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INTEGRAÇÃO METABÓLICA 1. O que é integração metabólica ? A integração metabólica nada mais é do que a maneira como as diferentes vias metabólicas se interconectam e se coordenam. Por exemplo, sabemos que existe a síntese de glicose, assim como sua quebra, mas de que forma essas duas vias metabólicas se conectam? Existe alguma molécula que correlaciona as duas vias ? Como isso acontece ? É o que o estudo da integração metabólica vai nos dizer. 2. Qual a importância da integração metabólica para o organismo ? O ser vivo no geral precisa adaptar seu organismo (nutrientes e energia) a várias situações comuns como jejum, atividades físicas e refeições, por isso a integração metabólica é essencial, pois é ela que regula o consumo e a produção de energia – em condições de baixa glicose, por exemplo, o corpo pode aumentar a gliconeogênese (produção de glicose) a partir das reservas de gordura. Ela também gerencia os intermediários metabólicos – produtos intermediários de uma via podem ser utilizados em outras vias, como por exemplo o piruvato da glicólise, que pode seguir para o ciclo de Krebs (1º via) ou ser utilizado na síntese de aminoácidos (2º via). Além disso, a integração metabólica tem como importância também em adapte-se a diferentes tecidos – Tecidos específicos, como fígado, músculos e tecido adiposo, contribuem de maneira única para o metabolismo geral do corpo. O fígado, por exemplo, é um centro de controle para a glicose e o metabolismo lipídico, enquanto os músculos são grandes consumidores de energia. 3. Alguns conceitos para entender melhor a integração metabólica. Para falarmos de integração metabólica é necessário que alguns conceitos estejam claros em sua mente como o catabolismo e o anabolismo. 3.1 Catabolismo: é a quebra de moléculas mais complexas com intuito de se obter moléculas mais simples para produção de energia. Um exemplo é a quebra da glicose durante a respiração celular para produção de ATP (adenosina trifosfato). 3.2 Anabolismo: é a construção de moléculas mais complexas a partir de moléculas mais simples, como por exemplo a síntese de proteínas a partir de aminoácidos. Agora que relembramos, sabemos que o nosso organismo está em constante equilíbrio entre esses dois conceitos, pois nosso corpo precisa responder às nossas necessidades diárias. 4. Interação entre os tecidos do corpo para entender a integração metabólica Alguns tecidos precisam se comunicar para manter o equilíbrio de nutrientes e energia no corpo. Entre eles, os mais importantes são o fígado, o tecido muscular e o tecido adiposo. 4.1 Fígado No fígado temos basicamente três metabolismos importantes: metabolismo dos carboidratos, metabolismo proteico e metabolismo lipídico. 4.1.1 Metabolismo dos carboidratos No fígado temos células importantes chamadas de hepatócitos, é nessas células que há o armazenamento do glicogênio (molécula composta por várias unidades de glicose), uma forma de reserva de glicose. Essa reserva é armazenada na mesma proporção da glicose circulante na corrente sanguínea. Durante um período de jejum, essa reserva é utilizada para manter os níveis glicêmicos estáveis no sangue, processo que conhecemos como glicogenólise. Os hepatócitos não utilizam a glicose como primeira fonte de energia, por isso essas células conseguem ser especializadas no armazenamento de glicogênio e somente são incitadas a liberar a glicose através da ação de hormônios como o Glucagon (liberado pelo pâncreas quando os níveis de glicose no sangue estão baixos) e a Epinefrina (liberado em situações de estresse ou necessidade imediata de energia) que se ligam a receptores específicos dessas células. Como a fonte de glicogênio também é limitada nos hepatócitos, há uma outra via de produção de glicose para que o organismo consiga manter a glicemia: a gliconeogênese . Enquanto estiver ocorrendo a glicogenólise ocorre concomitantemente a gliconeogênese, porém numa velocidade bem menor que aumenta na proporção que a glicogenólise diminui. Essa via (gliconeogênese) utiliza aminoácidos, advindos do músculo esquelético, glicerol, advindo da mobilização de triglicerídeos do tecido adiposo e lactato, advindo das hemáceas, e tendo como fonte de energia a intensa beta-oxidação dos ácidos graxos liberados pela mobilização dos triglicerídeos. Por isso, em situações de jejum prolongado somente consegue manter a glicemia através dessa via (gliconeogênese). Além disso, esta via está relacionada à perda significativa de massa muscular e de tecido adiposo. 4.1.2 Metabolismo proteico O tecido hepático é responsável pelo catabolismo proteico, por isso após uma refeição (período pós-prandial), os aminoácidos oxidados são uma excelente fonte de energia para o tecido. Os aminoácidos também servem para a produção de glicose através da Gliconeogênese. Isso se dá devido a alta ingestão de proteínas durante a refeição. Além disso, o fígado é responsável pela produção de proteínas plasmáticas (com exceção das imunoglobulinas). 4.1.3 Metabolismo lipídico No tecido hepático ocorre a síntese de ácidos graxos, os quais serão exportados para o tecido adiposo para armazenamento. No tecido adiposo, esses ácidos graxos serão convertidos a triglicerídeos, forma de reserva de energia. Essas reservas são importantes na gliconeogênese e também para a produção de energia nas células hepáticas (uma vez que essas células utilizam como fonte primária de energia os ácidos graxos). Em situação de jejum prolongado, esses ácidos graxos são convertidos em corpos cetônicos pelos hepatócitos. Essas moléculas servirão como uma alternativa à falta de glicose no organismo. 4.2 Tecido muscular No tecido muscular há a reserva de glicogênio, só que diferentemente do glicogênio hepático, o glicogênio muscular apenas abastece seu próprio tecido, enquanto que o glicogênio hepático abastece o restante do organismo em situações de jejum. Em uma atividade física intensa, essa reserva de energia é utilizada principalmente em situação de metabolismo anaeróbico. Por isso a importância desse tecido de ter sua própria reserva de glicose. A insulina também tem papel importante nesse tecido e nesse metabolismo, uma vez que ela age na captação de glicose nas células musculares. Esse hormônio também inibe a degradação das proteínas no músculo, o que favorece a síntese proteica. No músculo esquelético em alta atividade a velocidade da glicólise é maior do que a do ciclo do ácido cítrico, então, uma grande parte do piruvato será convertido a lactato, o qual é captado pelo fígado, tornando-se substrato para a gliconeogênese. Nesta situação o fígado e o músculo estabelecem uma relação de interdependência, o músculo consome glicose de maneira importante, produzindo lactato, o lactato é levado ao fígado pela corrente circulatória e lá é novamente convertido em glicose, este ciclo de reações, é conhecido como ciclo de Cori. Além disso, parte do piruvato produzido no músculo é convertido em alanina e esta, também irá alimentar a via de gliconeogênese hepática. Por fim, o músculoé a principal fonte de aminoácidos durante a inanição e será o grande alimentador da gliconeogênese nos períodos prolongados de jejum. Além do mais, nos períodos de exercício físico moderado e de longa duração, o principal combustível para o tecido muscular passa a ser os lipídeos, e nesse sentido, os depósitos de triglicerídeos do próprio músculo assumem especial importância. 4.3 Tecido Adiposo O tecido adiposo é a maior reserva energética do nosso organismo. É nesse tecido que encontramos os triglicerídeos, uma forma de reserva de energia que é regulado pela disponibilidade de glicose nas células do tecido adiposo. A síntese de triglicerídeos é feita quando a razão insulina/glucagon for alta, o glicerol-3-fosfato é produzido no tecido adiposo pela redução da di-hidroxiacetona fosfato, intermediária da via glicolítica (ou seja, em um estado pós-prandial). Já sua quebra acontece quando a razão insulina/glucagon e a disponibilidade de glicose diminuem. Com a diminuição da produção de glicerol-3-fosfato, a síntese de triglicerídeos no tecido será dificultada. Por outro lado, quando a presença de insulina está diminuída e a de glucagon aumentada, as enzimas lipases (promovem a quebra de triglicerídeos em ácido graxo e glicerol) serão ativadas, e assim, tanto ácidos graxos como glicerol, serão liberados para a corrente circulatória e serão captados pelo fígado para a gliconeogênese. 5. Conclusão Agoar sabemos que a integração metabólica é o conjunto de processos que coordenam o metabolismo dos tecidos para garantir o equilíbrio energético do organismo. Hormônios como a insulina e o glucagon desempenham papéis centrais nessa regulação, especialmente em resposta às variações de nutrientes. Em estados alimentados, a insulina promove o armazenamento de glicose e o aumento da síntese de glicogênio e lipídios no fígado e nos músculos. Por outro lado, no jejum, o glucagon estimula a glicogenólise e a gliconeogênese no fígado, assegurando a disponibilidade de glicose para tecidos dependentes, como o cérebro. Durante o jejum prolongado, o glucagon também incentiva a cetogênese no fígado, produzindo corpos cetônicos que servem de combustível alternativo para o cérebro e músculos. Esses hormônios mantêm o corpo adaptado a diferentes estados, permitindo o uso eficiente de substratos energéticos conforme a necessidade, promovendo a homeostase e ajustando o metabolismo a variações fisiológicas.