Bioquímica Fisiológica - Jejum

Bioquímica Fisiológica - Jejum

Universidade de Lisboa Faculdade de Medicina Bioquímica Fisiológica

Luis Madeira (monitor) Isto não é um documento oficial do Instituto de Bioquímica Fisiológica.

JEJUM1
1.O JEJUM INICIAL – “AO ACORDAR DE MANHÔ1
As adaptações metabólicas que levam à poupança das proteínas musculares são:2
O jejum leva a um Balanço Azotado Negativo2
2.A FOME INTERMÉDIA – PERÍODO DE ADAPTAÇÃO AO JEJUM2
 Mudanças Hormonais2
metabolismo2
 Metabolismo Renal3
3. O PERÍODO DE JEJUM PROLONGADO4

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Jejum o A resposta a uma falta de nutrientes absoluta tem um conjunto de consequências que em última análise conduz à morte. Mas a forma como o metabolismo se adapta para adiar o fim o maior tempo possível ilustra um conjunto de situações muito interessantes.

o As concentrações de glicose e de insulina estão no seu valor mais baixo no ciclo de 24h diário. A glicose existente resultou da quebra do glicogénio e da gliconeogénese. Desta glicose uma grande porção está a ser oxidade pelo cérebro a 100% (a CO2 ) sendo alguma removida pelas células eritrocitárias. O músculo esquelético usa muito pouca glicose, por causa da sua baixa concentração e da baixa concentração de insulina mas também porque a concentração de NEFA está alta o que produz uma inibição da Glicólise e dos GLUT 4. o Há um balanço proteico negativo primariamente devido à baixa [insulina]. Alguns aminoácidos livres libertados, especialmente de cadeia ramificada são oxidados no músculo e os seus grupos amina transferidos para o piruvato que resulta da glicogenólise formando alanina que é levada para o fígado como substracto. o A libertação de NEFA pelo tecido adiposo é elevada devido à não supressão da

Lipase hormono-dependente pela insulina. o No fígado o ratio insulina/glicagina baixo faz aumentar a via oxidativa em vez da esterificativa. O ATP formado é usado para a gliconeogénese. A oxidação mitocondrial é muitas vezes incompleta o que leva à formação de corpos cetónicos (β-hidroxibutirato e Acetoacetato) mas as concentrações plasmáticas destas substâncias (C) não são fisiologicamente capazes de colmatar as necessidades energéticas de nenhum tecido mas sabe-se que são capazes de serem utilizadas pelo músculo, cérebro e tecido adiposo. o O estado pós-absortivo leva à fase gliconeogénica que dura até ao 3º dia de jejum absoluto. As reservas de glicogénio hepático estão virtualmente a “0” em 24h e assim a giconeogénese é o factor chave para elevar as concentrações de glicose plasmática. O principal estímulo será mais uma vez a razão insulina/glicagina baixa, pois a concentração de cortisol plasmático, outra hormona importante, não aumenta sistematicamente. o A gliconeogénese nesta fase inicial do jejum é então essencial para se manter os niveis de glicose no entanto não é uma situação que possa garantir a sobrevivencia muscular. Estados experimentais em indivíduos subnutridos mostraram que a função muscular é muito afectada mesmo em baixos níveis de subnutrição. Não podemos esquecer que 1,75g de proteínas têm de ser quebradas para se formar 1g de glicose. Se não existissem adaptações, as necessidades cerebrais diárias de glicose, cerca de 120g, iriam consumir 150g de proteínas por dia… (alguma glicose vem do glicerol) o que levaria à morte por falência respiratória.

Universidade de Lisboa Faculdade de Medicina Bioquímica Fisiológica o Aumento da Cetogénese (outra fonte energética) o Aumento da Gliconeogénese láctica e dependente do glicerol.

o Influencia negativa na proteólise pelos corpos cetónicos

Embora a excreção de Nitrogénio não varie não nos podemos esquecer que não está a haver aporte de proteínas! Logo todo o nitrogénio excretado é endógeno o que resulta na inferencia: O jejum leva a um Balanço Azotado Negativo.

o As mudanças descritas em seguida ocorrem nas primeiras 3 semanas após as quais o organismo esta num estado adaptado de latência que conduz, sem a sua interrupção, à morte.

Mudanças Hormonais o O início do jejum está associado com o decréscimo dos níveis da forma activa da

Triiodotironina (T3 ). Embora não seja bem claro pensa-se que resulta da formação de uma forma reversa (não activa) o O efeito da baixa [T3 ] é o da redução geral do metabolismo e da proteólise. O decréscimo da taxa metabólica serve para reduzir a taxa de deplecção das reservas energéticas. No entanto é improvável que o cérebro, o maior utilizador de glicose, seja afectado por esta alteração hormonal, pois são os mecanismos a seguir descritos que fazem o shift do comportamento cerebral. o Tanto o SNS como a medula renal têm papeis na manutenção do jejum. É importante que se reconheça que o sistema adrenérgico tem um papel muito menos importante na mobilização de TAG do que tem no Exercício. o Durante a 1ª semana observa-se a secreção de adrenalina, mas as mudanças esperadas (aumento do metabolismo) não ocorrem pois este aumento está associado ao decréscimo de T3 . Não esquecer no entanto que o sistema adrenérgico estimula a lipólise periférica (tecido adiposo) o que faz aumentar os NEFA circulantes (facto incrementado pela diminuição da [insulina])

A Adaptação (aumento dos NEFA, Aumento dos C, diminuição da Glicose) do metabolismo o A elevação dos NEFA leva a um conjunto de adaptações. O músculo passa a utilizar NEFA quase exclusivamente. No fígado o ritmo de esterificação dos NEFA diminui abruptamente (diminuição da [insulina]) sendo estes levados para a mitocondria onde sofrem oxidação (não esquecer que com a diminuição da [insulina] a acetil-CoA carboxilase é reprimida e com ela a [malonil-CoA] diminui, sendo activada a função da Carnitina Palmitoil Transferase (CPT-1). Com a produção de corpos cetónicos (3-hidroxibutirato e acetoacetato) estes tornam-se combustíveis a oxidar por muitos tecidos numa taxa que depende simplesmente da [corpos cetónicos] no sangue. A sua importância verifica-se ao serem responsáveis pelas necessidades metabólicas do cérebro que os vai preferir em detrimento da

Universidade de Lisboa Faculdade de Medicina Bioquímica Fisiológica glicose. As concentrações de C após a 3ª semana podem atingir os 6-7mmol/L o que é muito elevado face aos 0,2mmol/L em situações normais. Nesta fase a oxidação de corpos cetónicos é responsável por aproximadamente 2/3 do consumo de O2 pelo cérebro. Assim pelo menos 70-80g de glicose são poupadas.

o As necessidades corporais de glicose são cada vez mais gliconeogénicas e no sentido de evitar a proteólise (a glicose continua a ser o único combustível para os eritrócitos e medula renal) utiliza-se o lactato. Convém recordar que a glicólise nestes tecidos é produtora de lactato que retorna ao fígado sendo avidamente reconvertida em glicose. Assim a glicose utilizada por estes tecidos é reutilizada. A energia necessária para este processo provém do aumento da oxidação dos NEFA no fígado formando NADPH necessário para efectuar a gliconeogénese (assim não é errado dizer que em jejum prolongado TODA a energia corporal provém dos NEFA). o Por estes mecanismos a necessidade de produzir glicose a partir de proteínas musculares diminui e o balanço nítrico fica menos negativo. Mas a nível hormonal há controversias neste tema. O decréscimo de insulina parece ser favorecedora da quebra proteica. Então como é regulada a diminuição da proteólise? O decréscimo de T3 já foi referido. Outra possibilidade seria indicar o aumento da adrenalina plasmática que têm um efeito anabólico no músculo embora este efeito não seja bem compreendido. A outra possibilidade será o aumento da [corpos cetónico] no sangue que foi demonstrado reduzir a proteólise. A razão parece residir no facto de alguns aminoácidos de cadeia ramificada serem catabolizados no músculo por uma desidrogenase que apresenta muitas semelhanças com a desidrogenase pirúvica. Assim com o aumento da razão [acetil-coA]/[coASH] (devido aos NEFA), que se sabe diminuir a actividade da última, também essa desidrogenase é suprimida. Mas tal como referi inicialmente neste parágrafo a T3 decresce o que diminui o metabolismo, sendo assim, é por si só suficiente para a diminuição da proteólise (não tem de existir um mecanismo específico).

o Durante o período de jejum o metabolismo renal sofre mudanças. As concentrações de produtos energéticos derivados de lípidos aumentam (NEFA-

C). Estes são ácidos biológicos assim a produção de iões H+ aumenta e o pH diminui. Para contrabalançar tal facto o corpo tem de excretar H+ . A forma mais simples de o fazer será no rim sob a forma de NH 4

+ . O ião amónio pode ser derivada da acção da glutaminase na glutamina e da glutamato desidrogenase no glutamato. A captação renal da glutamina durante o jejum aumenta a capacidade de excreção de H+ . O metabolismo da glutamina no rim pode ainda levar à gliconeogénese, sendo este um importante órgão produtor de glicose.

Universidade de Lisboa Faculdade de Medicina Bioquímica Fisiológica o Depois das 3 semanas de adaptação o corpo parece preparado/adaptado ao jejum no qual há uma deplecção natural das reservas proteicas (minimizada) e uma grande deplecção das reservas lipídicas. Os corpos cetónicos fornecem 2/3 da energia ao cérebro. Os tecidos glicolíticos produzem lactato que é reciclado a glicose no fígado utilizando a energia dos ácidos gordos. Assim o ritmo da perca irreversível de glicose é diminuido. Podemos resumir o trajecto dos combustiveis energéticos da seguinte forma: o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o Diminuição da Insulina o Diminuição da Glicose o Aumento da Glicagina o Diminuição da T 3 o Aumento da Adrenalina o Aumento do SNS

CO 2

Glicose

Alanina Lactato

Glicerol

Glicose Glutamina

Alanina

CO 2

CO 2

NH 4

Corpos C

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