínas musculares. Lembre- se que a função da gliconeogênese é produzir glicose utilizando aminoácidos, glicerol e lactato, quando os estoques de glicogênio são limitados. Figura 3.10 - Formação dos corpos cetônicos com a dieta cetogênica. Com a redução de calorias e de carboidratos na dieta, ocorre aumento da lipólise (degradação do triacilglicerol em 3 ácidos graxos e glicerol) no tecido adiposo (1). O glicerol entra na corrente sanguínea e vai até o fígado participar da gliconeogênese, enquanto os ácidos graxos são transportados pela albumina até a mitocôndria das células que precisam de energia (2). A redução de carboidratos diminui a disponibilidade de oxalacetato, proveniente da degradação da glicose (3) e o oxalacetato gerado pelo catabolismo dos aminoácidos é direcionado a gliconeogênese. Dessa forma, quando a disponibilidade de oxalacetato é baixa (4), o acetil-Coa proveniente da oxidação dos ácidos graxos se acumula na mitocôndria das células hepáticas e dá origem aos corpos cetônicos, processo conhecido como cetogênese (5). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 59 A dieta cetogênica se tornou popular nos anos 70 com a famosa “Dieta do Dr. Atkins”, que tinha a pretensão de ser uma solução simples para o problema da obesidade. No entanto, essa dieta já era conhecida desde os anos 20 pelos seus potenciais efeitos no tratamento da epilepsia. Na dieta cetogênica, os carboidratos são limitados a um consumo mínimo de aproximadamente 50 g por dia, enquanto o consumo de gorduras é elevado. Uma dieta cetogênica padrão tem 60-80% das calorias provenientes de gorduras, 20-30% de calorias de proteínas e apenas 5-10% de calorias provenientes de carboidratos. A dieta cetogênica é muito utilizada em estratégias de emagrecimento, pois muitas pessoas acreditam que ela pode promover uma “vantagem metabólica”, levando a uma maior perda de peso/gordura do que uma dieta hipocalórica com mais carboidratos. No entanto, não existem evidências consistentes que entrar em cetose (dieta cetogênica) seja superior para perda de gordura do que simplesmente seguir uma dieta low carb sem entrar em cetose. Além disso, muitos indivíduos nem chegam a entrar em cetose, devido a um consumo mais elevado de proteínas. 3.4.1 POR QUE A CETOSE NÃO OTIMIZA A PERDA DE GORDURA? Quando o indivíduo fica sem se alimentar (jejum), a cetogênese prolonga a sobrevivência por reduzir a necessidade de glicose pelo organismo, atenuando o catabolismo de proteínas musculares. Se a cetogênese intensificasse a perda de gordura, isso reduziria o tempo de vida do indivíduo já que esgotaria mais rapidamente suas reservas energéticas. Ao invés disso, ela é uma adaptação eficiente do organismo para poupar o catabolismo intenso de proteínas quando o indivíduo fica sem alimento ou sem carboidratos. Se o indivíduo tem muita massa muscular, o organismo não vai se preocupar em poupá-la em dietas muito restritas em carboidratos, já que se gasta mais energia para manter os músculos. Indivíduos com mais gordura corporal, poupam mais massa muscular, pois o aumento da lipólise nesses indivíduos intensifica a liberação de glicerol, que Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 60 pode ser utilizado na gliconeogênese e, consequentemente, diminui o uso de aminoácidos provenientes da quebra de proteína muscular para essa finalidade. A cetogênese é um processo de adaptação ao jejum prolongado e à restrição extrema de carboidratos. A maioria dos tecidos do organismo consegue utilizar carboidratos, gorduras e proteínas como fonte de energia, sendo os dois primeiros os principais combustíveis energéticos. Conforme já estudado, alguns tecidos são dependentes de glicose como fonte de energia (cérebro, hemácias, medula adrenal). O cérebro utiliza cerca de 120 g por dia de glicose, mas no jejum prolongado e na restrição extrema de carboidratos ele pode utilizar corpos cetônicos como principal substrato energético (até 75% da energia do SNC pode ser fornecida pelos corpos cetônicos). Com a restrição de carboidratos, o corpo precisa produzir glicose por conta própria e isso é feito por meio da gliconeogênese, que acontece no fígado e nos rins. Os aminoácidos são provenientes, principalmente, da degradação proteica muscular estimulada pelo cortisol, e o glicerol é proveniente da lipólise do tecido adiposo, mas os aminoácidos (alanina, glutamina) são os principais substratos para a gliconeogênese. Portanto, se a gliconeogênese permanecesse elevada por muitos dias, o catabolismo muscular seria intenso e o indivíduo morreria em poucos dias. O uso de corpos cetônicos como fonte de energia pelo cérebro atenua o catabolismo muscular depois de aproximadamente 3 dias de jejum ou restrição extrema de carboidratos. 3.4.2 CETOGÊNESE ACELERA O METABOLISMO? Durante os três primeiros dias de jejum, o gasto energético pode aumentar devido à redução dos níveis de glicose, o que leva ao aumento da secreção de catecolaminas (adrenalina e noradrenalina). As catecolaminas estimulam a resposta simpática, aumentando a mobilização das reservas de energia. Nos primeiros dias de jejum, as catecolaminas estimulam a quebra de glicogênio muscular e hepático e, também, a lipólise no tecido adiposo. O glicogênio hepático mantém os níveis de glicose no sangue no primeiro dia de jejum, mas esse estoque esgota rapidamente (~ 20 horas). Como o cérebro e as hemácias dependem de glicose como fonte de energia, as Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 61 catecolaminas também estimulam a gliconeogênese hepática (em conjunto com o cortisol, GH e glucagon). Nos primeiros dias de jejum, os aminoácidos provenientes do catabolismo de proteínas musculares são os principais substratos para a produção de glicose hepática, o que leva a um aumento do metabolismo e da perda de nitrogênio na urina (na forma de ureia). Depois do terceiro dia de jejum, o fígado atenua a produção de glicose hepática com um grande aumento da produção de corpos cetônicos a partir dos ácidos graxos, e o glicerol passa a contribuir de forma mais significativa para a gliconeogênese. Consequentemente, ocorre uma redução do catabolismo muscular, da gliconeogênese e, portanto, do gasto energético. O uso de corpos cetônicos pelo cérebro, deslocando a glicose como seu principal combustível, permitiu ao homem sobreviver a longos períodos de fome. Dessa forma, embora o jejum aumente o gasto energético nos primeiros dias quando associado à restrição calórica e à perda de peso, o jejum também vai levar a uma adaptação metabólica, reduzindo o gasto energético, o que torna a perda de peso e gordura cada vez mais lenta. Qualquer estratégia de emagrecimento que prometa acelerar o metabolismo só poderia fazer isso por um período limitado, normalmente nos primeiros dias de dieta. Além disso, um metabolismo lento não costuma sero maior desafio do emagrecimento, e sim o aumento do apetite. 3.5 A GORDURA QUEIMA EM UMA CHAMA DE CARBOIDRATOS? A queima (oxidação) de gordura aumenta com a restrição de carboidratos, mas não necessariamente se perde mais gordura. A clássica afirmação "as gorduras queimam em uma chama de carboidratos" é muito difundida, entretanto, ela não é verídica. O argumento parte do princípio de que a oxidação do acetil-CoA proveniente dos ácidos graxos (gordura) precisa do oxalacetato. O oxalacetato é um intermediário do ciclo de Krebs, conjunto de reações químicas que ocorre na mitocôndria para produzir energia (ATP), e pode ser proveniente da degradação de carboidratos ou proteínas. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 62 De fato, quando a dieta é restrita em carboidratos, a maior parte do oxalacetato será proveniente de aminoácidos (aspartato, asparagina etc.). Como na restrição de carboidratos, o corpo precisa produzir glicose para tecidos que são dependentes de glicose (cérebro e hemácias), boa parte do oxalacetato será desviado para a gliconeogênese (síntese de glicose a partir de aminoácidos no fígado). Por isso se diz que a oxidação de acetil-CoA se torna mais lenta, limitando a velocidade de queima de gordura. No entanto, embora haja limitação de oxalacetato, o corpo converte o excesso de acetil-CoA em corpos cetônicos (no fígado), que podem ser utilizados como fonte de energia pelos tecidos, principalmente pelo cérebro. Ou seja, corpos cetônicos são uma forma de usar gordura como fonte de energia quando se limita à ingestão de carboidratos. Além disso, a oxidação de ácidos graxos continua ocorrendo em outros tecidos, como por exemplo, no tecido muscular esquelético e cardíaco (lembrem que o músculo não apresenta a enzima glicose-6-fosfatase, logo, não é capaz de realizar gliconeogênese e, portanto, o oxalacetato gerado é único ao acetil-coa para iniciar o ciclo de Krebs). Portanto, mesmo que a oxidação de gordura seja maior em dietas mais restritas em carboidratos, a perda de gordura depende da quantidade de gordura ingerida e do balanço energético, já que boa parte da gordura ingerida pela alimentação será direcionada para o tecido adiposo. 3.6 METABOLISMO DOS LIPÍDEOS DA DIETA E EMAGRECIMENTO Em uma dieta hipocalórica, os níveis de insulina estão reduzidos, principalmente pela diminuição dos carboidratos. A redução de calorias e dos níveis de insulina aumenta a lipólise, estimulada principalmente pelo glucagon e pela adrenalina. Além do aumento da lipólise, ocorre diminuição da síntese de ácidos graxos (lipogênese). A redução da razão insulina/glucagon estimula as enzimas responsáveis pela lipólise e oxidação de gorduras, como a lipase hormônio sensível (HSL) e a carnitina palmitoil transferase 1 (CPT-1). Nesse sentido, os ácidos graxos provenientes dos adipócitos são transportados pela albumina até os tecidos que Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 63 precisam de energia, como fígado, coração e músculo esquelético. Após entrar nas células desses tecidos, os ácidos graxos são convertidos no citosol em acil- Coa graxo. Para entrar no interior da mitocôndria, o acil-Coa graxo precisa ser transportado pela carnitina. No interior da mitocôndria, o ácido graxo sofre o processo conhecido como ß oxidação. A oxidação do acetil-Coa proveniente da ß oxidação dos ácidos graxos depende da disponibilidade de oxaloacetato, que pode ser proveniente do metabolismo de carboidratos e proteínas. A degradação de proteínas musculares gera aminoácidos, que são transportados até o fígado (alanina, glutamina) para participar da gliconeogênese. A gliconeogênese hepática é importante durante o jejum e a restrição de calorias/ carboidratos, porque o cérebro precisa de glicose como combustível energético. Quando a restrição de calorias e carboidratos é muito agressiva aumenta ainda mais a lipólise no tecido adiposo e a gliconeogênese (fígado). O glicerol proveniente da degradação de triacilgliceróis também é utilizado para sintetizar glicose, além dos aminoácidos oriundos do músculo esquelético. A intensificação da lipólise aumenta a quantidade de ácidos graxos na corrente sanguínea, e boa parte deles sofre ß oxidação no fígado, gerando uma grande quantidade de acetil-Coa. A quantidade de acetil-Coa acaba sendo muito maior que a de oxaloacetato disponível para oxidação dessa molécula no ciclo de Krebs. O excesso de acetil-Coa é então utilizado para formar os corpos cetônicos (cetogênese), já que boa parte do oxaloacetato é utilizada na gliconeogênese. Os corpos cetônicos não podem ser utilizados pelo fígado como fonte energética, mas podem ser utilizados pelos tecidos periféricos, principalmente coração e músculo esquelético. A restrição agressiva de calorias e carboidratos intensifica a gliconeogênese, mas a glicose produzida acaba sendo insuficiente para o cérebro, que passa também a utilizar corpos cetônicos como fonte de energia. Com a produção de corpos cetônicos, a degradação de proteínas musculares é atenuada, já que a necessidade de glicose diminui. Com a redução de calorias e carboidratos, a síntese de ácidos graxos (lipogênese) é inibida. As enzimas lipogênicas acetil-Coa-carboxilase (ACC) e ácido graxo-sintase (AGS) são inibidas com redução da insulina e aumento do glucagon. A lipase lipoproteica, responsável por aumentar a captação de ácidos Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 64 graxos no tecido adiposo, também é suprimida pela redução dos níveis de insulina. Quanto maior a restrição de carboidratos, maior é a oxidação de gorduras. No entanto, o fator determinante para a perda de gordura continua sendo o déficit calórico, já que a gordura do tecido adiposo utilizada como substrato energético pode ser compensada pela gordura proveniente da dieta. 3.6 O ADIPÓCITO E A LEPTINA NA PERDA DE PESO O tecido adiposo é a maior reserva de energia do corpo humano, logo, os triacilgliceróis são a nossa maior fonte de energia e ficam armazenados nos adipócitos (células do tecido adiposo). Essas células podem variar muito de tamanho, e quando uma pessoa acumula muita gordura, além de aumentar o tamanho dos adipócitos (hipertrofia), pode também ocorrer um grande aumento do número dessas células (hiperplasia). Um adulto magro tem cerca de 35 bilhões de adipócitos, enquanto indivíduos muitos obesos podem ter até 3-4 vezes mais adipócitos. O tecido adiposo não é formado apenas por adipócitos, ele também contém células do sistema imune (macrófagos, linfócitos), fibroblastos etc. Os adipócitos podem ser de 3 tipos basicamente: adipócito branco, adipócito marrom e adipócito bege. O tecido adiposo branco é o mais abundante no ser humano e suas células (adipócitos brancos) são grandes reservas de triacilgliceróis (gordura), podendo sofrer grande aumento de tamanho. Já os adipócitos marrons são células que armazenam pouca gordura, e sua principal função é aumentar a produção de calor (termogênese), pois esse tecido contém muitas mitocôndrias. O tecido adiposo bege apresenta características do tecido adiposo branco e do marrom. Nesse tópico, o foco será nos efeitos metabólicos do tecido adiposo branco, que é o mais importante e abundante em indivíduos adultos. Até pouco tempo atrás se pensava que o tecido adiposo era apenas uma simples reserva de energia, até que, em 1994, foi descoberto o hormônio leptina. A leptina é um hormônio peptídeo que exerce forte influência sobre a regulação do peso corporal e seus níveis variam de acordo com o tamanho das nossas reservas de gordura. A leptina controla a ingestão e o gasto de energia por meio Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 65 da sua sinalização sobre o sistema nervoso central (hipotálamo). Nesse sentido, quando ocorre aumento da ingestacalórica e ganho de peso/gordura, os níveis de leptina se elevam, inibindo o consumo de energia e aumentando a termogênese, por meio do aumento da atividade do sistema nervoso simpático. No entanto, em indivíduos com obesidade essa regulação está defeituosa, pois esses indivíduos apresentam resistência à leptina, além da resistência à insulina. Curiosidade: Foi mostrado em camundongos obesos que a sinalização da leptina no núcleo arqueado do hipotálamo é permanentemente ativada. O resultado dessa ativação persistente, oriundo das altas concentrações endógenas de leptina circulante, é uma saturação da sinalização da leptina e uma falha em responder a esse hormônio (caracterizando a resistência à leptina). Esse fato ocorre porque a sinalização persistente da leptina aumenta a expressão do supressor da sinalização de citocinas 3 (SOCS3) e da proteína tirosina fosfatase (PTP1B), resultando em uma cascata de sinalização de leptina bloqueada. Nesse sentido, um estudo publicado em 2019 mostrou que uma redução parcial dos níveis de leptina resultou em uma redução da ingestão alimentar em camundongos obesos, ocasionando um aumento na sua sensibilidade. Dessa forma, nem sempre um aumento nos níveis de leptina trará desfechos positivos na regulação da ingestão alimentar, indivíduos obesos já apresentam níveis elevados e uma estratégia interessante poderia ser reduzir esses níveis. Além da leptina, o tecido adiposo é responsável por secretar uma série de outros hormônios e substâncias, responsáveis por diversos efeitos sobre o nosso metabolismo. Algumas dessas substâncias, chamadas de adipocinas, contribuem ainda mais para o aumento das reservas de gordura e do estado de inflamação crônica associado à obesidade, e que envolve o aumento da resistência à insulina. Entre as adipocinas mais importantes secretadas pelo tecido adiposo estão: o fator de necrose tumoral (TNF-α), a interleucina 6 (IL-6) e a resistina. A adiponectina é um hormônio que se apresenta em menor quantidade em indivíduos com obesidade, e sua sinalização é responsável pelo aumento da sensibilidade à insulina. A insulina também é um hormônio que inibe Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 66 o apetite, mas indivíduos com obesidade apresentam aumento de adipocinas inflamatórias (IL-6, TNF-α) e, consequentemente, aumento da resistência à insulina. A resistência à insulina e à leptina aumentam com o ganho de peso/gordura, enquanto durante a perda de peso ocorre a redução da secreção desses hormônios e o aumento da sensibilidade a eles. Durante a perda de peso, o adipócito atrofia, pois seus estoques de triacilgliceróis são reduzidos com intenso aumento da lipólise no tecido adiposo. O número de adipócitos também é reduzido quando ocorre uma grande perda de peso em obesos em um processo de longo prazo. Com a diminuição do tamanho dos adipócitos, também ocorre redução dos níveis de leptina e das citocinas inflamatórias, como IL-6 e TNF-α. Os níveis de adiponectina também aumentam e ocorre melhora da sensibilidade à insulina. O grande problema desse processo é que a queda dos níveis de leptina acaba reduzindo a saciedade e o indivíduo passa a sentir mais fome. A perda de peso também afeta outros hormônios responsáveis pelo controle do apetite (insulina, grelina, CCK, PYY) e essas alterações podem durar por muito tempo (> 1 ano), explicando em parte porque dietas da moda têm pouca eficácia como tratamento da obesidade no longo prazo. 3.7 TECIDO ADIPOSO, OBESIDADE E RESISTÊNCIA À INSULINA Sabe-se que a obesidade é decorrente de um balanço energético positivo. Nesse sentido, conforme o acúmulo de gordura aumenta, o tecido adiposo é infiltrado por células do sistema imune, como os macrófagos. Os adipócitos (células de gordura) hipertrofiados e os macrófagos passam, então, a secretar uma série de substâncias, como as citocinas inflamatórias TNF-α (fator de necrose tumoral alfa), IL-6 (interleucina 6) e IL-1 (interleucina 1). Essas proteínas atuam sobre o receptor de insulina, prejudicando a sinalização da insulina nos tecidos, principalmente no hipotálamo, no músculo esquelético e no fígado. Consequentemente, ocorre aumento da resistência à insulina nesses tecidos. A resistência à insulina no hipotálamo prejudica a ação anorexígena da insulina nesse tecido, promovendo hiperfagia. Portanto, o indivíduo obeso come mais Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 67 não só porque os alimentos ultraprocessados dificultam o controle do apetite, mas também porque ele está propenso a sentir mais fome por estar resistente à insulina. No músculo esquelético, a resistência à insulina prejudica a captação de glicose pelos transportadores GLUT-4, e considerando que o músculo é o principal responsável pela captação de glicose no período pós-prandial, ocorre uma hiperglicemia. No fígado, onde a insulina tem efeito inibitório sobre a gliconeogênese, a ação da insulina também fica prejudicada, aumentando ainda mais os níveis de glicose. Dessa forma, a resistência à insulina em indivíduos obesos está associada ao aumento das concentrações de citocinas inflamatórias, como TNF- α, IL-6, IL-1 etc. Entretanto, há outras adipocinas relacionadas ao aumento da resistência à insulina e da inflamação, como por exemplo, a resistina. Além de prejudicarem diretamente a sinalização da insulina, devido a ação no receptor de insulina, as citocinas inflamatórias também estimulam a lipólise, principalmente no tecido adiposo visceral (gordura intra-abdominal, que se acumula entre os órgãos). Embora a lipólise pareça um efeito benéfico quando se trata de emagrecimento, seu excesso é prejudicial, pois o excesso de ácidos graxos livres na circulação prejudica a sinalização da insulina nos tecidos, como músculo, fígado, tecido adiposo e hipotálamo. Lembre-se que para ocorrer emagrecimento, não basta apenas ter aumento da lipólise (mobilização da gordura), também é necessário que ocorra aumento da oxidação dos ácidos graxos (queima de gordura). A adiponectina está associada a sensibilidade à insulina e aumenta conforme o indivíduo emagrece. Além disso, ela estimula a captação de glicose e a oxidação de ácidos graxos através da sinalização da proteína AMPK. A Tabela 3.1 resume as principais adipocinas e suas principais características. A obesidade é um estado de inflamação crônica de baixa intensidade, onde o aumento das citocinas inflamatórias (TNF-α, IL-6, resistina) e dos ácidos graxos livres prejudica a sinalização da insulina nos tecidos, principalmente no músculo esquelético, no fígado, no tecido adiposo e no hipotálamo. O aumento da resistência à insulina no músculo prejudica a captação de glicose, e no fígado, a ação prejudicada da insulina dificulta sua ação inibitória sob a gliconeogênese. Ambos os efeitos promovem aumento dos níveis de glicose no sangue Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 68 (hiperglicemia). Além disso, a resistência à insulina no tecido adiposo dificulta a inibição da lipólise (lembrem que a insulina inibe a lipólise), o que favorece o aumento nas concentrações de ácidos graxos livres. Essa situação cria um estado de lipotoxicidade (excesso de ácidos graxos circulantes) e glicotoxicidade (excesso glicose circulante). Para controlar os níveis de glicose elevados, o pâncreas é forçado a liberar mais insulina e, no longo prazo, o indivíduo obeso pode desenvolver diabetes tipo 2. Tabela 3.1 - Principais adipocinas secretadas no tecido adiposo e seus efeitos fisiológicos no organismo Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 69 REFERÊNCIAS Barrett, Kim E. Fisiologia Gastrointestinal-2. Artmed Editora, 2015. FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada-7. Artmed Editora, 2018. FOTHERGILL, Erin et al. Persistent metabolic adaptation6 years after “The Biggest Loser” competition. Obesity, v. 24, n. 8, p. 1612-1619, 2016. GROPPER, S. S.; SMITH, Jack L.; GROFF, J. L. Nutrição avançada e metabolismo humano. Cengage learning, São Paulo, 2011. GRUNDY, Scott M.; DENKE, Margo A. Dietary influences on serum lipids and lipoproteins. Journal of lipid research, v. 31, n. 7, p. 1149-1172, 1990. HALL, Kevin D. Energy compensation and metabolic adaptation:“The Biggest Loser” study reinterpreted. Obesity, v. 30, n. 1, p. 11-13, 2022. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. HOLZER, Ryan G. et al. Saturated fatty acids induce c-Src clustering within membrane subdomains, leading to JNK activation. Cell, v. 147, n. 1, p. 173-184, 2011. JOHNSTON, C. et al. Ketogenic low-carbohydrate diets have no metabolic advantage over nonketogenic low-carbohydrate diets. Am J Clin Nutr. May; 83(5):1055-61, 2006. LUNDSGAARD, Anne-Marie et al. Mechanisms preserving insulin action during high dietary fat intake. Cell metabolism, v. 29, n. 1, p. 50-63. e4, 2019. MARKS, D. A.; LIEBERMAN, M.; SMITH, C. Bioquímica Médica Básica de Marks-Uma abordagem Clínica. Artmed, 2007. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. SOLINAS, Giovanni et al. Saturated fatty acids inhibit induction of insulin gene transcription by JNK-mediated phosphorylation of insulin-receptor substrates. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 70 Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 103, n. 44, p. 16454-16459, 2006. WANDERS, A. J. et al. Fatty acid intake and its dietary sources in relation with markers of type 2 diabetes risk: the NEO study. European journal of clinical nutrition, v. 71, n. 2, p. 245-251, 2017. ZHAO, Shangang et al. Partial leptin reduction as an insulin sensitization and weight loss strategy. Cell metabolism, v. 30, n. 4, p. 706-719. e6, 2019. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 71 4 PROTEÍNAS Proteínas são os compostos mais abundantes do nosso organismo (perdendo apenas para a água) e desempenham diversas funções, visto que não são encontradas apenas no músculo esquelético, mas em todas as partes do nosso corpo. Por exemplo, na corrente sanguínea encontramos as proteínas hemoglobina e a albumina, que transportam moléculas, como o oxigênio e os ácidos graxos, respectivamente, e as imunoglobulinas, que são proteínas responsáveis por realizar a defesa do nosso corpo, combatendo bactérias e vírus. As proteínas transportadoras das membranas das células, por exemplo, carregam e regulam o fluxo de nutrientes para dentro e para fora delas. Da mesma forma, enzimas são proteínas responsáveis por realizar todas as reações que ocorrem dentro do nosso corpo a fim de manter a vida (imagine se todas as enzimas da glicólise faltassem ou apresentassem prejuízos em suas funções, certamente a produção de energia apresentar-se-ia prejudicada). Alguns hormônios também são proteínas, como por exemplo, a insulina e o glucagon, responsáveis por regularem os níveis de glicose no sangue. No músculo esquelético e cardíaco, encontram-se as proteínas actina e miosina, responsáveis pela contração muscular e batimentos cardíacos, respectivamente. Nos ossos, dentes, pele, tendões, cartilagens, cabelos e unhas encontram-se as proteínas colágeno, elastina e queratina. Proteínas, ainda, podem atuar como tampões, regulando o pH em uma faixa ideal. Dessa forma, todo o corpo é formado por diferentes proteínas que desempenham diversas funções essenciais à vida. É impossível falar de proteínas sem falar de aminoácidos. Os aminoácidos são os blocos construtores que formam as proteínas (os tijolos), as unidades básicas das proteínas. Proteínas são polímeros de aminoácidos e podem ter os mais variados tamanhos. Os aminoácidos são moléculas formadas por carbono Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 72 (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N); diferente dos lipídeos e carboidratos, que contém os três primeiros átomos na composição (CHO), mas não apresentam o nitrogênio. Cerca de 16% da composição das proteínas é formada por nitrogênio e isso faz o metabolismo das proteínas ter características bem distintas em relação ao metabolismo de carboidratos e lipídeos. O nitrogênio pode ser aproveitado para a síntese de novas proteínas e outras moléculas, como os ácidos nucleicos (DNA, RNA). No entanto, o excesso de nitrogênio precisa ser eliminado do organismo, pois um dos produtos do catabolismo dos aminoácidos, a amônia (NH3), é tóxica ao organismo. 4.1 AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS, NÃO ESSENCIAIS E CONDICIONALMENTE ESSENCIAIS Os aminoácidos são classificados como essenciais, não essenciais e condicionalmente essenciais. Os aminoácidos essenciais (indispensáveis) não são produzidos pelo nosso corpo, pois seus esqueletos de carbono (parte do aminoácido sem o nitrogênio) não podem ser sintetizados pelo nosso organismo e, portanto, necessitam ser obtidos por meio da alimentação, caso contrário, o processo de síntese proteica apresentar-se-ia prejudicado, juntamente com algumas funções celulares. Dos 20 aminoácidos presentes nas proteínas, 9 são essenciais: fenilalanina, metionina, lisina, leucina, valina, isoleucina, triptofano, treonina e histidina. Os aminoácidos não essenciais (dispensáveis), por outro lado, são capazes de ser produzidos endogenamente a partir de intermediários da glicólise e do ciclo de Krebs, principalmente. Dessa forma, esses aminoácidos são chamados de dispensáveis, pois são produzidos pelo organismo mesmo sem o consumo de proteínas. Há 11 aminoácidos não essenciais: arginina, alanina, tirosina, aspartato, asparagina, glutamato, glutamina, cisteína, serina, glicina e prolina. Por último, os aminoácidos condicionalmente essenciais referem-se aos aminoácidos não essenciais que sob determinadas condições patológicas tornam-se essenciais, pois o organismo fica limitado para produzir as quantidades necessárias para os processos fisiológicos. Destaco dois exemplos para o seu melhor entendimento. A glutamina é considerada um aminoácido não essencial, pois pode ser sintetizada endogenamente, entretanto, Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 73 torna-se um aminoácido essencial em situações hipercatabólicas, pois sua demanda fica muito elevada e, consequentemente, sua produção endógena torna-se insuficiente para o momento. Além disso, recém-nascidos prematuros, muitas vezes, apresentam função de um órgão imaturo e são incapazes de sintetizar muitos aminoácidos não essenciais, como cisteína e prolina, por exemplo. 4.2 DIGESTÃO E ABSORÇÃO Diferente dos carboidratos e lipídeos, que têm sua digestão enzimática iniciada na boca, a digestão das proteínas se inicia no estômago, onde o ácido clorídrico (HCl) promove “acidificação” do ambiente estomacal, reduzindo seu pH para aproximadamente 2. O pH ácido, além de favorecer a eliminação de bactérias patogênicas, desempenha um papel importante na digestão das proteínas, visto que a enzima responsável por as degradar, a pepsina, é incapaz de atuar em um pH básico. A pepsina inicia a digestão das proteínas, principalmente do colágeno (importante constituinte do tecido conjuntivo das carnes). A pepsina digere apenas de 10 a 20% das proteínas, sendo que o restante da digestão ocorre no intestino delgado. Ao chegar no duodeno, a primeira parte do intestino delgado, as proteínas estimulam a liberação de dois hormônios, a colecistocinina (CCK) e a secretina. A primeira estimula a secreção de enzimas pancreáticas que estão inativas (zimogênios), e a secretina estimula a liberação de bicarbonato no duodeno, que torna o meio mais alcalino (pH ~ 7-8). Nesse ambiente mais alcalino, as proteases pancreáticas(tripsina, quimiotripsina, elastase etc.) são ativadas e digerem as proteínas, resultando em aminoácidos e peptídeos de 2 a 8 aminoácidos. Os enterócitos (células absortivas do intestino delgado) só conseguem absorver aminoácidos livres, dipeptídeos e tripeptídeos. Os peptídeos maiores são degradados por enzimas presentes na superfície dessas células. No interior dos enterócitos, os dipeptídeos e tripeptídeos sofrem o último processo de degradação por enzimas presentes no interior da célula. Por fim, os aminoácidos são levados para a corrente sanguínea e entregue aos tecidos (fígado, músculo etc.). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 74 Figura 4.1 – Digestão das proteínas. 4.3 METABOLISMO DE PROTEÍNAS O nosso corpo está o tempo todo sintetizando e degradando proteínas, sendo que muitos dos aminoácidos resultantes do catabolismo das proteínas endógenas são reaproveitados para síntese de novas proteínas. Algumas proteínas têm uma vida média muito curta, de poucas horas (enzimas intracelulares), enquanto outras chegam a ter uma vida média de mais de 100 dias (hemoglobina) ou até um ano (colágeno). Considerando as diferentes taxas de renovação das proteínas (turnover proteico), estima-se que o nosso corpo tem um turnover proteico de 300-400 g por dia. O catabolismo dos aminoácidos é responsável por cerca de 10% a 15% da produção de energia do organismo, sendo que carboidratos e lipídeos têm uma contribuição muito maior. Outro ponto importante é que nosso corpo precisa de um fornecimento constante de proteínas ricas em aminoácidos essenciais para continuar funcionando em harmonia. O exercício físico (musculação, aeróbico) aumenta a demanda de proteínas, assim como a restrição de calorias e carboidratos. No entanto, quando uma dieta oferece mais proteínas que a Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 75 demanda do organismo, o excesso de aminoácidos não vai elevar a síntese proteica e nem será armazenado. Nessa situação, o excesso de aminoácidos é catabolizado, seus esqueletos de carbono (aminoácido sem o nitrogênio) são oxidados a CO2 e H2O no ciclo de Krebs, que ocorre na mitocôndria das células. Além de serem utilizados para sintetizar proteínas e oxidados para produzir energia (ATP), os aminoácidos também podem ser usados para produzir glicose (gliconeogênese), corpos cetônicos (cetogênese) e ácidos graxos (lipogênese). O destino dos aminoácidos, tanto os oriundos da alimentação, como os que vem da degradação de proteínas endógenas, depende do estado fisiológico e do tecido do organismo. Para serem oxidados, utilizados como fonte de energia, ou convertidos em glicose e corpos cetônicos, o grupo amino (NH2) dos aminoácidos precisa ser removido. O grupo amino dos aminoácidos é removido na forma de amônia (NH3), que na sua forma livre é tóxica e precisa ser eliminada do organismo. Dessa forma, há o ciclo da ureia, que transforma a amônia em ureia para ser eliminada do organismo (ao contrário da molécula de amônia, a ureia pode circular livremente pelo organismo, chegando até os rins para ser excretada na urina). 4.3.1 DESTINO DO NITROGÊNIO Para que um aminoácido seja utilizado como fonte de energia pelo organismo, seu nitrogênio precisa ser removido. Isso ocorre porque para os aminoácidos serem utilizados como fonte de energia, eles precisam primeiramente ser transformados em intermediários do ciclo de Krebs, e os intermediários do ciclo de Krebs não apresentam nitrogênio em sua estrutura química (da mesma forma que ocorre quando os aminoácidos são convertidos em glicose, corpos cetônicos e triglicerídeos). Dessa forma, o grupo amino dos aminoácidos é removido na forma de amônia (NH3), e o que sobra da molécula é seu esqueleto de carbono ou α-cetoácido (o α-cetoácido é um intermediário do ciclo de Krebs). Existem dois processos básicos responsáveis pela remoção do Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 76 nitrogênio dos aminoácidos: a “transaminação oxidativa” e a “desaminação oxidativa”. Na “transaminação”, o grupo amino dos aminoácidos é transferido para o α-cetoglutarato, um composto intermediário do ciclo de Krebs. Quando o α- cetoglutarato recebe o grupo amino de outro aminoácido, ele forma o aminoácido glutamato. As enzimas responsáveis pelos processos de transaminação são chamadas de transaminases ou aminotransferases. As duas transaminases mais importantes do organismo são a alanina aminotransferase (ALT) e a aspartato aminotransferase (AST). A ALT transfere o grupo amino da alanina para o α-cetoglutarato e essa reação forma glutamato e piruvato: ALT: alanina + α − cetoglutarato ↔ glutamato + piruvato (1) A AST transfere o grupo amino do aminoácido aspartato para o α- cetoglutarato e essa reação forma glutamato e oxaloacetato: AST: aspartato + α −cetoglutarato ↔ glutamato + oxaloacetato (2) As reações 1 e 2 são reversíveis e acontecem em diversos tecidos do organismo, como músculo esquelético, fígado e coração. Como podemos ver acima, o aminoácido glutamato é o produto das reações de transaminação, e o piruvato e o oxaloacetato são os respectivos esqueletos de carbono (α- cetoácidos) dos aminoácidos alanina e aspartato. As enzimas ALT e AST também são chamadas de TGP (transaminase glutâmico pirúvica) e TGO (transaminase glutâmico oxalacética). Esse glutamato por sua vez pode sofrer o processo de “desaminação oxidativa” no fígado. O processo de desaminação oxidativa nada mais é que a remoção do grupo amino do glutamato pela ação da enzima glutamato desidrogenase (GDH), formando α-cetoglutarato e amônia (NH3). O α- cetoglutarato é o esqueleto de carbono do glutamato e pode ser utilizado como intermediário no ciclo de Krebs para produção de energia ou também formar glutamato novamente ao receber nitrogênio de outros aminoácidos. A amônia proveniente da desaminação do glutamato pode ser eliminada pela urina ao ser convertida em ureia no fígado. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 77 4.4 AMINOÁCIDOS E GLICONEOGÊNESE A gliconeogênese é a síntese de glicose a partir de compostos não carboidratos, como os aminoácidos, o glicerol e o lactato. Esse processo acontece predominantemente no fígado, embora os rins também possam contribuir significativamente durante o jejum prolongado. A função da gliconeogênese é manter os níveis de glicose sanguínea estáveis durante o jejum, quando as reservas de glicogênio hepático estão baixas e não há consumo de carboidratos. Os aminoácidos são os principais substratos para a gliconeogênese, sendo a alanina e a glutamina os principais aminoácidos envolvidos nesse processo. A alanina é responsável por transportar o nitrogênio (amônia) dos tecidos periféricos para o fígado. Nesse órgão, a alanina sofre transaminação e produz piruvato, que é utilizado para sintetizar glicose. Figura 4.2 – Ciclo glicose-alanina. Após os aminoácidos sofrerem catabolismo no músculo esquelético e nos demais tecidos periféricos, o grupo α-amina dos aminoácidos é levado até o fígado por meio dos aminoácidos alanina e glutamina. A alanina, em Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 78 particular, sofre transaminação no fígado, perdendo seu grupo α-amina e formando piruvato, que é convertido em glicose (gliconeogênese). A glicose formada no fígado é então direcionada para os tecidos periféricos para fornecer energia. As hemácias dependem unicamente de glicose como fonte de energia, enquanto o encéfalo é um órgão que depende de uma grande quantidade de glicose diariamente (~ 120 g). O glucagon e o cortisol são os principais hormônios reguladores da gliconeogênese. O glucagon atua no fígado estimulando a glicogenólise e a gliconeogênese, mas não tem receptores no músculo esquelético para estimular a degradação deproteínas. O cortisol pode atuar no músculo e promover a degradação de proteínas musculares em aminoácidos. Os aminoácidos do músculo são levados até o fígado para sintetizar glicose. Como vimos, a gliconeogênese tem a função de manter os níveis de glicose estáveis durante o jejum e a restrição de carboidratos porque a glicose é combustível energético essencial para o sistema nervoso. 4.5 INSULINA E INIBIÇÃO DA DEGRADAÇÃO PROTEICA A insulina é um hormônio liberado endogenamente, principalmente, após a refeições ricas em carboidratos. Notavelmente, muitas pessoas a demonizam pelo seu papel na inibição da lipólise e defendem que uma dieta restrita em carboidratos é superior para o emagrecimento. Entretanto, embora a insulina iniba a lipólise, ela também inibe a proteólise. Proteólise significa quebra de proteínas, incluindo proteínas musculares. Certamente, o objetivo da grande maioria das pessoas é manter ou aumentar a sua massa muscular, e para esse fato ocorrer faz-se necessário que a síntese de proteínas supere a degradação (balanço nitrogenado positivo). Dessa forma, de que maneira a insulina exerce seu papel na inibição da proteólise? Primeiramente, precisamos entender que há receptores de insulina no músculo esquelético e quando a insulina se liga a esses receptores, uma cascata de sinalizações intracelulares ocorre. Dentre essas sinalizações, destaca-se a inibição do fator de transcrição FOXO. O FOXO sintetiza o sistema ubiquitina proteassoma, o qual é responsável pela degradação proteica. Além Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 79 disso, a insulina ativa a proteína mTOR, amplamente conhecida por estimular a síntese proteica. No entanto, não podemos, obviamente, olhar apenas para a síntese ou degradação, o processo de hipertrofia é crônico e não será um fato isolado que irá ditá-lo. Portanto, por mais que a insulina iniba a lipólise, ela não irá contribuir para o ganho de gordura se você estiver em déficit calórico. Além disso, a insulina contribui para inibição da proteólise e, se associado aos demais fatores necessários, para o ganho de massa muscular. 4.6 METABOLISMO DE PROTEÍNAS E PERDA DE PESO Durante a restrição de calorias, ocorre redução dos níveis de insulina e glicose, aumento da degradação de glicogênio, de triacilgliceróis no tecido adiposo e da degradação de proteínas no músculo esquelético. Dessa forma, a restrição de calorias estimula a mobilização das reservas energéticas do organismo, principalmente nossas reservas de gordura. Em uma dieta para perda de peso, os níveis de insulina estão reduzidos e os de glucagon aumentados. A restrição energética também estimula a liberação de outros hormônios contrarreguladores da insulina, como adrenalina, cortisol e GH. Esses hormônios estimulam a lipólise no tecido adiposo, liberando ácidos graxos para que sejam utilizados como fonte energética pelos tecidos do organismo. No entanto, os ácidos graxos não podem ser utilizados com eficiência pelo cérebro como fonte de energia. Esse órgão depende de glicose para seu funcionamento, e as reservas de glicogênio hepático se esgotam mais rapidamente quando restringimos calorias e carboidratos da dieta. Para manter as concentrações de glicose estáveis (entre 70 e 99 mg/dL em jejum), o glucagon e o cortisol estimulam a gliconeogênese, que utiliza principalmente aminoácidos e glicerol para a síntese de glicose. O glicerol é proveniente da degradação dos triacilgliceróis do tecido adiposo, enquanto os aminoácidos são provenientes principalmente da degradação de proteínas musculares pela ação do cortisol. Uma redução drástica de calorias aumenta a degradação de proteínas Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 80 musculares e pode levar a perda de massa muscular. Por isso, dietas mais restritas em carboidratos podem aumentar o catabolismo muscular. O cérebro também pode utilizar corpos cetônicos como fonte de energia e em situações de dietas muito restritas em carboidratos (cetogênica), eles se tornam a maior fonte de combustível energético para esse órgão. Dessa forma, a intensa produção de corpos cetônicos pode diminuir a necessidade de produção de glicose no fígado, atenuando a degradação de proteínas musculares. 4.7 DIETAS HIPERPROTEICAS E EMAGRECIMENTO As recomendações de proteínas para adultos saudáveis se baseiam em estudos que usam o método do balanço nitrogenado. Esse método avalia a perda diária de nitrogênio, que ocorre principalmente pela urina na forma de ureia. A ingestão dietética recomendada (RDA) de proteínas para adultos é de 0,8 g/kg. A RDA avalia a necessidade do nutriente necessária para atender as necessidades de aproximadamente 98% da população. Embora nosso organismo priorize o uso de carboidratos e gorduras como fonte de energia, a oxidação de proteínas diária é aproximadamente 10% do gasto energético diário. Para um indivíduo sedentário, pesando 70-80 kg, o gasto energético diário (GET) fica em torno de 2500 a 2800 kcal, dependendo do nível de atividade física. Calculando 10% do GET e transformando o valor em gramas (1 g = 4 kcal), obtemos: - 2500 x 0,1 = 250 kcal → 250/4 = 62,5 g (1) - 2800 x 0,1 = 280 kcal → 280/4 = 70,0 g (2) Considerando a RDA para proteínas de 0,8 g/kg, obtemos: - 70 x 0,8 = 56 g - 80 x 0,8 = 64 g Que estão bem próximos dos valores encontrados nas relações (1) e (2). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 81 Com a restrição de calorias, ocorre redução dos níveis de insulina e aumento da lipólise, que é degradação de triacilgliceróis do tecido adiposo em ácidos graxos e glicerol. Os ácidos graxos são a principal fonte de energia durante a restrição calórica e por esse motivo perdemos gordura. Os estoques de glicogênio ficam reduzidos quando realizamos dieta para perda de peso, principalmente quando também se realizam exercícios (musculação, aeróbico). O exercício além de esgotar as reservas de glicogênio rapidamente, também eleva a oxidação de ácidos graxos (queima de gordura). Além disso, a restrição calórica e o exercício aeróbico estimulam a degradação de proteínas musculares. Os aminoácidos provenientes das proteínas do músculo são utilizados para a gliconeogênese, que tem a finalidade de manter os níveis de glicose estáveis quando os estoques de glicogênio do fígado são reduzidos. O uso de proteínas no exercício aeróbico vai depender da duração e intensidade do exercício, mas dificilmente irá passar de 5-10% do gasto energético do exercício. Durante o exercício de alta intensidade (> 70% do VO2máx), o principal substrato energético é o carboidrato, enquanto no exercício de baixa intensidade (< 60% do VO2máx) o principal substrato energético é a gordura. De qualquer forma, um grande volume de exercício aeróbico (> 2-3 h) pode aumentar a degradação de proteínas. É importante mencionar que esse fato não significa que o indivíduo irá perder massa muscular, uma vez que as proteínas degradadas poderão ser repostas pela alimentação, caso o consumo proteico estiver adequado. Em indivíduos que praticam treinamento resistido (musculação) a necessidade de proteínas fica na faixa de 1,6 a 2,2 g/kg segundo estudos que avaliam balanço nitrogenado. Estamos considerando indivíduos que mantém uma ingestão normal de energia e carboidratos ou estão em superávit calórico. O aumento de calorias e carboidratos na dieta minimiza a degradação de proteínas, reduzindo o catabolismo de aminoácidos e favorecendo o uso desses para síntese proteica. Esse é o “efeito poupador de proteínas” dos carboidratos. Como em dieta hipocalórica a necessidade de proteínas pode ser maior devido ao aumento da degradação de proteínas, é prudente aumentar o consumo de proteínas para poupar massa muscular, principalmente se o déficit Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluche Tanise Michelotti 82 calórico for muito grande e a dieta for pobre em carboidratos (low carb). Nessas condições, a degradação de proteínas é estimulada pela redução dos níveis de insulina (hormônio anticatabólico) e pelo aumento do cortisol, que, além de estimular a degradação proteica, também estimula a gliconeogênese. Alguns estudiosos recomendam aumentar a ingestão de proteínas para 2,0-3,0 g/kg em fisiculturistas naturais (que não usam esteroides anabolizantes) ou indivíduos magros que buscam atingir um baixo percentual de gordura. Essa recomendação é prudente para esses indivíduos porque o catabolismo de proteínas é maior em indivíduos magros e menor para obesos. Com menor reserva de gordura, as proteínas musculares acabam contribuindo mais para produção de energia e para a gliconeogênese. 4.7.1 PROTEÍNAS, TERMOGÊNESE E SACIEDADE É amplamente debatido acerca dos efeitos termogênicos das proteínas. De fato, o nosso corpo gasta mais calorias para metabolizar as proteínas em comparação aos carboidratos e lipídeos. Isso ocorre principalmente devido a presença do grupo amino das proteínas, uma vez que a sua retirada requer gasto de ATP, energia. Para compreender melhor essa questão, imagine que você consumiu 100g de frango, que apresenta em média 30g de proteínas. Essa proteína será digerida, absorvida e seus aminoácidos constituintes serão levados ao fígado. A alanina, um dos aminoácidos presentes no peito de frango, precisa ser convertida em um intermediário do ciclo de Krebs a fim de gerar energia para a célula (embora também possa sintetizar glicose, corpos cetônicos e triglicerídeos a depender das necessidades do organismo). Dessa forma, a enzima ALT transfere o grupo amino da alanina para a molécula de α- cetoglutarato, com isso a alanina se transforma em piruvato e o α-cetoglutarato se transforma em glutamato. O piruvato irá se transformar em acetil-coa e dar seguimento ao ciclo de Krebs para geração de energia. O glutamato, por sua vez, pode doar o seu grupamento amino para vias biossintéticas, como por exemplo, para a síntese de aminoácidos não essenciais, ou pode enviá-lo para vias de excreção, que eliminam o grupamento amino na forma de ureia na urina Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 83 (pelo ciclo da ureia). Esse último processo gasta ATP, a cada grupo nitrogênio são gastas 3 moléculas de ATP no ciclo da ureia (na glicólise, por exemplo, é obtido um saldo positivo de 2 ATP). Devido e esse aumento do gasto energético para metabolizar as proteínas, menciona-se que as proteínas são termogênicas e que o seu excesso não contribui para o ganho de gordura corporal. A principal razão para a diferença nos efeitos térmicos dos alimentos pode ser devido ao fato de que o corpo não tem capacidade de armazenamento de proteína e, portanto, precisa ser metabolizado. As proteínas, de fato, aumentam o gasto energético, mas esse aumento é muito pequeno. Em 2004 foi publicado um artigo de revisão sistemática avaliando os efeitos de dietas ricas em proteínas na termogênese. Em um dos estudos publicados na meta-análise, foi descoberto que uma dieta com 30% de proteína teve um efeito térmico de 34 kj/hora (8 kcal) maior do que uma dieta composta por 15% de proteína. Embora muitos possam pensar “um aumento de 8 kcal a hora irá dar 192 kcal ao total das 24h”, esse pensamento não é correto. Os autores avaliaram a termogênese nas 2,5 horas após a refeição e obviamente, não levaríamos o dia inteiro para metabolizá-la, logo, esse aumento de 8 kcal/hora é muito pequeno. Outro estudo mostrou que uma dieta com 68% de proteína aumentou em apenas 41 kcal o gasto energético em comparação a uma dieta com 10% de proteína. Em 2016 foi publicado um artigo avaliando a termogênese em 24 indivíduos consumindo uma dieta alta em proteína (25%), média (15%) e baixa (5%) com 40% de superavit durante 56 dias. Foi mostrado que o aumento no gasto energético após o consumo foi positivamente associado a quantidade de proteína consumida (ou seja, 25% aumentou mais o gasto energético em comparação com 15 e 5%), entretanto, esse aumento foi, novamente, pequeno. A dieta alta em proteína aumentou em média 8% o gasto energético após 4 horas de ingestão (supondo que o gasto é 2500 kcal, esse aumento de 8% seria equivalente a um aumento de 33 kcal). Para concluir, em 2002 foi publicado um artigo de revisão, no qual foi avaliado 10 artigos que avaliaram o efeito térmico da alimentação em relação a diferentes composições de dietas (ao menos duas dietas diferentes no conteúdo de proteína). Com base nesses estudos, os autores criaram uma fórmula que prevê o impacto da composição da dieta no gasto calórico. Utilizando essa Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 84 fórmula, se um indivíduo consumisse uma dieta para perda de peso de 2000 kcal/dia e fosse substituir uma dieta rica em proteínas (30% proteína, 30% gordura, 40% carboidrato) por uma dieta com 15% proteína, 30% gordura, 55% carboidrato, a equação prevê um aumento no gasto energético de 23 kcal/dia, o que é aproximadamente equivalente a um aumento de 0,8% do gasto energético total. Teoricamente, esse pequeno aumento no gasto energético resultaria em perda de peso adicional de 0,09 kg/mês. Portanto, o efeito termogênico da proteína é muito pequeno e em dietas para emagrecimento, o aumento de proteína irá favorecer principalmente o aumento da saciedade e a manutenção de massa magra (ou uma redução na degradação). Embora aumentar o consumo de proteínas eleve levemente o gasto energético, o efeito das proteínas sobre a saciedade parece ser muito mais importante para ajudar na perda de peso e na manutenção da perda de peso em dietas hipocalóricas e hiperproteicas. Esse efeito das dietas hiperproteicas sobre a saciedade parece ser modulado através de hormônios peptídeos liberados pelo trato gastrointestinal. A liberação dos neuropeptídeos anorexígenos GLP-1 (peptídeo semelhante a glucagon 1), colecistocinina (CCK) e peptídeo YY (PYY) intensifica com o aumento da ingestão de proteínas, enquanto as concentrações de grelina estão reduzidas. Nesse sentido, uma revisão sistemática avaliou 14 estudos que compararam uma dieta alta em proteínas com pelo menos um outro macronutriente sobre a saciedade, e 11 desses estudos descobriram que a refeição com mais proteína aumentou significativamente as avaliações subjetivas de saciedade. Por exemplo, em um desses estudos, 16 homens consumiram um café da manhã que continham 60% de gordura, proteína, carboidrato ou uma mistura dos três. Os indivíduos ficaram mais saciados após as refeições com alto teor de proteínas e mistas em comparação com as refeições altas em gorduras e altas em carboidratos. Não há dúvidas que o aumento da ingestão de proteínas acima da RDA seja uma importante estratégia nutricional no processo de emagrecimento, principalmente por auxiliar na manutenção da massa muscular e no controle do apetite. As proteínas não devem ser consumidas pensando em efeito térmico e sim em saciedade. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 85 4.7.2 PROTEÍNAS E COMPOSIÇÃO CORPORAL Durante o processo de emagrecimento, o ajuste proteico torna-se muito importante. Dietas hipocalóricas e com baixos teores de carboidratos aumentam o catabolismo muscular e aumentar o consumo proteico é uma das formas de amenizá-lo (em conjunto com um déficit não muito agressivo). Em uma dieta reduzida em calorias e carboidratos, as proteínas musculares podem ser degradas para síntese de glicose e de energia, embora esse último seja fornecido principalmente pelos ácidos graxos oriundos da lipólise. Portanto, a necessidade de proteína aumenta à medida que o déficit calórico aumenta. Nesse sentido, um estudo publicado em 2013 buscou avaliar diferentes teores de proteínana composição corporal durante uma dieta hipocalórica por 31 dias. As quantidades de proteínas foram 0,8 g/kg (quantidade recomendada pela RDA), 1,6 g/kg (2 x RDA) e 2,4 g/kg (3 x RDA). Foi mostrado que todos os grupos perderam peso, entretanto, a proporção de perda de massa gorda foi maior no grupo que consumiu 2 e 3 vezes a RDA, da mesma forma que a perda de massa livre de gordura foi menor. De forma semelhante, em 2005 foi publicado outro um artigo comparando duas dietas hipocalóricas em conjunto com exercícios sobre a composição corporal por um período de 4 meses. As dietas eram iguais em quantidade calórica (1700kcal/dia) e lipídeos (30%), mas diferiam na quantidade de carboidratos (< 1,5 g/kg vs > 3,5 g/kg) e proteínas (0,8 g/kg vs 1,6 g/kg). As comparações de exercícios foram atividades cotidianas (controle) e um programa de treinamento supervisionado (5 dias por semana caminhada e 2 dias por semana treinamento de força). O grupo alto em proteína e exercício perdeu mais peso corporal total e mais massa gorda, em conjunto com uma menor perda de massa magra, do que os grupos que consumiram a dieta mais alta em carboidratos e o grupo que consumiu a dieta mais alta em carboidratos em conjunto com exercício. Portanto, uma dieta alta em proteínas em combinação com exercícios, principalmente exercícios resistidos, melhora a composição corporal. É muito difundido acerca do excesso de proteínas ser ou não ser convertido em gordura. Para as proteínas se transformarem em gorduras, os Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 86 aminoácidos precisam ser, primeiramente, convertidos em intermediários do ciclo de Krebs (os intermediários do ciclo de Krebs não apresentam nitrogênio em suas estruturas químicas). Nesse processo, há a retirada dos grupamentos aminos, que serão eliminados no ciclo da ureia, contribuindo para o aumento do gasto energético pela maior utilização de ATP. Há alguns trabalhos publicados na ISSN mostrando que o excesso de calorias advindo exclusivamente de proteínas não contribui para o ganho de gordura corporal. Entretanto, são estudos publicados na mesma revista e pelo mesmo autor, com um péssimo controle dietético, apresentando muitos vieses metodológicos. Certamente não podemos afirmar que o excesso de proteínas terá as mesmas repercussões que o excesso de carboidratos ou que o excesso de gorduras, entretanto, não podemos afirmar que o excesso de proteínas é inofensivo. O excesso de proteínas pode sim ser transformado em gordura, mas se esse fato irá ou não impactar na composição corporal irá depender da quantidade consumida. Além disso, na maioria das vezes não consumimos alimentos contendo apenas proteínas. Carnes, por exemplo, irão apresentar gorduras em sua composição, whey protein pode apresentar um pouco de carboidratos etc. Em uma dieta com superávit calórico, não há motivos para deixar a proteína elevada, justamente porque há menor necessidade de proteínas pela menor degradação proteica. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 87 REFERÊNCIAS FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada-7. Artmed Editora, 2018. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. HELMS, Eric R.; ARAGON, Alan A.; FITSCHEN, Peter J. Evidence-based recommendations for natural bodybuilding contest preparation: nutrition and supplementation. Journal of the International Society of Sports Nutrition, v. 11, n. 1, p. 1-20, 2014. HELMS, Eric R. et al. A systematic review of dietary protein during caloric restriction in resistance trained lean athletes: a case for higher intakes. International journal of sport nutrition and exercise metabolism, v. 24, n. 2, p. 127- 138, 2014. JAMES, Haleigh A.; O'NEILL, Brian T.; NAIR, K. Sreekumaran. Insulin regulation of proteostasis and clinical implications. Cell metabolism, v. 26, n. 2, p. 310-323, 2017. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. WESTERTERP, Klaas R. Diet induced thermogenesis. Nutrition & metabolism, v. 1, n. 1, p. 1-5, 2004. SUTTON, Elizabeth F. et al. No evidence for metabolic adaptation in thermic effect of food by dietary protein. Obesity, v. 24, n. 8, p. 1639-1642, 2016. EISENSTEIN, Julie et al. High-protein weight-loss diets: are they safe and do they work? A review of the experimental and epidemiologic data. Nutrition reviews, v. 60, n. 7, p. 189-200, 2002. JOHNSTON, Carol S.; DAY, Carol S.; SWAN, Pamela D. Postprandial thermogenesis is increased 100% on a high-protein, low-fat diet versus a high- carbohydrate, low-fat diet in healthy, young women. Journal of the American College of Nutrition, v. 21, n. 1, p. 55-61, 2002. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 88 HALTON, Thomas L.; HU, Frank B. The effects of high protein diets on thermogenesis, satiety and weight loss: a critical review. Journal of the American college of nutrition, v. 23, n. 5, p. 373-385, 2004. PASIAKOS, Stefan M. et al. Effects of high protein diets on fat-free mass and muscle protein synthesis following weight loss: a randomized controlled trial. 2013. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 89 5 CICLO DE KREBS Todos os macronutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos) podem ser transformados em acetil-CoA. Entretanto, a glicose é a única molécula capaz de gerar energia tanto em condições aeróbicas (com presença de oxigênio), quanto anaeróbicas (sem presença de oxigênio). Nesse sentido, após a glicose entrar na célula, ela pode tomar diferentes destinos, conforme estudado no capítulo 2, e quando não for utilizada para síntese de glicogênio, é degrada na glicólise até resultar na molécula de piruvato, a qual pode apresentar dois destinos: transformar-se em lactato (glicólise anaeróbica) ou em acetil-CoA (glicólise aeróbica). O lactato é formado quando não há disponibilidade de oxigênio (células sem mitocôndrias) ou em condições de baixa disponibilidade (exercício físico intenso). Por outro lado, o acetil-CoA é gerado na mitocôndria após o piruvato passar pelo complexo da piruvato desidrogenase (conjunto de enzimas responsáveis por transformar piruvato em acetil-CoA), sendo necessário a presença de oxigênio. É por esse motivo que tecidos sem mitocôndria (eritrócitos, medula renal e retina) dependem da glicólise anaeróbica. Dessa forma, embora existam tecidos que utilizem tanto a via aeróbia quanto a anaeróbica (por exemplo, tecido muscular), há tecidos que dependem unicamente da glicólise anaeróbica para geração de energia. Todavia, a glicólise anaeróbica fornece apenas 2 moléculas de ATP, sendo que maior parte é fornecido após a geração do acetil-CoA na mitocôndria. Portanto, iremos estudar neste capítulo o destino do acetil-CoA independentemente de ter sido gerado por carboidratos (glicose), proteínas (aminoácidos) ou lipídeos (ácidos graxos). O acetil-CoA é a forma na qual os macronutrientes entram no ciclo de Krebs (com exceção de alguns aminoácidos, que geram outros intermediários do ciclo de Krebs, como oxalacetato, succinil-CoA e α-cetoglutarato). Entretanto, Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 90 embora todos possam gerar acetil-CoA, a forma de gerá-lo é diferente. A glicose, primeiramente, precisa ser transformada em piruvato no citosol, que depois será levado até a mitocôndria para sofrer a ação do complexo da piruvato desidrogenase, gerando, finalmente, a molécula de acetil-CoA. Os ácidos graxos, após entrarem na mitocôndria pelo transportador carnitina, irão sofrer várias remoções sucessivas de dois carbonos, gerando o acetil-CoA. Dessa forma, uma vez na mitocôndria, o acetil-CoA, gerado pelos macronutrientes, está pronto para ser oxidado no ciclo de Krebs (Figura5.1). Você não precisa, necessariamente, decorar as reações do ciclo, apenas entender alguns pontos chaves explicados a seguir. Após comermos determinados alimentos contendo carboidratos, proteínas e lipídeos, o nosso corpo irá degradá-los em glicose, aminoácidos e ácidos graxos, que serão utilizados para formação de acetil-CoA. O acetil-CoA, por sua vez, dará início ao ciclo de Krebs no interior das mitocôndrias. O principal objetivo do ciclo é coletar elétrons dos intermediários gerados na forma de NADH e FADH2 (carreadores de elétrons), uma vez que eles serão indispensáveis para que ocorra a produção de ATP na cadeia respiratória, etapa subsequente. Nesse sentido, ao longo do ciclo há a formação de vários intermediários (isocitrato, α-cetoglutarato, succinato, malato) que vão sendo oxidados por enzimas diferentes a fim de formarem ATP, NADH, FADH2 e CO2. Três moléculas de NADH, uma molécula de FADH2, uma molécula de ATP e duas moléculas de CO2 são gerados a cada volta no ciclo. Os NADH e o FADH2 formados irão para a cadeia respiratória, o ATP será utilizado como energia e o CO2 será levado aos pulmões para ser expelido pela respiração (agora você entende por que não faz sentido aumentar a quantidade de suor objetivando perder mais gordura corporal, uma vez que a gordura armazenada, os triglicerídeos, apenas será eliminada após passar por todas essas etapas do ciclo, sendo que o CO2 é apenas a forma de expeli-la). Portanto, o objetivo do nosso corpo após comermos alimentos é extrair seus elétrons, que serão coletados na forma de NADH e FADH2, os quais serão utilizados na cadeia respiratória para produção de ATP, energia. Nesse sentido, a oxidação de NADH e FADH2 pela cadeia respiratória resulta respectivamente em 2,5 ATP e 1,5 ATP para cada molécula de NADH e FADH2. Sendo assim, considerando que cada Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 91 volta do ciclo de Krebs gera 1 ATP, 3 NADH e 1 FADH2, a oxidação de uma molécula de acetil-Coa resulta em 10 ATPs. Figura 5.1 - A degradação de carboidratos, proteínas e triacilgliceróis resulta em glicose, aminoácidos e ácidos graxos, respectivamente, e o catabolismo dessas moléculas pode produzir acetil-Coa, que entra no ciclo de Krebs para ser oxidado e produzir ATP. O ciclo de Krebs é um conjunto de reações químicas que acontece na mitocôndria das células e tem início quando o acetil-Coa se combina com o oxaloacetato. O ciclo de Krebs tem início com a formação do citrato. Os ácidos graxos só fornecem acetil-Coa, enquanto carboidratos e proteínas podem contribuir com a formação de outros intermediários do ciclo. Tratando-se da glicose, a glicólise aeróbia resulta na produção de 2 ATPs e 2 NADH pela conversão da glicose em 2 moléculas de piruvato e mais 1 NADH e 1 acetil-Coa pela conversão de cada piruvato em acetil-Coa pelo complexo da piruvato-desidrogenase (lembrem que a cada molécula de glicose, duas moléculas de piruvato são formadas). O resultado, então, da glicólise aeróbia é 2 ATPs, 4 NADH e 2 moléculas de acetil-Coa. Como a oxidação de 4 NADH pela cadeia respiratória gera 10 ATPs (4 x 2,5) e a oxidação de cada acetil-Coa também gera 10 ATPs, o resultado da glicólise aeróbia é a produção de 32 ATPs Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 92 (2 ATPs + 4 NADH + 2 acetil-Coa), conforme ilustrado na figura 5.2. Por isso fala-se que a maior produção de ATP pela oxidação da glicose ocorre quando há a presença de oxigênio. Figura 5.2 – O saldo final da glicólise aeróbica são 32 moléculas de ATP. Cada molécula de glicose gera 2 moléculas de piruvato, e essa reação resulta na produção de 2 ATP e 2 NADH. As 2 moléculas de piruvato formadas são transformadas em 2 moléculas de acetil-CoA, com produção de 2 NADH. As moléculas de acetil-CoA entram no ciclo de Krebs e a cada volta no ciclo, há a formação de 3 NADH, 1 FADH2 e 2 ATP (considerando que são 2 moléculas de acetil-CoA, há formação de 6 NADH, 2 FADH2 e 4 ATP). Considerando que cada molécula de NADH gera 2,5 ATP e cada molécula de FADH2, 1,5 ATP, o resultado é 32 moléculas de ATP a cada molécula de glicose. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 93 REFERÊNCIAS FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada-7. Artmed Editora, 2018. GROPPER, S. S.; SMITH, Jack L.; GROFF, J. L. Nutrição avançada e metabolismo humano. Cengage learning, São Paulo, 2011. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. MARKS, D. A.; LIEBERMAN, M.; SMITH, C. Bioquímica Médica Básica de Marks-Uma abordagem Clínica. Artmed, 2007. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 94 6 FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Estudamos no capítulo anterior que todos os macronutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos) podem gerar acetil-CoA, que por sua vez entra no ciclo de Krebs a fim de formar CO2, ATP, NADH e FADH2. Os dois últimos, em particular, irão participar da cadeia respiratória, ou fosforilação oxidativa. A cadeia respiratória ocorre dentro da mitocôndria e é responsável pela maior produção de ATP advinda dos alimentos e, como o próprio nome sugere, não acontece sem a presença de oxigênio. Primeiramente, precisamos relembrar que o NADH e o FADH2 são carreadores de elétrons. Nesse sentido, os alimentos apresentam elétrons em sua composição, que serão doados ao NAD+ e ao FAD+, formando NADH e FADH2. Logo, será a retirada desses elétrons, na cadeia respiratória, que impulsionará a geração de energia (ATP) a fim de suprir as funções corporais. Dessa forma, vamos compreender, de maneira geral, como ocorre a cadeia respiratória. A mitocôndria contém duas membranas, a interna e a externa, sendo que a primeira separa o espaço intermembrana da matriz e a segunda, o espaço intermembrana do citosol. Sabe-se que o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial e que gera os carreadores NADH e FADH2, responsáveis por levar os elétrons a uma série de transportadores de elétrons, denominado de cadeia respiratória. Dessa forma, a cadeia respiratória apresenta uma série de carreadores de elétrons localizados na membrana mitocondrial interna, sendo que cada carreador recebe elétrons e, então, os doa para o próximo carreador, gerando um fluxo de elétrons, até chegar ao seu aceptor final, o oxigênio, com formação de água (por esse motivo que a cadeia respiratória é também denominada de cadeia transportadora de elétrons). Além disso, esse fluxo de Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 95 elétrons fornece energia para que prótons (H+) sejam bombeadas da matriz para o espaço intermembrana, sendo que será o retorno desses prótons a matriz que impulsionará a síntese de ATP (Figura 6.1). Esses carreadores estão localizados em complexos proteicos inseridos na membrana mitocondrial interna, chamados de complexo I, complexo II, complexo III e complexo IV. Figura 6.1 – Cadeia respiratória. • Saldo Já sabemos que a maior produção de ATP ocorre na cadeia respiratória, porém, de quantos ATPs estamos falando? A oxidação de NADH e FADH2 pela cadeia transportadora de elétrons resulta respectivamente em 2,5 ATP e 1,5 ATP para cada molécula. Como cada volta do ciclo de Krebs gera 1 ATP, 3 NADH e 1 FADH2, a oxidação de uma molécula de acetil-CoA resulta em 10 ATPs. Entretanto, a quantidade de NADH e FADH2 gerada será diferente a depender do macronutriente oxidado, portanto, a quantidade de ATP também será diferente. Por exemplo, a oxidação de uma molécula de glicose gera Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 96 aproximadamente 32 moléculas de ATP e a oxidação de um ácido graxo saturado de 16 carbonos (ácido palmítico), gera aproximadamente108 moléculas de ATP. Esses ATPs produzidos podem ser convertidos em trabalho biológico pela célula, por exemplo, transporte de íons, síntese de macromoléculas (proteínas, lipídeos, ácidos nucleicos), contração muscular etc. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 97 REFERÊNCIAS FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada-7. Artmed Editora, 2018. GROPPER, S. S.; SMITH, Jack L.; GROFF, J. L. Nutrição avançada e metabolismo humano. Cengage learning, São Paulo, 2011. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. MARKS, D. A.; LIEBERMAN, M.; SMITH, C. Bioquímica Médica Básica de Marks-Uma abordagem Clínica. Artmed, 2007. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 98 7 MECANISMOS REGULATÓRIOS DA FOME E DA SACIEDADE Em concordância com o título deste e-book, o emagrecimento vai muito além de déficit calórico. É comumente ouvirmos diariamente de profissionais da saúde ou de blogueiras que “emagrecimento é déficit calórico” ou que “para emagrecer basta apenas comer menos e gastar mais”. De fato, o déficit calórico é essencial, uma vez que as reservas de gordura só serão mobilizadas e oxidadas quando houver privação de energia. Entretanto, o processo de emagrecimento é complexo e há diversos outros fatores que devem ser levados em consideração, conforme explicado ao longo deste tópico. Dessa forma, precisamos entender quais são os mecanismos responsáveis pela regulação da fome e da saciedade. O hipotálamo é o responsável por regular o apetite. O hipotálamo é localizado no cérebro e apresenta vários núcleos que regimentam diversas funções tanto cerebrais quanto endócrinas. Nesse sentido, o núcleo arqueado, localizado no hipotálamo, apresenta neurônios anorexígenos e neurônios orexígenos. O primeiro está associado à supressão do apetite e o segundo, ao aumento do apetite. Dessa forma, os neurônios orexígenos compreendem o AgRP (proteína relacionada à agouti) e o NPY (neuropeptídeo YY) e os neurônios anorexígenos compreendem o POMC (proopiomelanocortina) e CART (transcrito de cafeína e anfetamina). Você pode estar se perguntando: como que esses neurônios são ativados e como que eles regulam o estímulo ou a supressão do apetite? O núcleo arqueado recebe informações de diversos órgãos do corpo, como do intestino, do estômago e do tecido adiposo. Esses órgãos secretam hormônios ou Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 99 peptídeos que atuam ativando ou inativando os neurônios orexígenos e anorexígenos, conforme explicado abaixo. A grelina, secretada pelo estômago, atua no aumento do consumo alimentar (efeito orexígeno) ao ativar NPY e AgRP, e é liberada, principalmente, quando há aumento do esvaziamento gástrico. Por esse e outros motivos que pode ser interessante focar em alimentos que apresentam uma menor densidade calórica (quando o objetivo é emagrecimento e aumentar a saciedade). Imagine que você consumiu 300g de vegetais (alface, tomate, cenoura, brócolis, couve etc.) ou 300g de chocolate, qual ocupará um volume maior no estômago? Com certeza os vegetais. Dessa forma, optar por alimentos que apresentam uma densidade calórica menor irá proporcionar uma saciedade maior devido ao maior volume alimentar consumido. O intestino, por outro lado, secreta os hormônios GLP-1, peptídeo YY (PYY) e GIP (peptídeo dependente de glicose), que atuam inibindo e controlando o consumo de alimentos (efeito anorexígeno) por meio da inibição de NPY e AgRP e ativação de POMC e CART. Além disso, a colecistoquinina (CCK), secretada pelo intestino em resposta a ingestão de proteínas e gorduras, atua retardando o esvaziamento gástrico e controlando a fome. O tecido adiposo também secreta hormônios, sendo o principal a leptina. A leptina é responsável por controlar a fome ao inibir NPY e AgRP e ativar POMC e CART (conforme será visto ao longo deste e-book, indivíduos com obesidade e com sobrepeso apresentam resistência à leptina). E, por último, ao contrário do que muitas pessoas acreditam, o hormônio insulina atua inibindo a fome e esse é um dos motivos pelo qual pessoas com resistência à insulina apresentam menos efeitos sobre a supressão da ingestão alimentar. Portanto, podemos observar que há diferentes órgãos se comunicando com o sistema nervoso central com o objetivo de aumentar ou suprimir a ingestão alimentar. Esses processos regulatórios são essenciais e embora atrele-se o aumento do consumo alimentar ao ganho de peso, o efeito orexígeno é um processo fisiológico normal, pois permite que com que o organismo obtenha energia quando há privação. O grande problema é que pessoas com sobrepeso e com obesidade apresentam os mecanismos descritos acima alterados. Por Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 100 exemplo, a resistência a leptina e a insulina prejudicam a sinalização da saciedade, fazendo com que a ingestão alimentar se torne maior. O tópico seguinte irá explicá-las em maiores detalhes. Observação: Saciedade é diferente de saciação. A saciação ocorre logo entre o início e o final do consumo de alimentos e é caracterizada pela sensação de distensão gástrica. A saciedade, por outro lado, ocorre no intervalo entre uma refeição e outra, na qual o indivíduo não tem percepção de apetite aumentado. Tabela 7.1 – Hormônios que controlam a ingestão alimentar por meio da sinalização no núcleo arqueado do hipotálamo. Figura 7.1. Regulação da fome e da saciedade no hipotálamo pelos hormônios leptina, insulina e grelina. A leptina (secretada pelo tecido adiposo) e a insulina (secretada pelo pâncreas) controlam o apetite atuando no hipotálamo, inibindo neurônios que secretam Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 101 peptídeos orexígenos (NPY, AgRP) e estimulando neurônios que secretam peptídeos anorexígenos (POMC, CART). A grelina, secretada pelo estômago, estimula a liberação de NPY e AgRP no hipotálamo, aumentando a fome. 7.1 RESISTÊNCIA À INSULINA Conforme mencionado no tópico anterior, indivíduos obesos e/ou com sobrepeso apresentam respostas alteradas de fome e saciedade, dificultando o processo de emagrecimento e facilitando o de ganho de peso. A principal condição associada à obesidade e/ou sobrepeso é a resistência à insulina, termo que geralmente remete a incapacidade do hormônio insulina de manter a homeostase da glicose. Entretanto, precisamos ter em mente que embora essa condição ocorra principalmente em indivíduos com sobrepeso e obesidade, também pode estar presente em indivíduos eutróficos, principalmente naqueles que apresentam uma distribuição de gordura predominantemente na região central. Para entendermos como ocorre e quais são os impactos da resistência à insulina, precisamos entender, primeiramente, como ocorre a cascata de sinalização da insulina em indivíduos sensíveis a ela. A insulina é secretada pelas células beta pancreáticas em resposta principalmente à ingestão de carboidratos. Conforme já mencionado ao longo deste ebook, o estímulo a liberação de insulina também pode ocorrer com proteínas e em menor magnitude, com lipídeos. Entretanto, considerando que o carboidrato é o seu principal estimulador, iremos basear nossa explicação a partir dele. Quando consumimos arroz, por exemplo, que contém amido (polissacarídeo composto por diversas moléculas de glicose), diferentes enzimas presentes ao longo do trato gastrointestinal atuam com o objetivo de degradá-lo em seus monossacarídeos correspondentes (moléculas de glicose) para serem absorvidos pelo intestino delgado e direcionados à circulação. Uma vez na circulação, as moléculas de glicose passam por vários órgãos (imagine que você estáviajando de carro pelo estado de Santa Catarina e durante esse percurso passa por diversas cidades. O estado de SC refere-se à circulação, você a molécula de glicose e as cidades, aos órgãos). Dessa forma, a glicose é captada pelas células pelos transportadores GLUTs. Conforme já explicado, há tecidos dependentes e independentes de insulina. O pâncreas apresenta o transportador Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 102 GLUT-2, sendo independente de insulina. Ao ser captada pelo pâncreas, a glicose é fosforilada pela enzima hexoquinase para produção de glicose-6- fosfato, que por sua vez será oxidada na glicólise e no ciclo de Krebs, resultando na produção de ATP. O aumento na razão ATP/ADP, ocasionada pela oxidação da glicose, desencadeia o fechamento de canais de potássio na membrana das células pancreáticas, despolarizando-a. Como resultado da despolarização da membrana, os canais de cálcio abrem-se, permitindo o influxo de cálcio para dentro da célula. Dessa forma, a concentração elevada de cálcio intracelular provoca a liberação de insulina, que estava armazenada em grânulos. A figura 7.2 ilustra o mecanismo de liberação de insulina. Figura 7.2 – Liberação de insulina pelo pâncreas. A insulina, ao ser liberada, consegue se ligar a receptores presentes na membrana plasmática das células para desempenhar suas ações. Dessa forma, a insulina liga-se a receptores chamados de receptores de insulina (RI), Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 103 desencadeando a fosforilação da tirosina, aminoácido presente nas proteínas do receptor (o receptor é uma proteína, logo, é composto por diversos aminoácidos). Com isso, há ativação da via PI3 quinase, que promove a ativação de AKT para desencadear vários efeitos intracelulares, como translocação de GLUT-4, estímulo à síntese de glicogênio, inibição da gliconeogênese e estímulo a lipogênese. Nesse sentido, a insulina pode se ligar a receptores presentes em diferentes tipos de células, como fígado, tecido muscular, tecido adiposo e cérebro. No fígado, a insulina promove a ativação da enzima glicogênio sintase, responsável pela síntese de glicogênio e inibe a gliconeogênese, processo de formação de glicose a partir de compostos não glicídicos, como aminoácidos, glicerol e lactato. Esse fato impede com que haja síntese de glicose quando já há quantidades suficientes na corrente sanguínea, evitando hiperglicemia. No tecido muscular, a insulina promove a ativação da enzima glicogênio sintase e a translocação de GLUT-4 (lembrem que o tecido muscular é sensível à insulina). Ambos favorecem a captação de glicose pela célula muscular e, portanto, a normalização da glicemia. No tecido adiposo, a insulina promove a captação de glicose e de ácidos graxos e a inibição da lipólise (insulina inibe a enzima lipase hormônio sensível, responsável por hidrolisar os triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol). A captação de glicose ocorre pela translocação de GLUT-4 e a de ácidos graxos, pela ativação da enzima lipase lipoproteica. Dessa forma, a insulina atua no tecido adiposo favorecendo a captação e a síntese de triglicerídeos, enquanto inibe a lipólise (esse fato impede um ciclo fútil, que seria a síntese e a degradação de triglicerídeos). Por último, a insulina atua no sistema nervoso central, estimulando neurônios anorexígenos e controlando o peso corporal. Portanto, podemos observar que após a insulina ser liberada e ligar-se aos seus receptores, diversos sinais intracelulares são desencadeados, promovendo a captação de glicose, de ácidos graxos, inibindo a gliconeogênese e promovendo saciedade. Em pessoas sensíveis à insulina, essas respostas ocorrem de forma rápida e eficiente, enquanto em indivíduos resistentes a insulina, esses processos encontram-se prejudicados, conforme explicado na sequência. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 104 Figura 7.3 – A insulina se liga em seus receptores e promove diferentes ações a depender do tecido. No tecido adiposo, a insulina inibe a lipólise e estimula a captação de glicose e de ácidos graxos. Ao diminuir a lipólise, há diminuição no fluxo de ácidos graxos e glicerol ao fígado. Os ácidos graxos, uma vez convertidos em acetil-CoA, atuam estimulando a gliconeogênese no fígado ao ativar a enzima piruvato carboxilase (PC), que catalisa a primeira etapa da gliconeogênese hepática. Em adição, o glicerol é um substrato para a gliconeogênese. Além disso, a insulina no fígado promove a inibição de gliconeogênese por inibir o fator de transcrição FOXO, responsável por sintetizar enzimas gliconeogênicas. No fígado, a insulina também promove aumento na síntese de glicogênio por ativar a enzima glicogênio sintase. No tecido muscular, a insulina promove a captação de glicose e o estímulo a síntese de glicogênio (SANTORO et al., 2022). A resistência à insulina representa um processo chave no desenvolvimento do diabetes mellitus tipo 2. Vocês já devem ter observado que há indivíduos resistentes à insulina com a glicemia normal. Esse fato ocorre porque no estágio pré-diabetes, o pâncreas secreta uma grande quantidade de insulina para normalizar os níveis de glicose circulantes (o paciente sensível a insulina precisa de uma quantidade muito menor de insulina para que a glicose seja captada pelas células eficientemente, enquanto o paciente resistente a insulina precisa de uma quantidade muito maior de insulina para ter a mesma captação). Nesse sentido, é comumente observamos exames de sangue com a Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 105 glicemia normal e a insulina elevada, indicando que a glicemia foi normalizada às custas de uma grande liberação de insulina. Entretanto, com o passar o tempo, as células β pancreáticas falham em secretar insulina e tem-se o desenvolvimento do DM2. Nesse sentido, em indivíduos com resistência à insulina e/ou com diabetes, a insulina falha em desempenhar suas funções adequadamente e, consequentemente, diversos tecidos apresentam suas funções comprometidas. No fígado, a insulina falha em inibir a gliconeogênese (produção hepática de glicose). Como consequência, tem-se hiperglicemia, pois além da glicose ser ofertada pela alimentação, ela é sintetizada endogenamente a partir de compostos que não são carboidratos. Esse fato ocorre porque a insulina é o hormônio mensageiro que avisa o fígado “não precisa sintetizar glicose, já tem quantidades suficientes circulantes”. Considerando que a insulina não conseguiu avisá-lo de maneira adequada, a produção hepática de glicose não é inibida, resultando em hiperglicemia e hiperinsulinemia. Esse último é caracterizado como a secreção excessiva de insulina na circulação pelas células beta (lembrem que é necessária uma grande quantidade de insulina para que a glicose seja captada em indivíduos resistentes a insulina). Sabe-se que o pâncreas secreta insulina em resposta aos níveis circulantes de glicose, considerando que a glicose não foi captada eficientemente pelas células e que o fígado a produziu (hiperglicemia), o pâncreas continua liberando insulina (é como se ele pensasse “o que está acontecendo? Eu libero insulina e a glicose continua elevada? vou liberar ainda mais”, entretanto, chega um momento em que o pâncreas se cansa e para de produzi-la). Além disso, a resistência à insulina prejudica a ativação da enzima glicogênio sintase, comprometendo o armazenando de glicose na forma de glicogênio hepático e aumentando a sua degradação. Por último, há um aumento na produção de corpos cetônicos (lembrem que os corpos cetônicos são produzidos pelo fígado) e diminuição da exportação de triglicerídeos na forma de VLDL, contribuindo para esteatose hepática. No musculo esquelético, a resistência à insulina prejudica a captação de glicose e a glicogênese.Lembrem que o tecido muscular apresenta GLUT-4, sendo dependente de insulina. Considerando que a insulina não consegue ativar Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 106 adequadamente vias intracelulares (PI3K/AKT), a translocação de GLUT-4 não ocorre, ou ocorre ineficientemente. Sabe-se que o tecido muscular apresenta um papel significativo na normalização dos níveis de glicose, sendo assim, a glicemia permanece elevada e tem-se um quadro de hiperglicemia e hiperinsulinemia. Além disso, há aumento na degradação das proteínas musculares para serem utilizados como substratos na gliconeogênese (lembrem que o fígado aumenta a produção hepática de glicose principalmente a partir da degradação de proteínas), uma vez que a insulina é um hormônio anticatólico. No tecido adiposo, a insulina age estimulando a captação de glicose e de ácidos graxos e inibindo a lipólise. O tecido adiposo apresenta GLUT-4, dependente de insulina, logo, indivíduos resistências a insulina apresentam captação prejudicada de glicose pelas células adiposas. A insulina também ativa a enzima lipase lipoproteica (LPL), responsável por hidrolisar os triglicerídeos das lipoproteínas em ácidos graxos e glicerol, os ácidos graxos são captados pelo tecido adiposo e o glicerol é captado pelo fígado. Considerando um indivíduo resistência à insulina, a captação de ácidos graxos encontra-se prejudicada. Além disso, a insulina inibe a enzima lipase hormônio sensível, responsável por hidrolisar os triglicerídeos armazenados no tecido adiposo em ácidos graxos e glicerol (lembrem que os ácidos graxos são transportados ao sangue pela albumina). Indivíduos resistentes à insulina apresentam lipólise aumentada e, portanto, excesso de ácidos graxos livres na circulação. Embora muitas pessoas associem lipólise a emagrecimento, o excesso de lipólise nesses indivíduos é prejudicial, pois não há aumento da oxidação. Nesse sentido, a liberação de ácidos graxos livres pode ser o fator mais crítico na modulação da sensibilidade à insulina. Níveis aumentados de ácidos graxos livres são observados na obesidade e diabetes tipo 2, e estão associados à resistência à insulina observada em ambos (os ácidos graxos livres podem se ligar aos receptores de insulina, prejudicando sua sinalização). Além disso, esses ácidos graxos podem ser enviados ao fígado para formarem novamente triglicerídeos. Esse processo pode resultar na formação de diacilglicerol (dois ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol), que por sua vez, ativa a cascata serina/treonina, levando a fosforilação de serina/treonina no receptor de insulina (lembrem que ele deve ser fosforilado no aminoácido tirosina). Como Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 107 consequência, os efeitos a jusante da cascata de sinalização da insulina são diminuídos. Além disso, a resistência à insulina prejudica o controle da ingestão alimentar. Sabe-se que os neurônios POMC, bem como AgRP e NPY apresentam receptores de insulina no hipotálamo. Nesse sentido, no núcleo arqueado do hipotálamo, os neurônios anorexígenos, POMC e CART, são relacionados a supressão da ingestão alimentar, enquanto os orexígenos, ArRP e NPY, ao estímulo da ingestão alimentar. Os neurônios que expressam POMC liberam o hormônio estimulador de melanócitos α (α-MSH) que atua nos receptores de malanocortina 4 (MC4R) em neurônios que são responsáveis por reduzir a ingestão alimentar e aumentar o gasto energético. Por outro lado, a ativação dos neurônios AgRP / NPY induz a alimentação e reduz o gasto de energia (Figura 7.4). Dessa forma, observem que a insulina atua no SNC reduzindo a ingestão alimentar e controlando o peso corporal. Em indivíduos resistentes à insulina, a insulina falha em reduzir a ingestão alimentar esse é um dos motivos pelos quais esses pacientes apresentam aumento da fome e, portanto, da ingestão alimentar. Portanto, o indivíduo obeso não come mais apenas porque alimentos ultraprocessados dificultam o controle do apetite, mas também porque ele está propenso a sentir mais fome devido a resistência à insulina e à leptina (a resistência à leptina será explicada no tópico seguinte). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 108 Figura 7.4 – Controle da ingestão alimentar em indivíduos magros e obesos. Os neurônios que expressam POMC liberam o hormônio estimulador de α-melanócitos (α- MSH), produto de clivagem de POMC, que atua nos receptores de melanocortina 4 (MC4R) em neurônios-alvo a jusante para reduzir a ingestão de alimentos, aumentar o gasto de energia e regular o metabolismo da glicose. Em contraste, a ativação de neurônios AgRP/NPY induz a alimentação e reduz o gasto de energia. Tanto os receptores de insulina quanto os de leptina são expressos nos neurônios POMC e AgRP/NPY. Dessa forma, indivíduos obesos resistentes à insulina, há prejuízo da insulina em sinalizar a supressão da ingestão alimentar (BRUNING, 2012). A Figura 7.5 resume todos os processos que podem ocorrer em indivíduos com obesidade e diabetes tipo 2 (lembrem: chegará um momento em que o pâncreas irá se cansar de liberar muita insulina e com isso irá parar de produzi- la). A diminuição da liberação de insulina pelo pâncreas pode ocasionar desregulação nos níveis de glicose, diminuindo a supressão da gliconeogênese no fígado e reduzindo a eficiência de captação de glicose em tecidos sensíveis à insulina (músculo e tecido adiposo). A diminuição da insulina também pode prejudicar o metabolismo dos adipócitos, aumentando a lipólise e os níveis de ácidos graxos circulantes. Elevação tanto de glicose quanto de ácidos graxos podem ocorrer simultaneamente e, juntos, são mais deletérios para a saúde das ilhotas pancreáticas do que eles isoladamente. Dessa forma, o processo de diabetes avança de maneira lenta. Além disso, há diminuição na sinalização da insulina no hipotálamo, levando ao aumento da ingestão de alimentos e ganho de peso. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 109 Figura 7.5 - Papel crítico da liberação prejudicada de insulina na relação de obesidade com resistência à insulina e diabetes tipo 2. Além disso, a obesidade contribui para o quadro de resistência à insulina de diversas maneiras. Sabe-se que o ganho de peso é resultante de um balanço calórico positivo. Cronicamente, o balanço calórico positivo contribui para o excesso de gordura corporal e embora a gordura corporal não seja desejável para grande maioria das pessoas, por questões estéticas, o tecido adiposo, além de apresentar funções importantes ao organismo, é um local fisiológico para armazenamento de triglicerídeos. Dessa forma, é preferível que ocorra acúmulo de gordura no tecido adiposo do que em outros tecidos, como fígado, pâncreas, tecido muscular e cardíaco. Em visto disto, o tecido adiposo previne uma lipotoxicidade que poderia vir a ocorrer em outros tecidos, a questão, obviamente, está no excesso de triglicerídeos estocados no tecido adiposo. Quando há aumento do peso e da gordura corporal, o tecido adiposo sobre tanto hipertrofia (aumento de tamanho) quanto hiperplasia (aumento do número). Com Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 110 isso, há infiltração de células imunes, como macrófagos, responsáveis por secretar mediadores inflamatórios (TNF-α, IL-6), que prejudicam a sinalização da cascata da insulina por meio da fosforilação do aminoácido serina no receptor de insulina (o receptor de insulina deve ser fosforilado no aminoácido tirosina). O processo de obesidade, ainda, está associado a um processo inflamatório. Há vários fatores envolvendo a inflamação, incluindo um aumento de citocinas inflamatórias. As citocinas inflamatórias, como TNF-α e IL-6 podem se ligar a receptores presente na membrana plasmática das célulasadiposas e musculares e desencadearem a ativação de uma proteína intracelular, a IKK, que fosforila o complexo IKB-NFKB. Ao ser fosforilado, há uma dissociação do IKB e do NFKB. O NFKB é um fator de transcrição e após ser liberado da IKB, é migrado ao núcleo da célula para impedir, por exemplo, a síntese do gene Slc2A4, responsável pela produção de GLUT-4. Dessa forma, a inflamação gerada pelo excesso de tecido adiposo também pode contribuir para resistência à insulina por meio da diminuição da síntese da proteína GLUT-4. Os diacilgliceróis (dois ácidos graxos ligados a uma molécula de glicerol) também podem ativar a proteína IKK e, consequentemente, desencadear os mesmos efeitos das citocinas. 7.2 RESISTÊNCIA À LEPTINA A leptina é a principal adipocina sintetizada pelos adipócitos e tem a função de regular peso corporal e a ingestão alimentar. Com a perda de peso e gordura, ocorre redução dos níveis de leptina e aumento do apetite, além de redução do gasto energético. Os níveis de leptina reduzem após algumas horas de jejum e aumentam com a superalimentação. Com o ganho de peso e gordura, ocorre aumento dos níveis de leptina, mas indivíduos obesos apresentam resistência à leptina, além da resistência à insulina. A leptina, ainda, pode aumentar a produção de TRH. O TRH é o hormônio liberador de tireotrofina, sendo secretado pelo hipotálamo. Após ser secretado, o TRH atua na hipófise estimulando a secreção do hormônio TSH (tireoestimulante). Esse último, por sua vez, exerce vários efeitos sobre a Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 111 tireoide, sendo o principal aumentar a secreção de T4 (tiroxina) e triiodotironina (T3). Dessa forma, o excesso de leptina produzida por indivíduos obesos pode resultar em um aumento fisiológico dos níveis de TRH, que por sua vez, irá aumentar os níveis de TSH. Além disso, o excesso de leptina também pode ativar a enzima deiodinase, responsável por converter T4 em T3, podendo resultar em um aumento nos níveis de T3. Em vista disto, ao analisar exames de sangue de pacientes obesos, muitos profissionais podem imaginar um quadro de hipotireoidismo subclínico, entretanto, esses exames devem ser analisados com cautela e, muitas vezes, apenas uma redução do peso corporal já é capaz de normalizá-los, uma vez que haverá redução dos níveis de leptina. Curiosidade: Foi mostrado em camundongos obesos que a sinalização da leptina no núcleo arqueado do hipotálamo é permanentemente ativada. O resultado dessa ativação persistente, oriundo das altas concentrações endógenas de leptina circulante, é uma saturação da sinalização da leptina e uma falha em responder a esse hormônio (caracterizando a resistência à leptina). Esse fato ocorre porque a sinalização persistente da leptina aumenta a expressão do supressor da sinalização de citocinas 3 (SOCS3) e da proteína tirosina fosfatase (PTP1B), resultando em uma cascata de sinalização de leptina bloqueada. Nesse sentido, um estudo publicado em 2019 mostrou que uma redução parcial dos níveis de leptina resultou em uma redução da ingestão alimentar em camundongos obesos, ocasionando um aumento na sua sensibilidade. Dessa forma, nem sempre um aumento nos níveis de leptina trará desfechos positivos na regulação da ingestão alimentar, indivíduos obesos já apresentam níveis elevados e uma estratégia interessante poderia ser reduzir esses níveis. Além da leptina, o tecido adiposo secreta, por exemplo, o hormônio adiponectina. A adiponectina desempenha funções em diversos tecidos e sua sinalização é responsável pelo aumento da sensibilidade à insulina. O fígado é o principal alvo de ação desse hormônio. Conforme já estudado neste e-book, o fígado é um dos órgãos que se tornam resistências à insulina e considerando Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 112 que ele é responsável pela produção de glicose, seja pela gliconeogênese seja pela glicogenólise, a resistência à insulina intensifica esses processos (lembrem que a insulina inibe a gliconeogênese e glicogenólise). Nesse sentido, a adiponectina estimula a ativação da proteína AMPK, responsável por diminuir a síntese de fosfoenolpiruvato carboxicinase (PEPCK) e glicose-6-fosfatase (G6Pase), enzimas envolvidas com a produção hepática de glicose (gliconeogênese). Além disso, a ativação da AMPK estimula a translocação de GLUT-4 na célula muscular, aumentando a captação de glicose e, consequentemente, diminuindo seus níveis plasmáticos. Entretanto, no processo de aumento de gordura corporal (especialmente visceral), há uma redução da produção de adiponectina, contribuindo para o agravamento do quadro de resistência à insulina. Portanto, percebam que o paciente obeso e/ou com sobrepeso apresenta diversas respostas hormonais alteradas, que contribuem tanto para o aumento do apetite (resistência à leptina e à insulina) quanto para o agravamento da resistência à insulina (diminuição de adiponectina, aumento de citocinas inflamatórias, excesso de ácidos graxos livres). 7.3 ALIMENTOS PROCESSADOS - IMPACTOS SOBRE O METABOLISMO Uma das recomendações gerais acerca de alimentação saudável é evitar o consumo de alimentos ultra processados, devido a seus altos teores calóricos e baixos valores nutricionais. Dessa forma, alimentos ultra processados são baratos, práticos, com alta densidade energética e com quantidades mínimas de micronutrientes necessários ao adequado funcionamento corporal. Nesse sentido, sabendo que o aumento da obesidade ocorreu com o aumento concomitante do consumo de industrializado, foi publicado um estudo em 2019, na revista Cell Metabolism, acerca do consumo de alimentos industrializados e seus impactos sobre o consumo alimentar. Nesse estudo, 10 homens e 10 mulheres foram designados a receber dois tipos de dietas, a dieta processada e a não processada por 14 dias. Todos os participantes receberam ambas as dietas, totalizando 28 dias de estudo. Durante cada fase de dieta, os participantes receberam três refeições diárias (todos os alimentos foram Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 113 fornecidos e os participantes permaneceram internados por 28 dias), sendo instruídos a consumir a quantidade desejada, sem restrições. Dessa forma, os participantes receberam três refeições diárias compostas por alimentos processados durante um período de 14 dias, seguido de uma dieta não processada por 14 dias, ou vice-versa. Os resultados desse estudo mostram que a ingestão energética foi em média 500 kcal por dia maior durante a dieta processada e esse aumento foi resultante principalmente da ingestão de carboidratos e de lipídeos. Sabe-se que a proteína é o principal macronutriente responsável pela saciedade, logo, a diminuição da sua ingestão, na dieta processada, pode ter sido um dos fatores pelo qual os participantes aumentaram sua ingestão calórica quando comparada a dieta não processada. Dessa forma, os participantes ganharam 0,9 kg na dieta processada e perderam 0,9 kg na dieta não processada, com um aumento de 0,4 kg de gordura na dieta processada e perda de 0,3 kg de gordura na dieta não processada. Por último, não foi observado diferença entre as dietas para os exames de sensibilidade à insulina e de glicemia. Entretanto, esse fato pode ter sido pelo curto período de dieta (14 dias) e pelo nível de atividade física dos participantes, uma vez que eles realizavam 1h de exercícios diários e sabe-se que o exercício pode amenizar os efeitos deletérios que uma alimentação desequilibrada pode ocasionar. Portanto, podemos concluir que, de fato, alimentos processados contribuem para uma maior ingestão energética e, consequentemente, para o maior ganho de gordura corporal. Esses alimentos, na grande maioria das vezes, apresentam grandes quantidades de carboidratos, gorduras saturadase pouca fibra. A combinação de carboidrato e gordura torna o alimento mais palatável e a deficiência de fibras em menor poder sacietogêno. Dessa forma, embora não haja problemas em consumi-los esporadicamente, não é interessante tê-los como parte primordial da dieta. As recomendações de priorizar alimentos in natura, aumentar o consumo de frutas e vegetais, consumir grãos integrais, oleaginosas e boas fontes de gorduras continua sendo válida e deve nortear nossas escolhas alimentares para o adequado funcionamento do organismo e para o aumento da longevidade. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 114 Além disso, dietas com alimentos de baixa qualidade nutricional não afetam apenas a ingestão alimentar e o peso. Em 2018 foi publicado um artigo mostrando que uma dieta do tipo ocidental, rica em gorduras saturadas e açúcares, e pobre em frutas e vegetais, foi capaz de comprometer a camada de muco do cólon intestinal, aumentando sua penetrabilidade. Ambos os fatores são primordiais à saúde do hospedeiro, pois impedem que substâncias indesejáveis, como por exemplo, bactérias patogénicas, translouquem-se do intestino para a circulação sistêmica. A dieta ocidental, ainda, reduziu a abundância de bactérias benéficas que degradam as fibras dietéticas, uma vez que as fibras não estavam sendo ofertadas de forma adequada pela dieta. Dessa forma, ignorar o aspecto qualitativo da dieta e focar apenas no quantitativo ignora tanto os fatores composicionais dos alimentos (presença de fibras, vitaminas, minerais e fitoquímicos) quanto as repercussões metabólicas que podem ser ocasionadas. Portanto, precisamos entender que emagrecimento vai muito além de déficit calórico e há outros fatores que devem ser levados em consideração, como a qualidade da dieta (não podemos comparar 100g de morango com 100g de brigadeiro). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 115 REFERÊNCIAS HALL, Kevin D. et al. Ultra-processed diets cause excess calorie intake and weight gain: an inpatient randomized controlled trial of ad libitum food intake. Cell metabolism, v. 30, n. 1, p. 67-77. e3, 2019. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. KAHN, Barbara B. et al. Obesity and insulin resistance. The Journal of clinical investigation, v. 106, n. 4, p. 473-481, 2000. KAHN, Steven E.; HULL, Rebecca L.; UTZSCHNEIDER, Kristina M. Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes. Nature, v. 444, n. 7121, p. 840-846, 2006. KOK, Petra et al. High circulating thyrotropin levels in obese women are reduced after body weight loss induced by caloric restriction. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, v. 90, n. 8, p. 4659-4663, 2005. KÖNNER, A. Christine; BRÜNING, Jens C. Selective insulin and leptin resistance in metabolic disorders. Cell metabolism, v. 16, n. 2, p. 144-152, 2012. MARKS, D. A.; LIEBERMAN, M.; SMITH, C. Bioquímica Médica Básica de Marks-Uma abordagem Clínica. Artmed, 2007. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. SANTORO, Anna; MCGRAW, Timothy E.; KAHN, Barbara B. Insulin action in adipocytes, adipose remodeling, and systemic effects. Cell metabolism, v. 33, n. 4, p. 748-757, 2021. SCHROEDER, Bjoern O. et al. Bifidobacteria or fiber protects against diet- induced microbiota-mediated colonic mucus deterioration. Cell host & microbe, v. 23, n. 1, p. 27-40. e7, 2018. VALDÉS, Sergio et al. Reference values for TSH may be inadequate to define hypothyroidism in persons with morbid obesity: Di@ bet. es study. Obesity, v. 25, n. 4, p. 788-793, 2017. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 116 8 ADAPTAÇÕES FISIOLÓGICAS NA PERDA DE PESO Durante o processo de emagrecimento, a perda de peso com a dieta não ocorre de forma linear. A perda de peso é maior nas primeiras semanas e meses de dieta e vai atenuando conforme o peso corporal reduz, mesmo que se mantenha ou aumente o déficit energético através da restrição de calorias ou aumento do volume de treinamento. Como não bastasse, a restrição calórica e a perda de peso aumentam a fome, tornando a perda de peso um processo cada vez mais árduo. A dificuldade de perda de peso devido à redução do gasto energético e ao aumento da fome devido às alterações nos níveis de hormônios que controlam o apetite (redução da leptina e aumento da grelina) são respostas do organismo à perda de peso, efeitos fisiológicos que visam atenuar a perda de peso e restaurar as reservas de gordura e o peso corporal. Essas respostas fisiológicas do organismo que visam manter a homeostase são adaptações metabólicas induzidas pelo processo de perda de peso. Isso acontece porque nosso organismo foi programado geneticamente pela evolução para ser uma máquina eficiente de armazenamento de energia (gordura), a fim de assegurar as reservas energéticas nos períodos de fome durante a evolução do homem (hipótese do “genótipo econômico”). 8.1 TERMOGÊNESE ADAPTATIVA (ADAPTAÇÃO METABÓLICA) O gasto energético total (GET) é dado por três componentes: o gasto energético de repouso (GER), o gasto energético de não-repouso (GAF = exercício físico e outras atividades diárias, NEAT) e o efeito térmico dos Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 117 alimentos (ETA). Todos esses componentes sofrem redução com a perda de peso, mas essa redução do GET com a perda de peso é maior do que a prevista pela redução do peso corporal. Esse processo de redução do GET é independente da redução da massa magra e é conhecido como termogênese adaptativa. O famoso experimento da fome de Minessota (Minessota Starvation Experiment, 1944) foi o primeiro a descrever quantitativamente a termogênese adaptativa. Nesse estudo, o GER reduziu aproximadamente 600 kcal, e cerca de 35% da queda induzida pela fome no GER (~ 200 kcal) foi independente das perdas na massa livre de gordura (MLG), ou seja, efeito da termogênese adaptativa. A termogênese adaptativa é uma resposta do organismo à perda de peso e na obesidade, essa adaptação fisiológica é considerada parcialmente responsável por atenuar o processo de perda de peso e predispor os indivíduos ao reganho de peso. A termogênese adaptativa explica parcialmente por que qualquer dieta tende a ter uma eficácia limitada no longo prazo, independentemente da estratégia utilizada. Esse é um dos motivos pelos quais indivíduos com percentual de gordura muito elevado (cerca de 30% ou mais) dificilmente chegariam em um percentual de gordura muito baixo no período de poucas semanas ou meses. Um estudo que avaliou perda massiva de peso em indivíduos obesos que participaram do programa The Biggest Loser mostrou uma adaptação metabólica de cerca de 500 kcal, que foi persistente mesmo depois de 6 anos da perda de peso inicial, conforme mencionado abaixo. De qualquer forma, para a grande maioria das pessoas, a termogênese adaptativa não parece ser um fator tão importante para evitar a perda de peso ou favorecer o reganho de peso. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 118 Figura 8.1 - O processo de perda de peso / gordura ocorre de forma cada vez mais lenta conforme o tempo de dieta devido às adaptações metabólicas (termogênese adaptativa), que levam a redução do metabolismo basal. Importante lembrar que o GER já reduz normalmente pela própria redução do peso corporal. 8.1.1 ADAPTAÇÃO METABÓLICA PERSISTENTE 6 ANOS APÓS A COMPETIÇÃO “THE BIGGEST LOSER” É comumente observar afirmações acerca da estagnação da perda de peso e diminuição da taxa metabólica de repouso (quem nunca ouviu ou afirmou: “não consigo mais emagrecer porque o meu metabolismo ficou lento”). Conforme explicado acima, o metabolismo, de fato, diminui com a perda de peso, todavia,dificilmente a estagnação da perda de peso ocorre por esse motivo. Para compreender de forma mais minuciosa essa questão, vamos analisar um artigo que avaliou justamente a diminuição da taxa metabólica de repouso (TMR) em indivíduos que perderam bastante peso no programa “The Biggest Loser”. Em 2012, foi investigado as mudanças na TMR em 16 participantes do programa “The Biggest Loser”. Os participantes apresentavam obesidade grau III e foram submetidos a intensa intervenção de dieta e exercícios. Após 6 anos, 14 dos 16 participantes foram avaliados novamente sobre a composição corporal e a TMR (as medições da TMR foram realizadas usando o aparelho de calorimetria indireta, padrão ouro). Esses 14 participantes pesavam em média 149 kg no início do programa e 90,6 kg ao final da competição, a qual durou 30 Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 119 semanas. Após 6 anos do programa, esses participantes estavam com uma média de 131 kg. Após 6 anos, a maioria dos participantes recuperaram uma quantidade significativa de peso perdido durante o programa, todavia, houve um amplo grau de variação individual e uma perda média de peso de 11,9 kg. Reparem no gráfico abaixo que todos os participantes, exceto um, recuperaram parte do peso perdido. Além disso, foi observado que aproximadamente 80% das alterações no peso nas 30 semanas e nos 6 anos foram atribuíveis a massa gorda (ao contrário do que muitas pessoas ainda acreditam, o nosso corpo não irá priorizar o tecido muscular para geração de energia, principalmente em indivíduos obesos. Ele irá priorizar a geração de energia oriundo dos triglicerídeos armazenados no tecido adiposo). A TMR no início do programa era de 2607 kcal e ao final das 30 semanas, 1996 kcal. Após 6 anos, a TMR estava na média de 1903 kcal. Portanto, os autores observaram que apesar da recuperação de peso nos 6 anos seguintes ao programa “The Biggest Loser”, a TMR permaneceu reduzida. A TMR média após 6 anos foi de aproximadamente 500 kcal menor do que o esperado com base nas alterações medidas na composição corporal e no aumento da idade dos participantes. Embora muitas pessoas possam olhar para esses dados e Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 120 fazer várias alegações negativas a perda de peso, os participantes com a maior perda de peso no final da competição também tiveram a maior diminuição na TMR. Da mesma forma, os participantes que tiveram maior sucesso em manter o peso perdido após 6 anos também experimentaram maior diminuição da TMR. Essas observações sugerem que a adaptação metabólica (redução da TMR) foi uma resposta à intervenção concomitante no estilo de vida. Nesse sentido, em 2023, o escritor Kevin Hall publicou um artigo acerca desse estudo. Segundo Kevin Hall, ele esperava que a TMR suprimida se normalizasse após a recuperação de parte do peso perdido, afinal, a adaptação metabólica em indivíduos com peso estável após intervenções de perda de peso de longo prazo é tipicamente muito menor do que as observadas nos participantes do “The Biggest Loser”. O motivo dessa grande adaptação metabólica sustentada era um mistério, e não estava claro se os resultados poderiam ser extrapolados para intervenções menos extremas. No entanto, os dados foram amplamente mal interpretados como evidência de que as dietas para perda de peso “destroem o metabolismo” e a maioria das intervenções no estilo de vida estão fadadas ao fracasso – embora os participantes do “The Biggest Loser” tenham mantido uma média clinicamente significativa de aproximadamente 12% de perda de peso após 6 anos. E conforme já mencionado, o grau da adaptação metabólica no final da competição não esteve relacionado com a recuperação do peso subsequente e os participantes que mantiveram as maiores perdas de peso em 6 anos também experimentaram a maior adaptação metabólica contínua. Além disso, foi observado que o gasto com atividade física aumentou acentuadamente nos participantes após o início da competição e isso estava de acordo com suas várias horas diárias de exercícios vigorosos. Curiosamente, o gasto com atividade física permaneceu alto 6 anos depois, com um aumento médio de ~80% em 6 anos em comparação com a linha de base, correspondendo a um aumento de ~395 kcal/d ou ~5,3 kcal/d por quilograma de peso corporal. Os participantes que mantiveram maiores aumentos no gasto com atividade física após 6 anos também mantiveram maiores perdas de pesos e maiores reduções da TMR. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 121 Essas observações mencionadas acima levaram ao modelo de gasto energético restrito, pelo qual um aumento no gasto com atividade física pode ocasionar reduções compensatórias no gasto para outros processos (TMR). Pontzer et al. (2012) especularam que a adaptação metabólica pode refletir reduções nos processos fisiopatológicos que melhoram com o aumento da atividade física, como redução da inflamação crônica. Nesse sentido, surge a pergunta “os aumentos no gasto com atividades físicas nos competidores de The Biggest Loser poderiam ter causado adaptações metabólicas persistentes para diminuir a TMR? Caso a resposta for “sim”, isso pode explicar em parte porque graus semelhantes de adaptação metabólica não foram observados em resposta a programas de perda de peso de longo prazo que não envolveram grande aumento da atividade física. Suporte adicional para esta interpretação do estudo “The Biggest Loser” foi recentemente fornecido em uma análise transversal, a qual demonstrou que pessoas com maior gasto energético de atividade física também tiveram uma menor TMR, e o efeito foi maior para aqueles com maior gordura corporal. Portanto, por mais que a redução da TMR tenha sido maior que o esperado e se pendurado ao longo de 6 anos, os participantes apresentaram resultados positivos sobre o peso corporal. Dessa forma, esses resultados não devem ser interpretados como “a perda de peso/emagrecimento estraga o metabolismo”, mas sim como uma adaptação metabólica que proporcionou aos indivíduos maior perda de peso. Caso essa diminuição tivesse trazido alguma repercussão negativa, os participantes com maiores reduções da TMR não teriam sido os mesmos participantes que tiveram maior sucesso na perda de peso. 8.2 AUMENTO DO APETITE Outro grande desafio durante o processo de perda de peso é o aumento do apetite, que faz com que muitas pessoas não consigam manter a consistência da dieta e fracassem logo nas primeiras semanas ou meses de dieta. Esse aumento do apetite durante a dieta acontece principalmente porque a restrição Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 122 calórica e a perda de peso afetam diversos hormônios responsáveis pelo controle da saciedade e da fome no hipotálamo. Figura 8.2 - Embora a redução do gasto energético (termogênese adaptativa) dificulte o emagrecimento no longo prazo, a principal explicação para a estagnação do peso no curto prazo e o posterior reganho de peso é o aumento do apetite, devido às alterações que ocorrem nos hormônios que controlam a fome (grelina) e a saciedade (leptina, insulina). O principal hormônio regulador da saciedade é a leptina, secretada pelos adipócitos (células do tecido adiposo). A leptina é responsável por regular a ingestão energética e o peso corporal. A leptina controla o apetite atuando no hipotálamo inibindo neurônios que secretam peptídeos orexígenos (NPY, AgRP) e estimulando neurônios que secretam peptídeos anorexígenos (POMC, CART). Além de controlar a ingestão de calorias, a leptina também afeta o gasto energético. A redução da ingestão calórica e a perda de gordura provocam redução dos níveis de leptina. Com a redução das concentrações de leptina, a saciedade diminui. Para piorar a situação, ocorre aumento dosníveis de grelina, hormônio secretado principalmente no estômago e responsável pelo aumento da fome. Outros hormônios que controlam a saciedade também sofrem redução Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 123 durante a restrição calórica e perda de peso, entre os quais, a insulina, a colecistocinina (CCK), o PYY e a amilina. Estudos mostram que mesmo meses após a perda de peso (~ 1 ano), as concentrações desses hormônios continuam alteradas, tornando difícil a manutenção de um baixo peso corporal, principalmente de um baixo percentual de gordura. “A restrição calórica resulta em uma rápida e profunda redução nos níveis circulantes de leptina e no gasto energético e um aumento no apetite. Outros efeitos da perda de peso induzida pela dieta incluem níveis aumentados de grelina e níveis reduzidos de peptídeo YY e colecistocinina. Nosso estudo mostra que após a perda de peso induzida pela dieta, existem alterações na liberação pós-prandial de amilina e polipeptídeo pancreático e, mais importante, que alterações nos níveis de leptina, grelina, peptídeo YY, polipeptídeo inibidor gástrico, polipeptídeo pancreático, amilina e colecistocinina, bem como alterações no apetite, persistem por 12 meses. Além disso, é esperado que essas alterações facilitem a recuperação do peso perdido, com exceção da alteração no nível do polipeptídeo pancreático, que reduz a ingestão de alimentos” (SUMITHRAN, 2011). Os fisiculturistas mais experientes sabem que a manutenção de um baixo percentual de gordura é inviável sem manter uma restrição grande de calorias e/ou uso de drogas termogênicas, esteroides anabolizantes e GH. A alteração nos hormônios que controlam os mecanismos de fome e saciedade e o aumento da sensibilidade do sistema de recompensa são as principais justificativas para o reganho de peso. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 124 REFERÊNCIAS FOTHERGILL, Erin et al. Persistent metabolic adaptation 6 years after “The Biggest Loser” competition. Obesity, v. 24, n. 8, p. 1612-1619, 2016. GREENWAY, F. Physiological adaptations to weight loss and factors favouring weight regain. Int J Obes (Lond). Aug; 39(8):1188-96, 2015. HALL, K. et al. Energy balance and its components: implications for body weight regulation. Am J Clin Nutr. Apr;95(4):989-94, 2012. HALL, K. et al. Quantification of the effect of energy imbalance on bodyweight. Lancet. Aug 27; 378(9793):826-37, 2011. HALL, Kevin D. Energy compensation and metabolic adaptation:“The Biggest Loser” study reinterpreted. Obesity, v. 30, n. 1, p. 11-13, 2022. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. LEIBEL, R.; ROSENBAUM, M.; HIRSCH, J. Changes in energy expenditure resulting from altered body weight. N Engl J Med. Mar 9;332(10):621-8, 1995. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 125 9 METABOLISMO DO JEJUM INTERMITENTE Certamente você já ouviu falar ou leu algo relacionado ao jejum intermitente. O jejum intermitente é uma prática comum entre muitas religiões há milhares de anos, entretanto, recentemente vem sendo amplamente difundido no meio fitness devido a grande quantidade de livros de divulgação e artigos em blogs, muitas vezes exaltando o jejum intermitente como sendo um protocolo revolucionário para o tratamento da obesidade. Entretanto, será que ele realmente apresenta alguma superioridade ou é apenas mais uma “dieta da moda”? Vamos entendê-lo por meio do conhecimento adquiro em bioquímica ao longo deste livro, para posteriormente associá-lo a prática. Existem diversos protocolos de jejum intermitente, sendo que os três mais conhecidos e estudados são: jejum em dias alternados, jejum periódico e alimentação com restrição de tempo (time-restricted feeding, TRF). Independente do protocolo, o jejum intermitente caracteriza-se por um período sem se alimentar, por exemplo, você consumiu a última refeição as 20h e a sua próxima refeição será apenas as 12h do dia seguinte (jejum de 16h), ou apenas as 20h (jejum de 24h). Na sequência, iremos entender como ocorre seu metabolismo. Durante o jejum, nosso corpo muda gradativamente de uma predominância do metabolismo de carboidratos para uma predominância do metabolismo de lipídeos. Nesse sentido, após as refeições, os níveis de glicose e insulina estão elevados e a insulina favorece a captação de glicose no tecido muscular e adiposo, sendo armazenada como glicogênio, oxidada para produção de energia ou transformada em glicerol-3-fosfato (tecido adiposo). Os demais tecidos também utilizam glicose como fonte de energia no período pós- prandial, entretanto, não necessitam da sinalização de insulina para sua Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 126 captação. Além da insulina estimular a captação, oxidação e armazenamento de glicose, ela inibe a degradação proteica muscular, a lipólise e a oxidação de ácidos graxos (queima de gordura). Dessa forma, quando os níveis de insulina estão elevados, nosso organismo prioriza a oxidação de carboidratos e inibe a oxidação de gorduras. Algumas horas após as refeições, os níveis de glicose e insulina estão reduzidos e os níveis de glucagon estão aumentados. O glucagon estimula a glicogenólise hepática, a gliconeogênese e a lipólise no tecido adiposo. Esse fato ocorre porque a manutenção da glicemia no período pós-prandial é importante para o cérebro e para as hemácias, uma vez que são dependentes de glicose. Depois de algumas horas de jejum, outros hormônios antagônicos da insulina (cortisol, adrenalina e GH) se elevam e estimulam a lipólise, liberando os ácidos graxos do tecido adiposo para serem utilizados pelos demais tecidos e órgãos do organismo. Dessa forma, durante o jejum, os ácidos graxos passam a ser o substrato energético predominante para a maioria dos tecidos (exceto cérebro e hemácias), principalmente ao músculo esquelético. Considerando que o cérebro e que as hemácias são dependentes de glicose, o cortisol desempenha um papel muito importante nas primeiras horas de jejum, pois estimula degradação de proteínas no músculo esquelético, liberando aminoácidos (alanina, glutamina) para serem convertidos em glicose no fígado e nos rins (gliconeogênese). A gliconeogênese ganha muita importância conforme os níveis de glicogênio hepático ficam reduzidos. No entanto, um aumento da gliconeogênese intensifica o catabolismo de proteínas e para contrabalançar os efeitos do cortisol durante o jejum, ocorre aumento dos níveis de GH. O GH, assim como o cortisol, também estimula a lipólise e a gliconeogênese. Todavia, no tecido muscular, o GH atua reduzindo a degradação de proteínas. O efeito do GH na redução do catabolismo proteico parece estar relacionado a um aumento da lipólise e da oxidação de ácidos graxos, pois ao usar mais ácidos graxos como fonte de energia, o músculo diminui a oxidação de aminoácidos. Portanto, conforme o tempo de jejum aumenta (>12 horas), a lipólise e a gliconeogênese se intensificam, embora com predominâncias diferentes. O Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 127 cérebro é um ávido consumidor de glicose, consumindo cerca de 100-120g de glicose ao dia e é por esse motivo que a degradação de proteínas (gliconeogênese) aumenta nos primeiros dias de jejum. Ao mesmo tempo, o jejum e os baixos níveis de glicose e de insulina intensificam a lipólise no tecido adiposo. Dessa forma, muitos ácidos graxos inundam o fígado e se convertem em corpos cetônicos. No jejum prolongado (>2 dias), os corpos cetônicos passam a se tornar um importante combustível energético para os tecidos, incluindo o cérebro, que passa a consumir menos glicose. Logo, fica claro que durante o jejum, a gordura passa a ser o combustível energético primordial do organismo, seja na forma deácidos graxos ou por meio da sua conversão em corpos cetônicos. Pode-se dizer, então, que quanto mais tempo em jejum, maior será a oxidação de gorduras. Todavia, embora a oxidação de gorduras seja indispensável para o emagrecimento, maior oxidação não reflete em maior emagrecimento se o saldo calórico estiver positivo (consumo > gasto). 9.1 EFICÁCIA DO JEJUM INTERMITENTE NO EMAGRECIMENTO E NA OTIMIZAÇÃO DA COMPOSIÇÃO CORPORAL Iniciarei este tópico com uma simples pergunta. O jejum intermitente é uma estratégia mais eficiente para promover perda de gordura e, consequentemente, emagrecimento? Embora diversos estudos em animais e em humanos mostrem benefícios do jejum intermitente na saúde cardiometabólica (aumento da sensibilidade à insulina, perfil lipídico, perda de peso, redução da pressão arterial), não está claro se esses benefícios do jejum são independentes da perda de peso. Há diversos estudos que investigaram os efeitos do jejum intermitente na perda de peso, entretanto, a maioria desses estudos mostra que o jejum intermitente não promove maior perda de peso e de gordura quando comparado a uma estratégia convencional de dieta, ou seja, restrição calórica contínua. Nesse sentido, uma revisão sistemática de 40 estudos com seres humanos avaliou 12 estudos que Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 128 faziam comparação do jejum intermitente com restrição calórica contínua (dieta tradicional) e a conclusão foi a seguinte: “Embora o jejum intermitente pareça produzir efeitos semelhantes à restrição contínua de energia para reduzir o peso corporal, a massa gorda, a massa livre de gordura e melhorar a homeostase da glicose e reduzir o apetite, ele não parece atenuar outras respostas adaptativas à restrição energética ou melhorar a eficiência da perda de peso, embora a maioria das publicações revisadas não tenha capacidade para avaliar esses resultados. O jejum intermitente representa, portanto, uma opção válida – embora aparentemente não superior – à restrição contínua de energia para perda de peso” (SEIMON, 2015). Comer a cada 3 horas é uma prática comum entre fisiculturistas e praticantes de musculação, pois muitos têm medo de perder massa muscular dando intervalos maiores. No entanto, as principais evidências científicas mostram que o jejum intermitente não aumenta o risco de catabolismo muscular, uma vez que o catabolismo depende de outros fatores, como tamanho da restrição calórica, quantidade de proteínas consumida e destreinamento. O jejum intermitente, portanto, é uma estratégia que pode funcionar muito bem para alguns indivíduos, mas não tão bem para outros. Nesse sentido, pode ser interessante em indivíduos que visam emagrecimento, pois precisarão reduzir o seu consumo calórico ao longo do dia. Entretanto, para indivíduos que visam hipertrofia, essa estratégia pode não ser tão interessante, pois o consumo calórico é maior e há quem apresente dificuldade em consumir uma grande quantidade de comida em um período limitado. Além disso, um longo período sem ingerir proteínas diminui a síntese proteica muscular e aumenta a degradação. Dessa forma, o jejum intermitente pode ser uma estratégia limitada para promover hipertrofia muscular, embora não pareça ser um problema quando se trata de manutenção da massa muscular e otimização da perda de gordura. Tratando-se de fisiculturismo, o jejum intermitente pode ser uma estratégia interessante, principalmente na fase de pré-competição. Entretanto, isso não significa que ele seja um método melhor ou pior, significa apenas que pode ser útil para alguns indivíduos. De qualquer forma, não há nenhuma necessidade de comer a cada 2 ou 3 horas ou de fazer jejum intermitente para Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 129 otimizar a composição corporal. Planejamento dietético individualizado aliado a um planejamento de treinamento é superior a qualquer estilo específico de dieta. O método de jejum intermitente mais comumente utilizado no meio fitness é o que preconiza períodos de 16 horas em jejum com períodos de 8 horas para se alimentar. Porém, muitos indivíduos adotam períodos maiores em jejum, como 18 a 24 horas (Tabela 9.1). Tabela 9.1 – Jejum intermitente. A tabela ilustra dois modelos de dieta: dieta padrão com maior frequência de refeições e jejum intermitente com 16 horas de jejum e 3 refeições (modelo TRF). Concluindo, o jejum não oferece uma maior perda de peso quando comparado a um regime de restrição calórica contínua, não sendo uma estratégia diferenciada quando se trata de perda de peso e emagrecimento. Entretanto, esse fato não o torna inútil e sim uma opção adicional para aqueles indivíduos que desejam variar a estratégia dietética por motivos específicos. Por exemplos, indivíduos que não sentem fome nas primeiras horas do dia e que são acostumados a fracionarem menos as refeições podem se adaptar a essa estratégia. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 130 REFERÊNCIAS CAMPBELL, B. et al. Intermittent Energy Restriction Attenuates the Loss of Fat Free Mass in Resistance Trained Individuals. A Randomized Controlled Trial. J. Funct. Morphol. Kinesiol. 2020, 5(1), 19. FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada-7. Artmed Editora, 2018. HALUCH, Dudu. Emagrecimento e metabolismo, 2021. NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018. PATTERSON, R. et al. Intermittent Fasting and Human Metabolic Health. J Acad Nutr Diet. Aug; 115(8): 1203–1212, 2015. SAINSBURY, A. et al. Rationale for novel intermittent dieting strategies to attenuate adaptive responses to energy restriction. Obes Rev. Dec;19 Suppl 1:47-60, 2018. SEIMON, R. et al. Do intermittent diets provide physiological benefits over continuous diets for weight loss? A systematic review of clinical trials. Mol Cell Endocrinol. Dec 15;418 Pt 2:153-72, 2015. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 131 10 PERDA DE PESO RÁPIDA X PERDA DE PESO GRADUAL A ideia de que a perda de peso rápida favorece um maior reganho do peso a longo prazo quando comparada a perda de peso gradual é amplamente debatida. Nesse sentido, a maioria das pessoas acredita que realizar dietas com pequenos déficits calóricos pode ser superior a realizar dietas com maiores déficits calóricos, pois esse fato resultaria em uma perda de peso mais gradual e, consequentemente, menor seriam as chances de reganho. Essas afirmações decorrem-se, em parte, da ideia de que a obesidade é ocasionada por maus hábitos alimentares e a perda de peso gradual permitiria um tempo maior para que tais mudanças ocorram. Na sequência iremos analisar artigos que avaliaram se o sucesso na perda de peso era prejudicado em dietas extremamente baixas em calorias quando comparada a dietas com restrições mais brandas. O primeiro artigo que trago a vocês foi publicado em 2016, onde 57 indivíduos com sobrepeso e obesidade foram submetidos a seguir um programa dietético divido em três etapas. A primeira consistia em um período de perda de peso e os participantes foram divididos em dois grupos, o grupo de dieta baixa em caloria (1250 kcal/dia), que durou 12 semanas, e o grupo de dieta muito baixa em caloria (500 kcal/dia), que durou 5 semanas. A segunda e terceira etapa consistiam, respectivamente, em um período de estabilidade do peso por 4 semanas, ou seja, os participantes ingeriam dietas isocalóricas, seguido por um período de acompanhamento por 9 meses. Os resultados mostraram que os participantes perderam 8,2 kg após 12 semanas da dieta baixa em caloria e 9Kg após 5 semanas da dieta muito baixa em caloria. Entretanto, após completarem os 9 meses de acompanhamento, os participantes recuperaram 4,2 kg na dieta baixaem caloria e 4,5 kg na dieta muito baixa em caloria, não havendo diferença Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 132 significativa entre os grupos. Portanto, podemos observar que os participantes reganharam em média 50% do peso perdido após 9 meses, independente da perda de peso ter ocorrido de forma rápida (5 semanas) ou gradual (12 semanas). Outro estudo publicado na revista Lancet, em 2014, objetivou estudar a diferença entre a perda de peso realizada de forma rápida ou gradual. Nesse estudo, os participantes eram obesos e foram submetidos, aleatoriamente, a seguir dois tipos de dieta. A primeira continha entre 400 e 800 kcal/dia e durou 12 semanas (perda de peso rápida) e a segunda consistiu em uma dieta com déficit calórico de 400 a 500 kcal/dia e durou 36 semanas (perda de peso gradual). Dessa forma, para ambos os grupos foram prescritos um déficit de 105.000 kcal, a única diferença é que esse déficit foi atingido durante 12 ou durante 36 semanas. Na sequência, os participantes que atingiram uma perda de peso de pelo menos 12,5% foram submetidos a fase 2, que consistiu em uma dieta normocalórica por 144 semanas (obviamente que esses participantes receberam apenas orientações, pois seria inviável acompanhá-los de perto ao longo de quase 3 anos). Os resultados desse estudo mostraram que 81% dos participantes do grupo perda rápida concluíram a fase 1 (atingiram pelo menos 12,5% de perda de peso), contra 62% do grupo perda gradual. Esse fato pode se dar pela maior motivação dos pacientes, visto que perderam peso de forma mais rápida. Entretanto, o principal resultado do estudo está mostrado na Figura 10.1, a qual mostra o reganho de peso ao longo das 144 semanas. Sabe-se que uma das maiores dificuldades do processo de emagrecimento é mantê-lo por um período longo, justamente porque o nosso metabolismo vai sofrendo alterações à medida que o peso reduz, como aumento do apetite e redução do gasto calórico. Nesse sentido, a figura mostra que a média de reganho de peso foi de 10,4 kg nos participantes do grupo perda gradual e 10,3 kg nos participantes de perda rápida, não havendo diferença significativa entre os grupos. Reparem que embora os participantes tenham reganhado uma grande parcela do peso perdido, eles finalizaram o estudo pesando menos do que quando iniciaram, logo, a perda de peso foi sucedida. Além disso, não foi observado diferenças na composição corporal entre os grupos após as 144 semanas. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 133 Os autores, também, avaliaram as concentrações de leptina, hormônio relacionado à saciedade. Conforme esperado, a leptina apresentou uma diminuição em ambos os grupos durante a fase 1, sendo mais pronunciada no grupo perda rápida. Ao final da fase 2, as concentrações de leptina aumentaram em ambos os grupos. Esses resultados são esperados, uma vez que a leptina é um hormônio secretado pelo tecido adiposo e apresenta forte influência sobre a regulação do peso corporal, uma vez que há diminuição dos seus níveis resultante da diminuição do tecido adiposo e da ingestão alimentar. Considerando que os participantes reganharam em média 10 kg após as 144 semanas, seus estoques de tecido adiposo aumentam e, consequentemente, seus níveis de leptina também. Figura 10.1 – Ao final do estudo, a média de reconheço de peso entre os participantes do grupo perda rápida de peso (vermelho) e perda gradual de peso (azul) não teve diferença estatística (PURCELL et al., 2014). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 134 Portanto, os autores concluem que as evidências não apoiam uma abordagem de perda gradual de peso em relação a perda rápida de peso na prevenção da recuperação do peso perdido, pois a recuperação do peso perdido foi semelhante após uma perda de peso rápida ou gradual. Entretanto, precisamos ter cautela ao analisar esses resultados. Percebam que em ambos os estudos, os participantes apresentavam obesidade ou sobrepeso, logo, não podemos extrapolá-los para indivíduos eutróficos. Sabe- se que a massa gorda apresenta um efeito protetivo sobre a massa muscular, portanto, pacientes com maiores percentuais de gordura utilizam predominante gordura, estocada no tecido adiposo, como fonte de energia, poupando o tecido muscular. É importante ter em mente que esse fato apenas reduz, e não zera, a magnitude de utilização do tecido muscular como fonte de energia quando comparado a pacientes eutróficos. Dessa forma, pacientes com sobrepeso e obesidade podem se beneficiar de uma perda rápida de peso, visto que já se tomou conhecimento que esse fato não irá impactar negativamente no reganho de peso a longo prazo, além disso, uma perda de peso de forma mais rápida pode contribuir para que o paciente se sinta mais motivado em seguir o planejamento dietético. Por outro lado, em pacientes eutróficos e em atletas, essa estratégia pode não ser muito interessante e uma perda de peso de forma gradual com um adequado aporte de proteínas é mais interessante, visando a manutenção da massa muscular (o tamanho do déficit calórico também irá influenciar na magnitude da perda de massa muscular). Ademais, há pessoas que acreditam que a perda rápida de peso favorece uma maior diminuição da taxa metabólica basal (energia necessária para manter as funções fisiológicas básicas de um organismo em repouso) e esse fato contribuiria para o maior reganho de peso. Lembrem que um dos componentes da taxa metabólica basal é o peso corporal, portanto, independente da perda de peso ter sigo gerada de forma rápida ou gradual, haverá impacto sobre da taxa metabólica basal, diminuindo-a. Obviamente, o peso corporal apresenta diferentes componentes e a composição corporal impacta na taxa metabólica basal. Sabe-se que 1 kg de massa muscular aumenta o gasto energético em 13 kcal e 1 kg de tecido adiposo, em 4,5 kcal. Portanto, embora o tecido muscular gaste mais calorias Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 135 quando comparado ao tecido adiposo, 1 kg de massa muscular não aumenta o metabolismo de forma expressiva, uma vez que 5 kg de tecido muscular aumentariam em 65 kcal o gasto energético. A tabela 10.1 mostra a taxa metabólica basal dos diferentes tecidos. Tabela 10.1 - Taxa metabólica dos órgãos/tecidos (WANG, 2010). Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 136 REFERÊNCIAS PURCELL, Katrina et al. The effect of rate of weight loss on long-term weight management: a randomised controlled trial. The Lancet Diabetes & Endocrinology, v. 2, n. 12, p. 954-962, 2014. VINK, Roel G. et al. The effect of rate of weight loss on long‐term weight regain in adults with overweight and obesity. Obesity, v. 24, n. 2, p. 321-327, 2016. WANG, Z. et al. Specific metabolic rates of major organs and tissues across adulthood: evaluation by mechanistic model of resting energy expenditure. Am J Clin Nutr. Dec; 92 (6): 1369–1377, 2010. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 137 11 TERMOGÊNICOS E INIBIDORES DO APETITE 11.1 INTRODUÇÃO Os suplementos termogênicos estão entre os mais vendidos nas lojas de suplementos, e apresentam a premissa de auxiliarem no processo de emagrecimento. Considerando que um dos principais desejos da maioria das pessoas é perder ou controlar a gordura corporal, não é à toa que os suplementos termogênicos movimentam um grande fluxo de capital. Há diversos suplementos termogênicos disponíveis comercialmente e iremos discuti-los na sequência, uma vez que precisamos, primeiramente, entender o que, de fato, são termogênicos. Os termogênicos são compostos voltados para o aumento do gasto energético e objetivam auxiliar naperda de peso. Sabe-se que a perda de gordura corporal ocorre quando há um balanço calórico negativo (déficit calórico) e os termogênicos, teoricamente, auxiliariam nesse processo, aumentando o gasto e contribuindo para o déficit calórico. Irei utilizar um exemplo bem simples para o melhor entendimento. Pablo gasta 2500 kcal por dia, ingere 2000 kcal e utiliza 6 mg/kg de cafeína como pré-treino. Imagine que a cafeína aumente o gasto energético em 300 kcal, logo, Pablo que estava com um déficit de 500 kcal pela alimentação, passa para um déficit de 800 kcal (500 kcal da alimentação + 300 kcal da cafeína). Percebam que a cafeína entrou como um coadjuvante, permitindo com que o déficit calórico pela alimentação de Pablo seja menor. Infelizmente, este foi apenas um exemplo ilusório, embora uma parte de nós desejasse não ser. Em primeiro lugar, a maioria dos termogênicos não promovem um aumento significativo no gasto calórico e em segundo, estamos Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 138 considerando um cenário perfeito onde o indivíduo segue dieta. Você verá ao longo deste tópico que os termogênicos considerados seguros são pouco eficazes no processo de emagrecimento e que, na grande maioria das vezes, o seu uso não está associado a um déficit calórico promovido pela alimentação. Conforme mencionado, há diversos suplementos termogênicos disponíveis comercialmente e iremos discuti-los na sequência deste capítulo. Primeiramente, iremos estudar acerca dos receptores adrenérgicos, uma vez que vários dos suplementos ou fármacos utilizados possuem mecanismos de ação pela ligação direta ou indireta nesses receptores. Na sequência iremos estudar os termogênicos naturais e os termogênicos farmacológicos. 11.2 RECEPTORES ADRENÉRGICOS Primeiramente, precisamos entender o que é um receptor. Receptores, de maneira geral, são proteínas localizadas na membrana plasmática das células (por exemplo, há diferentes receptores nas células adiposas, nas células musculares, nos hepatócitos, nas células pancreáticas etc.). A ligação de moléculas específicas a esses receptores desencadeia respostas fisiológicas. Por exemplo, a ligação do hormônio insulina ao seu receptor no tecido muscular permite a translocação de GLUT4 e, consequentemente, a entrada de glicose. As catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) exercem seus efeitos fisiológicos por meio de sua ligação a receptores adrenérgicos na membrana das células. Existem diferentes receptores adrenérgicos e os efeitos das catecolaminas variam de acordo com o receptor em que ela está ligada. Nesse sentido, agentes simpatomiméticos são substâncias que podem se ligar diretamente a receptores adrenérgicos (simpatomiméticos de ação direta) ou que podem aumentar a liberação de catecolaminas (simpatomiméticos de ação indireta), as quais se ligam nos receptores adrenérgicos. Os receptores adrenérgicos subdividem-se em α-1 e α-2, β-1, β-2 e β-3. Os quatro tipos de receptores adrenérgicos são encontrados em tecidos-alvo diferentes e controlam respostas diferentes, como aumento na degradação de glicogênio e gordura. Considerando que os receptores adrenérgicos são encontrados em diferentes tecidos, um único Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 139 fármaco, sem seletividade, pode desencadear diferentes respostas fisiológicas, como por exemplo aumento da pressão arterial e da frequência cardíaca. Conforme iremos estudar ao longo deste capítulo, os efeitos lipolíticos de alguns termogênicos estão associados a ligação desses fármacos a alguns desses receptores, ou ao aumento de catecolaminas. Dois receptores adrenérgicos desempenham um papel importante, o receptor α-2 e o receptor β- 2. Drogas que são antagonistas do receptor α-2 (Ioimbina) e drogas agonistas do receptor β-2 (Efedrina, Clembuterol, Salbutamol) aumentam a lipólise e a oxidação de gordura. Figura 11.1 - Essa figura ilustra os principais fármacos com efeitos termogênicos utilizados no fisiculturismo e os principais receptores adrenérgicos envolvidos na atividade de cada uma dessas drogas. A seta indica atividade agonista sobre o receptor e a seta com barra (na Ioimbina) indica atividade antagonista do fármaco no receptor. Observação: Os agonistas são análogos estruturais que se ligam a um receptor e mimetizam o efeito normal do ligante natural; os antagonistas são análogos que se ligam ao receptor sem disparar o efeito normal e, desta forma, bloqueiam os efeitos dos agonistas, incluindo o ligante biológico. Em alguns casos, a afinidade do receptor por agonistas ou antagonistas sintéticos é maior do que pelo agonista natural. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 140 Tabela 11.1 - Efeitos fisiológicos das catecolaminas de acordo com os receptores α e β-adrenérgicos. 11.3 CHÁ VERDE O chá verde é a planta Camellia sinensis, a qual é rica em polifenóis, principalmente catequinas. Há quatro principais catequinas presentes no chá verde: epicatequina, epicatequina-3-galato, epigalocatequina e epigalocatequina-3-galato, sendo a última a mais estudada. São as catequinas que, de fato, irão exercer os efeitos fisiológicos da suplementação com chá verde. O mecanismo de ação do chá verde é devido a inibição da enzima Catecol O-Metiltransferase (COMT). Essa enzima degrada as catecolaminas ativas (dopamina, adrenalina e noradrenalina), logo, quanto maior é a expressão de COMT, menor será a concentração de catecolaminas. Conforme mencionado, as catecolaminas exercem seus efeitos fisiológicos por meio de sua ligação a receptores adrenérgicos na membrana das células. Na célula adiposa, por exemplo, a adrenalina se liga em seu receptor β-adrenérgico e promove a lipólise (quebra dos triglicerídeos em ácidos graxos e glicerol). Conforme mostrado na figura 11.2, a adrenalina se liga no seu receptor e ativa a enzima adenilato-ciclase, responsável por quebrar o ATP em AMPc. O AMPc, por sua vez, ativa a proteína-cinase dependente de cAMP, também chamada de proteína-cinase A ou PKA, a qual fosforila (adiciona um grupo fosfato) e, consequentemente, ativa a enzima lipase hormônio sensível (LHS). A Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 141 enzima LHS é uma das enzimas responsáveis pelo processo de lipólise. Dessa forma, o aumento de catecolaminas induzido pela inibição de COMT causaria uma maior taxa de lipólise e, consequentemente, auxiliariam no processo de emagrecimento. Embora existam estudos em humanos mostrando aumento nas concentrações de catecolaminas com a suplementação de chá verde, o mecanismo de inibição da enzima COMT pelo chá verde não é totalmente comprovado em humanos. Figura 11.2 - Ligação de adrenalina ao receptor β-adrenérgico presente na célula adiposa. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 142 Dessa forma, o chá verde exerce efeito termogênico, mas em uma magnitude muito pequena. Alguns estudos de meta-análise mostram que o chá verde pode aumentar o gasto energético em ~5% (por exemplo, um indivíduo com gasto de 3000 kcal, aumentaria o seu gasto em 150 kcal). Embora essa taxa de ~5% possa parecer significativa em alguns casos, os estudos que a mostram apresentam muitos vieses e não podemos confiar em seus resultados. Quando se avalia a suplementação de cafeína em conjunto com a suplementação de chá verde, os resultados sobre o aumento do gasto calórico são pequenos (60 a 150 kcal) e a maioria dos estudos não controla a dieta dos participantes. Não controlar a dieta dos participantes configura um viés muito grande para os estudos, uma vez que não podemos afirmar que os resultados encontrados foram devido a suplementação ou a mudanças na dieta (por exemplo, Carlos perdeu 1 kg após suplementar chá verde. Pelo fato da dieta de Carlos não ter sido controlada,essa diferença de 1 kg pode ter sido devido a uma restrição calórica ou a uma prática maior de atividade física, e não a suplementação de chá verde). Além disso, alguns estudos são realizados com asiáticos. A população asiática apresenta maior expressão da enzima COMT e, consequentemente, são mais responsivos a suplementação com chá verde. Nesse sentido, é importante cuidar a população do estudo que avaliou a suplementação de chá verde, uma vez que não podemos comparar os resultados de asiáticos com outras populações, como por exemplo, de brasileiros. De maneira geral, os estudos mostram um aumento mínimo no gasto calórico com o uso de suplementos termogênicos naturais e a quantidade calórica gasta pode ser facilmente anulada com o consumo de uma maçã, por exemplo. Em 2005, Belza e Jessen observaram que a ingestão de um termogênico, contendo extrato de chá verde, capsaicina, cafeína e tirosina, aumentou o gasto energético de repouso em apenas 2%. Considerando que você apresenta um gasto de 2000Kcal, o termogênico aumentou em apenas 40Kcal (uma maçã apresenta, em média, 70kcal). Em 2007, Belza et al. encontraram que a cafeína aumentou em 6% a taxa metabólica de repouso (±100-120kcal/dia), enquanto o extrato de chá verde aumentou em 2% a taxa metabólica de repouso. Por último, Janssens et al. (2015) não observaram Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 143 diferença significativa na composição corporal após a suplementação com extrato de chá verde. Portanto, as catequinas presentes no chá verde, de fato, aumentam o gasto calórico, todavia, esse aumento é pequeno e dificilmente terá relevância clínica no processo de emagrecimento. 11.4 CAFEÍNA A cafeína é encontrada em diferentes alimentos (grãos de café, folhas de chá, chocolate, grãos de cacau), mas a sua maior concentração é no café. Em 150ml de café de infusão, encontra-se 20 a 50mg de cafeína, enquanto 150ml de café expresso, encontra-se cerca de 100mg de cafeína. Em contrapartida, 240ml de chá verde apresenta cerca de 30mg de cafeína. A cafeína tem diferentes mecanismos de ação, sendo principalmente antagonista dos receptores de adenosina. A adenosina é um neurotransmissor que ao se ligar em seu receptor estimula a sensação de sono e cansaço. Dessa forma, a cafeína antagoniza os receptores de adenosina e prejudica a ligação da adenosina, diminuindo a sensação de sono e cansaço e aumentando a sensação de alerta (é importância mencionar que o consumo de cafeína pode aumentar os receptores de adenosina, voltando aos níveis basais em média 2 semanas após cessar o uso). Esse é o principal motivo pelo qual a cafeína aumenta a performance. Além disso, a cafeína pode aumentar a liberação de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina), exercendo seus possíveis efeitos termogênicos. Esse fato parece ocorrer porque a adenosina, ao se ligar no seu receptor, diminui a liberação de noradrenalina. Logo, ao antagonizar os receptores de adenosina, a cafeína aumenta os níveis de noradrenalina. As doses recomendadas de cafeína para melhora do desempenho esportiva são de 3 a 6 mg/kg. Embora a cafeína apresente uma boa comprovação para melhora do desempenho esportivo, o mesmo não ocorre com o emagrecimento, uma vez que o efeito termogênico da cafeína é muito pequeno. Nesse sentido, um estudo publicado por Acheson et al. (2004) mostrou que a suplementação com 10 mg/kg de cafeína aumentou em 13% o gasto Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 144 energético. Embora esse aumento de 13% pareça muito, ele foi referente apenas as 4 horas em que os participantes do estudo permaneceram na calorimetria indireta (o grupo placebo gastou 1,4 kcal/min e o grupo cafeína, 1,55 kcal/min, sendo que no final das 4 horas de teste, o aumento no gasto energético foi de apenas 36 kcal). Algumas pessoas podem pensar “se a suplementação de cafeína aumentou o gasto energético em 36 kcal durante 4 horas, ela aumenta em 216 kcal durante 24 horas”, esse pensamento não é correto, uma vez que a cafeína tem um pico de ação plasmática por volta de 60 – 120 minutos, logo, esse aumento no gasto energético é maior nas duas primeiras horas e após as 4 horas de teste na calorimetria indireta, o aumento no gasto energético tende a ser praticamente nulo. Além disso, as doses utilizadas de cafeína foram elevadas (10 mg/kg), uma vez que a recomendação é de até 6 mg/kg. Em 1989 foi publicado um estudo na American Journal of Clinical Nutrition mostrando que a suplementação com 100 mg de cafeína aumentou o gasto energético de repouso em apenas 3 a 4% ao longo de 150 minutos (por exemplo, se um indivíduo tem o gasto energético de repouso de 1800 kcal, iria aumentá-lo em apenas 54 – 72 kcal). Nessa mesma revista, foi publicado outro artigo onde a suplementação com 8 mg/kg de cafeína aumentou a taxa metabólica em 16% ao longo de 3 horas após a sua ingestão. Conforme já mencionado, embora esse aumento 16% pareça muito, ele foi referente apenas as 3 horas após a suplementação com cafeína, não se mantendo constante ao longo das 24h (por exemplo, para um indivíduo com gasto de 1800 kcal ao dia, representaria um aumento de apenas 36 kcal). Além disso, tem estudos mostrando que a suplementação com 5 mg/kg de cafeína nem aumentou o gasto energético. Portanto, a cafeína pode, sim, aumentar o gasto energético, porém é um aumento muito pequeno e que não apresenta relevância clínica. Curiosidade: O principal local de metabolização da cafeína é no fígado por meio do sistema do citocromo P450 1A2 (CYP1A2), composto por uma família de enzimas. O CYP1A2 é responsável por aproximadamente 95% do metabolismo da cafeína e demonstra ampla variabilidade na atividade enzimática entre os indivíduos. Tem indivíduos que apresentam uma alta atividade das enzimas CYP1A2, enquanto outros, uma baixa atividade. Esse fato explica por que Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 145 existem indivíduos que se beneficiam com a suplementação de cafeína, aumentando sua performance (metabolizadores rápidos de cafeína), enquanto outros apresentam efeitos contrários e indesejáveis (metabolizadores lentos de cafeína). 11.5 CITRUS AURANTIUM O Citrus aurantium vem da laranja amarga e ficou conhecido pelo produto advantra Z, composto principalmente por Citrus aurantium. O principal constituinte do Citrus aurantium é a sinefrina, especificamente a isoforma p- sinefrina. Nesse sentido, alguns estudos mostram que a p-sinefrina atua principalmente nos receptores β-3 adrenérgicos, presentes principalmente no tecido adiposo. Considerando a presença de receptores β-3 adrenérgicos no tecido adiposo, a citrus aurantium poderia aumentar a lipólise e o gasto energético, ao mesmo tempo que não causaria aumento da pressão arterial e da frequência cardíaca. A dose padrão de Citrus aurantium é de 500 mg por dia, o que resulta em 50 mg de p-sinefrina. Os efeitos termogênicos da p-sinefrina são muito pequenos, da mesma forma que o chá verde. Foi observado que a suplementação com 100 mg/kg de p-sinefrina em combinação com 100 mg de cafeína aumentou a oxidação de gorduras, porém, a magnitude do aumento foi muito pequena, não sendo relevante para a prática clínica. Além disso, a maioria dos estudos que avaliam perda de peso são estudos mal controlados, não podendo afirmar que a suplementação de p-sinefrina auxilia na perda de peso. 11.6 CAPSAICINA E CAPSIATE A pimenta vermelha (capsaicina) e a pimenta doce (capsiate) podem ativar o receptor TRPV1, aumentando a liberação de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina), as quais podem aumentar a ativação dos receptores adrenérgicos e, consequentemente, aumentar a lipólise e o gasto energético. Nesse sentido, uma meta-análise mostrou que a suplementação de 30-130 mg Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch eTanise Michelotti 146 capsaicina e 6-9 mg de capsiate aumentou o gasto energético e a oxidação de gorduras. Todavia, os estudos publicados nesse meta-análise são limitados e os autores concluem que a suplementação com capsaicina e capsiate não apresentou efeitos clínicos sobre a perda de peso. Outra meta-análise mostrou aumento de apenas 70 kcal com a suplementação de capsaicina e capsiate. Dessa forma, percebam que os termogênicos considerados seguros não aumentam o gasto calórico de maneira significativa. Além disso, quando nos encontramos em situações de repouso, os ácidos graxos liberados do tecido adiposo podem ser novamente reesterificados a triglicerídeos para armazenamento (por qual motivo o seu corpo iria oxidá-los? Para você assistir Netflix no sofá de casa? O seu corpo é esperto, ele não irá produzir energia à toa). 11.7 IOIMBINA A ioimbina é um fármaco derivado da planta Pausinystalia yohimbe e da planta Rauwolfia Serpentina. Alguns suplementos apresentam na composição extrato de yohimbe, que apresenta em média 3 a 5% de ioimbina pura. Portanto, é importante deixar claro que extrato de yohimbe não é o mesmo que ioimbina (a ioimbina pura é encontrada na medicação “Yomax”). Esse fármaco apresenta 5,4 mg de cloridrato de ioimbina (ioimbina pura), sendo utilizado para o tratamento de disfunção erétil, uma vez que a ioimbina pode exercer um efeito vasodilatador. A ioimbina é uma antagonista de receptores α-2 adrenérgicos. Os receptores α-2 adrenérgicos estão espalhados por diversos tecidos do organismo e no tecido adiposo, quando ativados, esses receptores possuem efeitos anti-lipolíticos. Nesse sentido, quando há uma redução na ativação de receptores α-2 adrenérgicos, há aumento na liberação de noradrenalina e aumento nos níveis de AMPc, contribuindo para o aumento da lipólise. Um assunto muito abordado é acerca da ioimbina ter um efeito maior em mulheres. Nesse sentido, considerando que a ioimbina é uma antagonista de receptores α-2 adrenérgicos e que o estrogênio causa um up regulation de Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 147 receptores α-2 adrenérgicos, a ioimbina teoricamente exerceria seu efeito lipolítico principalmente em mulheres, uma vez que as mulheres apresentam proporcionalmente mais estrogênio e, portanto, maior expressão de receptores α-2 adrenérgicos. Além disso, esse aumento de estrogênio é o responsável pela deposição de gordura clássica de mulheres pré-menopausa (maior gordura nas coxas e nos glúteos e menor gordura na região abdominal). Mulheres pós-menopausa ocorre o oposto, com menor deposição de gordura nas coxas e nos glúteos e maior deposição na região abdominal. Nesse sentido, menciona-se que a ioimbina auxilia na perda de gordura localizada, uma vez que os receptores α-2 adrenérgicos nas mulheres estão localizados na região glúteo femoral. Porém, são apenas mecanismos e não há estudos avaliando efeito maior da ioimbina em mulheres. A ioimbina apresenta uma baixa comprovação cientifica para o emagrecimento, uma vez que os estudos com ioimbina voltados para o emagrecimento são muito limitados, não apresentando controle de dieta. Nesse sentido, 1986, foi publicado um estudo onde 21 mulheres com obesidade consumiram 400 kcal durante 4 semanas, incluindo 7 dias com 15 mg de ioimbina. Nessa semana de utilização de ioimbina, as mulheres perderam em média 0,66 kg a mais do que o grupo placebo. Entretanto, o estudo não teve um controle adequado da ingestão calórica, dificultando a confiabilidade dos resultados. Em conjunto, o estudo observou aumento de ácidos graxos livres, indicando uma maior lipólise. Conforme já mencionado, aumentar lipólise não, necessariamente, irá se refletir em emagrecimento. Em 2011 foi publicado outro estudo com 20 jogadores de futebol de elite utilizando 20 mg de ioimbina fracionada em duas doses de 10 mg ao dia. Os autores observaram uma perda de quase 2 kg de gordura com a utilização de ioimbina, entretanto, a dieta foi controlada apenas 7 dias antes dos testes. Percebam que é muito difícil avaliar um suplemento e/ou um fármaco sobre o emagrecimento quando não há controle de dieta, pois não é possível afirmar se os resultados encontrados foram devido a mudanças na dieta e/ou exercício ou se foram devido a introdução do suplemento e/ou do fármaco. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 148 Portanto, os dados com ioimbina são muito limitados e não podemos afirmar que ela funciona ou que não funciona. Além disso, é importante compreender que a ioimbina pode causar efeitos colaterais. Os efeitos colaterais mais comuns da ioimbina incluem tremores, insônia, aumento de pressão arterial e da frequência cardíaca, ansiedade, dores de cabeça e tontura, enjoos e ânsia de vomito (esses últimos dois efeitos colaterais são observados principalmente com a suplementação em jejum.). Nas doses de 5 a 20 mg/dia os estudos mostram pouco ou mesmo nenhum efeito colateral. 11.8 EFEDRINA A Efedrina é um fármaco da classe das aminas simpatomiméticas, ou seja, atua aumentando a liberação de catecolaminas e é agonista dos receptores adrenérgicos β-1, β-2 e α-1. Em sua forma natural, a efedrina é conhecida como Ma Huang e tem sido utilizada na medicina tradicional chinesa como estimulante e anti-asmática desde a antiguidade. É utilizada terapeuticamente como descongestionante nasal, broncodilatador (asma, bronquite) e no tratamento da hipotensão. No Brasil pode ser encontrada em medicamentos como Franol (15 mg) e Marax (25 mg). Essa droga tem sido utilizada por fisiculturistas na fase de pré- competição, visando aumento da queima de gordura. Também é utilizada por atletas de força como um estimulante, além de ter potencial para aumento de força. A efedrina age no sistema nervoso central e nos receptores α e β- adrenérgicos, diferente do clembuterol e do salbutamol, que são agonistas seletivos dos receptores adrenérgicos β-2. A efedrina também aumenta a liberação de noradrenalina e inibe sua recaptação, aumentando a atividade desse hormônio nos receptores adrenérgicos (α e β). Efedrina não tem uma afinidade tão forte com os receptores β-2, como o clembuterol. Por isso não é tão poderosa para queima de gordura como esse fármaco. No entanto, ela tem vantagens adicionais, como inibidora do apetite e também pode ser usada continuamente por mais tempo, já que não leva uma saturação tão rápida dos receptores adrenérgicos β-2, como é o caso do clembuterol e do salbutamol. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 149 A efedrina é utilizada por fisiculturistas geralmente na fase de pré-contest, visando aumento da lipólise, do metabolismo e também supressão do apetite. Estudos indicam que essa droga é mais potente para queima de gordura quando combinada com cafeína (combo EC), mas também existem atletas que combinam efedrina com cafeína e aspirina, o famoso combo ECA. Estudos mostram que a aspirina (cerca de 300 mg/dia) potencializa o efeito termogênico do combo. Fisiculturistas geralmente utilizam efedrina em dosagens que variam de 15 a 30 mg três vezes ao dia. Muitos usuários evitam seu uso próximo ao horário de dormir para evitar insônia. O combo EC é um dos mais utilizados por atletas na fase de pré-competição. Atletas de levantamento de peso gostam de utilizar efedrina antes dos treinos e das competições como estimulante e visando aumento de força. Nesse sentido, um estudo publicado em 1991 utilizou 10 mg e 20 mg de efedrina com 100 mg ou 200 mg de cafeína de forma isolada ou em combinação. O grupo que utilizou 20 mg de efedrina com 200 mg de cafeína foi o que mais aumentou o gasto energético. Esse aumento no gasto foi de 30 kcal em 3 horas, uma média de 10 kcal por hora, e em teoria, em 24h, aumentaria 240 kcal. Outro estudo avaliou 20 mg de efedrina com 200mg de cafeína três vezes ao dia, totalizando 60 mg de efedrina e 600 mg de cafeína ao dia. A perda de peso total do grupo efedrina + cafeína não foi muito diferente do grupo placebo (1,7kg), mas a composição corporal sim. O grupo efedrina + cafeína perder 4,5 kg a mais de peso gordo e perdeu 2,8 kg a menos de massa magra quando comparado ao grupo placebo. Além disso, o grupo efedrina teve um aumento muito maior na oxidação de gorduras. O grupo efedrina reduziu menos o gasto energético em relação ao grupo placebo, mesmo perdendo mais peso. Dessa forma, ao analisar os estudos com efedrina, não é observado um grande impacto no aumento do gasto calórico, mas sim na oxidação de gorduras e na supressão do apetite. A efedrina pode atuar a nível do sistema nervoso central, influenciando nos neurônios anorexígenos, além de ter efeito sobre o esvaziamento gástrico. Nesse sentido, um estudo utilizou 50 mg de efedrina, 15 mg de ioimbina ou placebo, e o grupo que usou efedrina teve um retardo no esvaziamento gástrico. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 150 Diferente do clembuterol e do salbutamol, a efedrina pode ser utilizada por várias semanas continuamente, sem risco de perda de eficácia, já que não leva a uma saturação tão rápida dos receptores β-adrenérgicos. Os efeitos colaterais mais comuns da efedrina são insônia, perda do apetite, tremores nas mãos, dores de cabeça, taquicardia, tontura. Essa droga não é indicada para indivíduos com problemas renais e cardiovasculares. Um dos motivos dessa droga ser banida pela FDA nos EUA foram alguns casos de morte associados ao seu abuso. É importante deixar claro que os sintomas são dose dependentes e que irá ocorrer efeito rebote ao cessar o uso, uma vez que o gasto calórico reduz e a fome aumenta. 11.9 CLEMBUTEROL Clembuterol é um fármaco da classe das drogas simpatomiméticas, um agonista seletivo dos receptores adrenérgicos β-2 (ação direta e seletiva no receptor β-2), usado terapeuticamente como broncodilatador para tratar distúrbios respiratórios como a asma. No Brasil e nos EUA essa droga é de uso exclusivo veterinário. É encontrado principalmente na forma de gel (Pulmonil, Lavizzo). Os receptores β-2 estão presentes em diversos tecidos do organismo como musculatura lisa do trato respiratório, músculo esquelético e tecido adiposo. Atuando nos receptores do trato respiratório, o clembuterol reverte a obstrução das vias aéreas, agindo como um broncodilatador. No tecido adiposo, ao ativar os receptores β-2, o clembuterol aumenta a lipólise, e no músculo esquelético aumenta a oxidação de ácidos graxos. Clembuterol também mostrou efeito anabólico em animais e humanos, mas em indivíduos treinados esse efeito é pouco provável. Parece que foi Dan Duchaine que introduziu o clembuterol no fisiculturismo, sendo um dos termogênicos mais potentes e favoritos desses atletas, utilizado principalmente na fase de pré-contest. Por ser um potente agonista dos receptores adrenérgicos β-2 – inclusive mais potente que o salbutamol (aprovado para uso em humanos) – clembuterol leva a uma rápida Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 151 dessensibilização dos receptores β-2. Por esse motivo muitos atletas ciclam essa droga em protocolos do tipo 15 ON/15 OFF ou 2 ON/2 OFF, sendo os dias OFF períodos em que se retira a droga para que as concentrações de receptores voltem ao normal. É comum também a combinação de clembuterol com hormônios da tireoide (T3 e T4) e/ou cetotifeno com a finalidade de prolongar o uso, já que essas drogas fazem up regulation dos receptores β-adrenérgicos. Essa combinação sinérgica permite o uso contínuo e efetivo do clembuterol por 4-6 semanas. As doses utilizadas entre atletas variam de 20 a 160 mcg por dia. Geralmente fisiculturistas relatam iniciar com 20-40 mcg/dia, subindo gradativamente a dosagem até 160 mcg/dia. Obviamente muitos atletas acabam extrapolando essas dosagens e isso tende a aumentar o risco de problemas cardiovasculares. Clembuterol tem uma meia-vida de cerca de 35 horas e suas doses são geralmente divididas durante o dia, evitando o uso na parte da noite para evitar insônia. Clembuterol parece aumentar o metabolismo de forma mais potente que salbutamol e efedrina, embora não tenha um efeito estimulante e inibidor do apetite tão potente como essa última droga. Apesar de alguns estudos indicarem efeitos anabólicos em animais, os efeitos anabólicos em humanos não são tão claros. Não há muitos estudos em humanos com clembuterol para perda de peso, uma vez que ele não é um fármaco voltado para esse fim. Há apenas um estudo em humanos avaliando esse efeito, realizado com 6 homens saudáveis utilizando 80 mcg de clembuterol. Apenas 2 pessoas relataram efeitos colaterais, sendo que um participante relatou taquicardia, tontura e sonolência. Além disso, foi observado aumento de 38% na frequência cardíaca. Os efeitos colaterais mais comuns do clembuterol são tremores nas mãos, insônia, sudorese, dores de cabeça, taquicardia, hipocalemia, câimbras. Com o tempo de uso o usuário tende a se adaptar aos efeitos colaterais dessa droga. Nesse mesmo estudo, o clembuterol aumentou em 21% o gasto calórico e em 39% a oxidação de gorduras (por exemplo, se um indivíduo tem um gasto calórico de 3000 kcal por dia, ele irá subir 630 kcal). Portanto, o clembuterol tem um efeito termogênico potente por aumentar de forma significativa o metabolismo, mas também tem efeito debote e efeitos Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 152 colaterais, uma vez que qualquer composto que aumente de forma significativa o gasto energético terá efeito rebote (os termogênicos naturais não apresentam efeito rebote justamente porque o efeito termogênico é muito pequeno). 11.10 SALBUTAMOL Sulfato de salbutamol também é um agonista seletivo dos receptores adrenérgicos β-2. Tem efeitos semelhantes ao clembuterol, mas é considerado um termogênico menos potente. No Brasil, o salbutamol é comercializado para uso humano com o nome de Aerolin, sendo indicado como um broncodilatador para o tratamento da asma e outras doenças pulmonares obstrutivas. É encontrado nas formas de spray, xarope e comprimidos. Assim como o clembuterol, o salbutamol também provoca saturação dos receptores β-2. Atletas costumam combinar o uso com cetotifeno e/ou T3/T4 para atenuar esse efeito. Fisiculturistas costumam usar salbutamol em ciclos de 15 a 30 dias ON, alternando com períodos OFF. As doses usuais entre atletas são semelhantes ao uso terapêutico, iniciando com 2-4 mg/dia e subindo gradativamente até 16 mg por dia, dividindo as doses durante o dia. Alguns atletas combinam salbutamol com efedrina e cafeína ou apenas com cafeína. Porém, é importante lembrar que a efedrina também atua sobre os receptores β-2, embora seja um agonista mais fraco desses receptores. Essa combinação pode levar a uma saturação mais rápida dos receptores β-2, assim como potencializar os efeitos colaterais, principalmente sobre o sistema cardiovascular. Os efeitos colaterais mais comuns do salbutamol são tremores (nas mãos principalmente), dores de cabeça, sudorese, insônia, taquicardia e câimbras. 11.11 OZEMPIC E ANÁLOGOS DE GLP-1 O ozempic é um medicamento amplamente utilizado no tratamento de diabetes tipo 2 e obesidade, sendo um agonista do receptor do peptídeo semelhante a glucagon 1 (GLP-1). O GLP-1 é uma incretina produzida pelas Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 153 células intestinais, podendo atuar em diferentes locais. No pâncreas, o GLP-1 estimula a liberação de insulina e reduz a secreção de glucagon, reduzindo a glicemia. No trato gastrointestinal, o GLP-1 retarda o esvaziamento gástrico e, consequentemente, aumenta a saciedade. No sistema nervoso central, o GLP-1 atua aumentandoa saciedade por estimular neurônios anorexígenos (POMC, CART) e inibir neurônios orexígenos (NPY, AgRP). Figura 11.3 - Mecanismo de ação dos análogos de GLP-1. Dessa forma, o ozempic atua melhorando a saciedade e o controle glicêmico, promovendo emagrecimento e melhora da sensibilidade à insulina. Além disso, diferentemente da maioria dos fármacos utilizados para tratamento da obesidade, o ozempic não acarreta alterações cardíacas significativas (embora ele possa aumentar um pouco a frequência cardíaca, esse aumento é de apenas ~3 a 5 batimentos por minutos). Os estudos que avaliaram perda de peso com ozempic são realizados com períodos longos, objetivando observar a manutenção da perda de peso e a segurança do fármaco. Nesse sentido, existe uma segurança nos análogos de GLP-1 e os colaterais mais associados são enjoos, náuseas, ânsia de vomito e algumas vezes desconfortos gastrointestinais. Em 2021, foi publicado um artigo na The New England Journal of Medicine, onde 1961 adultos com obesidade utilizaram 2,4 mg de semaglutida (princípio ativo do ozempic) durante 68 Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 154 semanas, associados a mudanças no estilo de vida. Essa dose de 2,4 mg é a dose aprovado para o tratamento da obesidade, no entanto, as doses utilizadas são comumente menores (0,25 mg a 0,5 mg), uma vez que o fármaco é caro e a dose de 2,4 mg aumentaria muito o custo para o paciente. Os resultados mostraram que a redução de peso foi -15,3 kg em comparação com -2,6 kg do grupo placebo. Percebam que o estudo acima teve uma duração de 1 ano e 6 meses, associados a mudanças no estilo de vida, portanto, é necessário que a sua utilização seja acompanhada por mudanças dietéticas e práticas de atividades físicas, caso contrário, o peso voltará a subir após a interrupção do uso (por exemplo, se o paciente perdeu 15 kg durante a utilização do fármaco, ele poderá voltar a ganhar esses 15 kg caso não realizar mudanças no estilo de vida). Além disso, quando o paciente utiliza ozempic e não muda os seus hábitos alimentares, ele pode reduzir muito o consumo proteico e, consequentemente, perder massa muscular. Embora em pacientes com obesidade a perda de massa muscular seja menor, ela não é nula, e se for associada a um consumo proteico insuficiente e a não realização de exercícios de musculação, o paciente perde sim massa muscular, contribuindo para o aumento da fome após a interrupção do uso. Em 2022 foi publicado outro artigo na JAMA, onde 175 participantes com sobrepeso ou obesidade receberam prescrições semanais de 1,7 mg ou 2,4 mg de semaglutida por 3 a 6 meses. Foi observado que a perda de peso média após 3 meses foi de 6,7 kg e após 6 meses, de 12,3 kg. Todavia, esse estudo não menciona sobre mudanças no estilo de vida (alimentação e exercícios), logo, não sabemos como os participantes ficaram após o uso. Dessa forma, é extremamente importante o paciente realizar acompanhamento com nutricionista e psicólogo durante o uso da medicação para que ele aprenda a se alimentar melhor e ter uma melhor relação com a comida, além da prática de atividades físicas. Ao retirar o medicamente, é mais interessante realizar o desmame e não o tirar por completo. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 155 Além disso, é importante mencionar que existem outros análogos de GLP- 1, como liraglutida (nome comercial de saxenda e victoza), entretanto, ela é menos utilizada do que a semaglutida (ozempic), pois os estudos mostram que a semaglutida é superior a liraglutida para a perda de peso. Em 2015, foi publicado um artigo em que 3731 indivíduos com sobrepeso, que utilizam 3 mg de liraglutida ou placebo durante 56 semanas. Foi observado uma perda média de -8,4 kg no grupo liraglutida e de -2,8 kg no grupo placebo. Recentemente, foi publicado um artigo objetivando calcular o custo necessário para atingir uma redução de 1% no peso corporal usando semaglutida ou liraglutida. Foi mostrado que a liraglutida resultou em uma perda de peso de 5,4% e a semaglutida, em uma perda de peso de 12,4%, O custo total da terapia com liraglutida durante o estudo foi estimado em $ 17.585 em comparação com $ 22.878 com semaglutida. Consequentemente, o custo necessário para tratar 1% de redução de peso corporal com liraglutida é estimado em $ 3.256 em comparação com $ 1.845 com semaglutida. Dessa forma, os autores concluíram que a semaglutida oferece uma relação custo-benefício significativamente melhor do que a liraglutida para redução de peso. Por fim, em 2022 foi publicado uma meta- análise mostrando que 3 mg liraglutida foi inferior a 2,4 mg de semaglutida para perda de peso. Existe também a tirzepatida, que além de ser um agonista de GLP-1, é um agonista de GIP (peptídeo inibidor gástrico). A potência que a tirzepatida tem de ativar o receptor de GIP, é a mesma potência que o próprio GIP. Ao ativar o receptor de GIP, semelhante ao GLP-1, há aumento de saciedade e aumento da secreção de insulina. Em 2022, 2539 participantes receberam tirzepatida subcutânea uma vez por semana (5 mg, 10 mg ou 15 mg) ou placebo durante 72 semanas. O grupo placebo perdeu 3,1% do peso corporal, o grupo 5 mg perdeu 15%, o grupo 10 mg perdeu 19,5% e o grupo 15 mg perdeu 20,9%. Portanto, esse fármaco mostrou resultados bastante satisfatórios para a perda de peso, entretanto, o valor é alto a inviabiliza a utilização pela maioria da população. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 156 11.12 METFORMINA A metformina é um medicamento hipoglicemiante, utilizada como terapia para o tratamento do diabetes tipo 2, usada sozinha ou em combinação com outros medicamentos. O mecanismo de ação da metformina é através da ativação da via da proteína AMPK (proteína cinase ativada por AMP) – um sinalizador celular de esgotamento dos estoques energéticos –, estimulando a captação muscular de glicose (pelo aumento da translocação de GLUT4), inibindo a gliconeogênese hepática e favorecendo a oxidação de ácidos graxos. A AMPK é estimulada principalmente durante o exercício e parece ser a principal via de ação para explicar os efeitos metabólicos da metformina. Figura 11.4 - O mecanismo de ação da metformina parece ser mediado pela ativação de AMPK. A comprovação cientifica da metformina para pacientes diabéticos é alta, justamente por promover diminuição nos níveis de glicose no sangue pela estimulação da proteína AMPK, que promove aumento da translocação de GLUT-4 (aumentando consequentemente a captação de glicose e reduzindo os Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 157 seus níveis plasmáticos) e diminuindo a gliconeogênese hepática (diminuindo a produção hepática de glicose, diminui-se os níveis de glicose no sangue). Algumas pessoas saudáveis utilizam metformina no bulking objetivando melhorar a sensibilidade à insulina, entretanto, ela não foi desenvolvida para esse fim e não apresenta vantagens em indivíduos saudáveis e sensíveis a insulina. Inclusive, há estudos em humanos mostrando prejuízo na hipertrofia com o uso de metformina, uma vez que a AMPK é uma via antagônica a via mTOR. Portanto, a sua utilização deve ser realizada apenas para pessoas com diabetes e com resistência à insulina. Os efeitos colaterais mais comuns da metformina são sintomas gastrointestinais, que incluem: náusea, vômito, desconforto abdominal e diarreia. A absorção de vitamina normalmente B12 é reduzida com a sua utilização. 11.13 SIBUTRAMINA Outro fármaco utilizado para perda de peso é a sibutramina. O principal efeito da sibutramina é reduzir a recaptação de noradrenalina e de serotonina pelos neurônios hipotalâmicos (figura 11.5). Ao reduzir a recaptação, há aumento da interação de noradrenalina e de serotonina na fenda sináptica, o que pode resultarem maior saciedade e aumento do gasto energético (a recaptação desses neurotransmissores na fenda sináptica por transportadores encerra a sua sinalização). O aumento na saciedade ocorre porque a serotonina estimula POMC e CART e inibe AgRP e NPY, e o aumento do gasto energético ocorre pela noradrenalina, uma vez que ela interage com receptores β3-adrenérgicos. Esse último, por sua vez, pode causar aumento da pressão arterial. Em 2018 foi publicado um artigo avaliando a eficácia e a segurança da sibutramina a longo prazo. Foi observado resultados significativos na perda de peso em 92,5% dos casos (redução de peso ≥ 5%), os quais não foram acompanhados de aumento de pressão arterial. Em 2002 foi publicado uma meta-análise avaliando a sibutramina nas doses de 10 a 20 mg/dia. Foi observado uma redução de peso média de 2,78 kg em 3 meses e de 4,45 kg em 1 ano. A perda de peso com sibutramina foi associada a aumentos modestos na Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 158 frequência cardíaca e na pressão arterial. Outra meta-análise publicada em 2012 objetivou avaliar a sibutramina sobre a perda de peso e pressão arterial, na qual se mostrou eficaz para perda de peso, mas aumentou significativamente a pressão arterial. De maneira geral, os estudos mostram que os resultados sobre a perda de peso com a utilização de sibutramina são inferiores aos análogos de GLP-1, mas apresenta a vantagem de ser mais barato. Nesse sentido, os estudos mostram uma perda de peso média de 5-10% (4-8kg) com a utilização de sibutramina na maioria dos pacientes obesos e com sobrepeso. Acerca do aumento do gasto energético com a utilização de sibutramina, alguns estudos mostram uma menor diminuição do gasto energético após a perda de peso, entretanto, essa diferença é pequena (<100 kcal) e não parece trazer resultados clínicos significativos. Figura 11.5 - Mecanismo de ação da sibutramina. A sibutramina inibe a recaptação de serotonina e noradrenalina, prolongando a ação desses neurotransmissores em seus receptores pós-sinápticos (YANOVSKI, 2002). 11.14 ORLISTAT O orlistat atua como um inibidor da enzima lipase pancreática (figura 11.6). Essa enzima desempenha um papel fundamental na digestão da gordura dietética, logo, o fármaco atua diminuindo a absorção de gordura (aproximadamente 30% dos triglicerídeos ingeridos não são digeridos e são excretados principalmente nas fezes). Nesse caso, é comum os indivíduos apresentarem esteatorréia (excesso de gordura nas fezes), podendo também Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 159 causar diminuição na absorção de vitaminas lipossolúveis (A, D, E e K). Ao utilizar orlistat, não é recomendado seguir uma dieta alta em gordura, deixando- a no máximo em 25-30% (embora muitas pessoas possam pensar “qual a lógica de utilizar um inibidor de lipase e ingerir pouca gordura?”. A lógica é evitar colaterais como esteatorréia, além disso, uma dieta low fat obviamente não é isenta gorduras, e as gorduras presentes podem ser em parte eliminadas pelas fezes). A dose padrão de orlistat é 120 mg 3 vezes ao dia (antes das principais refeições). Figura 11.6 - Mecanismo de ação do orlistat. Ao bloquear a atividade da lipase, o orlistat inibe a degradação dos triglicerídeos dietéticos em ácidos graxos e glicerol (WHARTON, 2015). A perda de peso esperada com a utilização de orlistat é de 3 kg ao ano. Uma meta-análise da Cochrane de 11 ensaios clínicos randomizados (120 mg de orlistat 3 vezes ao dia) mostrou uma perda de peso média 2,9 kg, ou 2,9% do peso inicial. Imagine que você consome uma dieta de 2500 kcal com 25% de gordura (70g de gordura), uma diminuição de 30% resulta em uma redução de 20g de gordura ao dia (180 kcal). Sabe-se que 180 kcal não é uma perda significativa, embora possa ajudar alguns indivíduos. Nesse sentido, exceto alguns análogos de GLP-1, a maioria dos fármacos aprovados para o tratamento da obesidade promovem uma perda média de 5% do peso. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 160 REFERÊNCIAS AARON, Cynthia K. Sympathomimetics. Emergency medicine clinics of North America, v. 8, n. 3, p. 513-526, 1990. ACHESON, Kevin J. et al. Caffeine and coffee: their influence on metabolic rate and substrate utilization in normal weight and obese individuals. The American journal of clinical nutrition, v. 33, n. 5, p. 989-997, 1980. ACHESON, Kevin J. et al. Metabolic effects of caffeine in humans: lipid oxidation or futile cycling?. The American journal of clinical nutrition, v. 79, n. 1, p. 40- 46, 2004. ARTERBURN, David E.; CRANE, Paul K.; VEENSTRA, David L. The efficacy and safety of sibutramine for weight loss: a systematic review. Archives of Internal Medicine, v. 164, n. 9, p. 994-1003, 2004. ASTRUP, Arne et al. The effect of ephedrine/caffeine mixture on energy expenditure and body composition in obese women. Metabolism, v. 41, n. 7, p. 686-688, 1992. ASTRUP, Arne et al. Thermogenic synergism between ephedrine and caffeine in healthy volunteers: a double-blind, placebo-controlled study. Metabolism, v. 40, n. 3, p. 323-329, 1991. AZURI, Joseph et al. Liraglutide versus semaglutide for weight reduction—a cost needed to treat analysis. Obesity, v. 31, n. 6, p. 1510-1513, 2023. BELZA, A et al. The effect of caffeine, green tea and tyrosine on thermogenesis and energy intake. Eur J Clin Nutr. 2009. BELZA, A; JESSEN, A. B. Bioactive food stimulants of sympathetic activity: effect on 24-h energy expenditure and fat oxidation. Eur J Clin Nutr. 2005. CIMOLAI, Nevio; CIMOLAI, Tomas. Yohimbine use for physical enhancement and its potential toxicity. Journal of dietary supplements, v. 8, n. 4, p. 346-354, 2011. COSTA, Vera Marisa et al. Natural Sympathomimetic Drugs: From Pharmacology to Toxicology. Biomolecules, v. 12, n. 12, p. 1793, 2022. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 161 DEDOV, Ivan Ivanovich et al. Body weight reduction associated with the sibutramine treatment: overall results of the PRIMAVERA Primary Health Care Trial. Obesity Facts, v. 11, n. 4, p. 335-343, 2018. DULLOO, A. G. et al. Normal caffeine consumption: influence on thermogenesis and daily energy expenditure in lean and postobese human volunteers. The American journal of clinical nutrition, v. 49, n. 1, p. 44-50, 1989. FINER, N. Sibutramine: its mode of action and efficacy. International journal of obesity, v. 26, n. 4, p. S29-S33, 2002. GALITZKY, J. et al. α2‐Antagonist compounds and lipid mobilization: evidence for a lipid mobilizing effect of oral yohimbine in healthy male volunteers. European journal of clinical investigation, v. 18, n. 6, p. 587-594, 1988. GHUSN, Wissam et al. Weight Loss Outcomes Associated With Semaglutide Treatment for Patients With Overweight or Obesity. JAMA Network Open, v. 5, n. 9, p. e2231982-e2231982, 2022. GRGIC, Jozo et al. Effects of caffeine intake on muscle strength and power: a systematic review and meta-analysis. Journal of the International Society of Sports Nutrition, v. 15, n. 1, p. 11, 2018. JASTREBOFF, Ania M. et al. Tirzepatide once weekly for the treatment of obesity. New England Journal of Medicine, v. 387, n. 3, p. 205-216, 2022. JESSEN, Søren et al. Beta2‐adrenergic agonist clenbuterol increases energy expenditure and fat oxidation, and induces mTOR phosphorylation in skeletal muscle of young healthy men. Drug testing and analysis, v. 12, n. 5, p. 610- 618, 2020. JONDERKO, K.; KUCIO, C. Effect of anti‐obesity drugs promoting energy expenditure, yohimbine and ephedrine, on gastric emptying in obese patients. Alimentary pharmacology & therapeutics, v. 5, n. 4, p. 413-418, 1991. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 162 JÚDICE, Pedro B. et al. A moderate dose of caffeine ingestion does not change energyexpenditure but decreases sleep time in physically active males: a double- blind randomized controlled trial. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, v. 38, n. 999, p. 49-56, 2013. JÚDICE, Pedro B. et al. Caffeine intake, short bouts of physical activity, and energy expenditure: a double-blind randomized crossover trial. PLoS One, v. 8, n. 7, p. e68936, 2013. KIM, Su Hyun et al. Effect of sibutramine on weight loss and blood pressure: a meta‐analysis of controlled trials. Obesity research, v. 11, n. 9, p. 1116-1123, 2003. LUDY, Mary-Jon; MOORE, George E.; MATTES, Richard D. The effects of capsaicin and capsiate on energy balance: critical review and meta-analyses of studies in humans. Chemical senses, v. 37, n. 2, p. 103-121, 2012. PADWAL, Raj S. et al. Long‐term pharmacotherapy for obesity and overweight. Cochrane Database of Systematic Reviews, n. 4, 2003. PI-SUNYER, Xavier et al. A randomized, controlled trial of 3.0 mg of liraglutide in weight management. New England Journal of Medicine, v. 373, n. 1, p. 11-22, 2015. POEHLMAN, ERIC T. et al. Influence of caffeine on the resting metabolic rate of exercise-trained and inactive subjects. Medicine and science in sports and exercise, v. 17, n. 6, p. 689-694, 1985. R ARAUJO, Joao; MARTEL, Fátima. Sibutramine effects on central mechanisms regulating energy homeostasis. Current neuropharmacology, v. 10, n. 1, p. 49- 52, 2012. RATAMESS, Nicholas A. et al. The effects of supplementation with p-synephrine alone and in combination with caffeine on metabolic, lipolytic, and cardiovascular responses during resistance exercise. Journal of the American College of Nutrition, v. 35, n. 8, p. 657-669, 2016. Bioquímica do Emagrecimento Dudu Haluch e Tanise Michelotti 163 SHEKELLE, Paul G. et al. Efficacy and safety of ephedra and ephedrine for weight loss and athletic performance: a meta-analysis. Jama, v. 289, n. 12, p. 1537-1545, 2003. STOHS, S. J E BADMAEV, V. A Review of Natural Stimulant and Non-stimulant Thermogenic Agents. Phytother Res. 2016. UCHIDA, Kunitoshi et al. Involvement of thermosensitive TRP channels in energy metabolism. The journal of physiological sciences, v. 67, n. 5, p. 549-560, 2017. WALSH, K. M.; LEEN, E.; LEAN, M. E. J. The effect of sibutramine on resting energy expenditure and adrenaline-induced thermogenesis in obese females. International journal of obesity, v. 23, n. 10, p. 1009-1015, 1999. WALSH, K. M.; LEEN, E.; LEAN, M. E. J. The effect of sibutramine on resting energy expenditure and adrenaline-induced thermogenesis in obese females. International journal of obesity, v. 23, n. 10, p. 1009-1015, 1999. WESTFALL, T. C. Sympathomimetic drugs and adrenergic receptor antagonists. 2009. WHARTON, Sean. Current perspectives on long-term obesity pharmacotherapy. Canadian Journal of Diabetes, v. 40, n. 2, p. 184-191, 2016. WILDING, John PH et al. Once-weekly semaglutide in adults with overweight or obesity. New England Journal of Medicine, 2021. XIE, Zeyu et al. Efficacy and Safety of Liraglutide and Semaglutide on Weight Loss in People with Obesity or Overweight: A Systematic Review. Clinical Epidemiology, p. 1463-1476, 2022. ZSIBORÁS, Csaba et al. Capsaicin and capsiate could be appropriate agents for treatment of obesity: A meta-analysis of human studies. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, v. 58, n. 9, p. 1419-1427, 2018. YANOVSKI, Susan Z.; YANOVSKI, Jack A. Drug Therapy-Obesity. New England Journal of Medicine, v. 346, n. 8, p. 591-602, 2002.