Estados Especiais Do Metabolismo

5/17/2018 Estados Especiais Do Metabolismo - slidepdf.com

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Estados Especiais do Metabolismo

André Vilani

Marks

Mudanças no metabolismo dos aminoácidos relacionadas com a dieta e com o estado

fisiológico:

As taxas e os padrões de utilização dos aminoácidos pelos diferentes tecidos se

alteram com a dieta e com os diferentes estados fisiológicos. Esses dois estados, o período

subseqüente a uma dieta rica em proteínas e o estado hipercatabólico produzido por infecçõesou traumas cirúrgicos, diferem do estado pós-absortivo com relação à disponibilidade de

aminoácidos e outros combustíveis e quanto aos níveis de diferentes hormônios no sangue.

Como resultado, os padrões de utilização dos aminoácidos serão diferentes.

1- Dieta rica em proteínas:

Após a ingestão de grande quantidade de proteína, o intestino e o fígado utilizam amaior parte dos aminoácidos absorvidos. O glutamato e o aspartato são usados como

combustível pelo intestino, e muito pouco dessas duas substancia entram na veia porta. O

intestino também usa alguns outros aminoácidos. O fígado capta 60 a 70% dos aminoácidos presentes na veia porta. Esses aminoácidos, em sua maior parte, são convertidos a glicose

pela gliconeogênese.

Após uma ingesta exclusivamente protéica, o aumento nos níveis de aminoácidosobtidos pela dieta estimulam o pâncreas a liberar glucagon em níveis acima daqueles obtidos

no jejum, aumentando a captação dos aminoácidos pelo fígado e estimulando a

gliconeogênese. A liberação de insulina também é estimulada, mas não próximo dos níveisencontrados após uma ingesta rica em carboidratos. No geral, a liberação de insulina após uma alimentação rica em proteínas é

suficientemente alta para permitir a captação dos aminoácidos pelo músculo esquelético e a

síntese protéica, entretanto, a gliconeogênese no fígado não é inibida. Quando se eleva osníveis de carboidratos na alimentação, há um aumento na relação insulina/glucagon, o que

possibilita uma diminuição da gliconeogênese hepática a partir de aminácidos e um aumento

na utilização desses aminoácidos para a síntese de proteínas como as proteínas plasmáticas.A maior parte dos aminoácidos que entram na circulação periférica após uma dieta

rica em proteínas são aqueles que não são utilizados, ou pouco utilizados, pelo fígado, visto

que este possui baixos níveis de transaminases para estes aminoácidos, e isso o impossibilita

de oxidá-los de forma significativa, por isso eles entram na circulação sistêmica. Essesaminoácidos são captados pelo músculo esquelético e outros tecidos, que os utilizam

principalmente para a síntese protéica.

A dieta de Atkins baseia-se em uma ingestão elevada de proteínas e uma ingestão praticamente nula de carboidratos. A baixa quantidade de carboidratos na dieta mantém os

níveis de insulina baixos, como se o conteúdo energético do organismo estivesse diminuído.

Isso faz com que a secreção de glucagon pelo pâncreas esteja estimulada, diminuindo arelação insulina/glucagon. Dessa forma, há uma mobilização das reservas energéticas do

organismo, principalmente dos ácidos graxos provenientes dos adipócitos e sua oxidação por



outros tecidos, o que contribui para a redução da quantidade de gordura no corpo e,

conseqüentemente, para a perda de peso.

2- Estados Hipercatabólicos

Cirurgia, trauma, queimadura, infecções são exemplos de estados hipercatabólicoscaracterizados por um aumento na utilização de combustíveis energéticos e por um balanço

negativo de nitrogênio. A mobilização das proteínas corporais, lipídios e reservas de

carboidratos ajudam a manter o funcionamento normal dos tecidos na presença de uma dietalimitada, bem como dar um suporte energético e fornecer os aminoácidos necessários para o

desenvolvimento da resposta imune e para a cicatrização dos ferimentos. O balanço negativo

de nitrogênio que ocorre nesses estados hipercatabólicos resulta de uma renovação aceleradadas proteínas em geral e de um aumento na taxa de degradação das proteínas de constituição

do organismo, primeiramente na musculatura esquelética.

O estado catabólico de inflamação (agudo, generalizado, infecção febril) é um estado

onde há um aumento da mobilização de combustíveis e aminoácidos para suprir a demanda

por energia e por precursores, muito requisitados pelas células do sistema imune, pelosvariados mecanismos de defesa e para a cicatrização dos tecidos. Os aminoácidos servem de

substratos para a síntese de novas proteínas e para a divisão celular. A síntese de glicose e sualiberação no sangue estão aumentadas para suprir energeticamente essas células, o que pode

causar uma leve hiperglicemia no paciente.

Nestes estados, há uma diminuição da síntese protéica no músculo esquelético e umaumento na degradação de suas proteínas. A oxidação dos aminoácidos está aumentada, bem

como a síntese de glutamina. A captação de aminoácidos está diminuída. O principal

hormônio mediador dessas respostas é o cortisol, embora algumas citocinas podem tambémter efeito no metabolismo do músculo esquelético. Da mesma forma como ocorre durante a

acidose metabólica no jejum, níveis elevados de cortisol estimulam a proteólise mediada pela

ubiquitina, induzem o síntese de glutamina sintetase e aumentam a liberação de aminoácidose glutamina das células musculares.Os aminoácidos liberados do músculo esquelético durante períodos de estresse

hipercatabólico são usados de uma maneira priorizada, com os componentes do sistema

imune ocupando o topo da lista de prioridades. Por exemplo, a captação de aminoácidos pelofígado para a síntese de proteínas da fase aguda, que são parte do sistema imune, está

consideravelmente aumentada. Inversamente, durante o início da fase aguda da resposta

imunológica, a síntese de outras proteínas do plasma, como a albumina, está diminuída. Oaumento na disponibilidade de aminoácidos e o aumento nos níveis de cortisol também

estimulam a gliconeogênese, desse modo o organismo provém energia a células do sistema

imune dependentes de glicose como os linfócitos. Um aumento na síntese de uréia

acompanha a aceleração da degradação dos aminoácidos.O aumento no efluxo de glutamina do músculo esquelético durante a infecção destina-

se a inúmeras funções. Primeiramente fornece energia para a rápida divisão das células do

sistema imune. A glutamina serve como um reservatório de nitrogênio para a síntese de purinas, para a síntese de NAD, e para outras funções biossintéticas essenciais no

crescimento e divisão das células. Os estados hipercatabólicos podem vir acompanhados de

um aumento na produção de ácidos metabólicos, por isso há um aumento na utilização deglutamina pelo rim.



Sob a influência de elevados níveis de glicocorticóides, epinefrina e glucagon, os

ácidos graxos são mobilizados do tecido adiposo para servir como uma fonte alternativa deenergia aos outros tecidos e, assim, disponibilizar glicose àqueles tecidos que a utilizam

exclusivamente. Nessas condições os ácidos graxos funcionam como a principal fonte de

energia do músculo esquelético, o que provoca a diminuição da captação de glicose. Essas

mudanças podem levar a uma leve hiperglicemia.O grau da resposta hipercatabólica do organismo depende da intensidade e da duração

do trauma ou estresse. Após uma cirurgia sem complicações realizada em um paciente

saudável, o balanço nitrogenado negativo pode se estender por cerca de uma semana. A pequena perda de nitrogênio é usualmente revertida pela ingestão de uma suplementação

protéica enquanto o paciente se recupera. Em caso de danos traumáticos mais severos ou

infecções, o organismo pode catabolizar proteínas e lipídios armazenados no tecido adiposo por um período prolongado, desta forma o balanço nitrogenado negativo pode permanecer ao

longo de semanas.

Devlin

Estresse e trauma Levam a Alterações Metabólicas

Estresses fisiológicos incluem trauma, cirurgia, insuficiência renal, queimaduras e

infecções. Tipicamente, os níveis sanguíneos de cortisol, glucagon, catecolaminas e

hormônio do crescimento sobem. O paciente fica resistente á insulina. A taxa de metabolismo basal e os níveis sanguíneos de glicose e de ácidos graxos são elevados. Entretanto, a

cetogênese não é acelerada como no jejum. Por razões não completamente entendidas, o pool

de glutamina intracelular muscular é reduzido, resultando em síntese de proteínas reduzida edegradação de proteínas aumentada. Pode ser muito difícil reverter essa quebra de proteínas,

embora atualmente seja comum repor aminoácidos, glicose e triacilglicerol por infusão de

soluções desses nutrientes por via endovenosa. Porém, nessas soluções faltam glutamina,tirosina e cisteína, devido ás limitações de instabilidade e de solubilidade. A suplementaçãodesses aminoácidos, talvez pelo uso de dipeptídeos mais estáveis, pode ajudar a reverter o

estado catabólico, melhor do que pode ser feito atualmente.

Balanço nitrogenado negativo de pacientes com trauma ou infecção pe mediado por proteínas de monócitos e linfócitos, como interleucina-1, interleucina-6 e TNF-α. Essas

citocinas são responsáveis por causar febre e uma variedade de outras alterações metabólicas.

A interleucina-1 ativa a proteólise no músculo esquelético. A interleucina-6 estimula a síntesede uma série de proteínas hepáticas, denominadas reagentes de fase aguda, pelo fígado. Os

reagentes de fase aguda incluem fibrinogênio, proteínas do complemento, alguns fatores da

coagulação e α2-macroglobulina, que, presume-se, desempenham papel na defesa contra

trauma e infecção. TNF-α suprime a síntese de triacilglicerol nos adipócitos, impede acaptação de triacilglicerol circulante pela inibição da lipoproteína lípase, estimula a lipólise,

inibe a liberação de insulina e promove a resistência à insulina. Essas citocinas parecem ser

responsáveis por grande parte do desgaste verificado em infecções crônicas.

Guyton



Ação do Cortisol nos estresses hipercatabólicos

Qualquer tipo de estresse físico ou neurogênico causa um aumento acentuado e

imediato da secreção de ACTH pela glândula hipófise anterior, seguido dentro de minutos

por uma secreção grandemente aumentada de cortisol adrenocortical. O cortisol atua no

organismo basicamente impedindo a ocorrência da inflamação e de seus efeitos. Ele atua deduas maneiras diferentes:

1- Impedindo a inflamação:

- um dos mais importantes efeitos antiinflamatórios do cortisol é sua capacidade de causar a

estabilização das membranas lisossômicas. Isto é, o cortisol dificulta muito mais que onormal a ruptura das membranas dos lisossomos intracelulares. Portanto, a maioria das

enzimas proteolíticas liberadas pelas células lesadas para causar a inflamação e que são

armazenadas sobretudo nos lisossomos, são liberadas em quantidades muito pequenas.

- o cortisol diminui a permeabilidade dos capilares, provavelmente como um efeito

secundário da liberação reduzida as enzimas proteolíticas. Isto impede a perda do plasma para dentro dos tecidos.

- o cortisol diminui a migração dos leucócitos para dentro da área inflamada e a fagocitosedas células lesadas. Estes efeitos provavelmente se devem ao fato de o cortisol diminuir a

formação de prostaglandinas e leucotrienos que, de outro modo, aumentariam a

vasodilatação, a permeabilidade capilar e a mobilidade dos leucócitos.- o cortisol suprime o sistema imunitario, fazendo com que a reprodução dos linfócitos

diminua acentuadamente. Os linfócitos T são especialmente suprimidos. Por sua vez, as

quantidades reduzidas das células T e dos anticorpos na área inflamada minimizam as reaçõesdo tecido que, se não fosse por isso, promoveriam adicionalmente o processo inflamatório.

- o cortisol baixa a febre sobretudo porque reduz a liberação de interleucina-1 dos leucócitos,

que é um dos principais excitantes do sistema de controle da temperatura do hipotálamo. Atemperatura diminuída por sua vez reduz o grau de vasodilatação.

Assim, o cortisol tem um efeito quase global reduzindo todos os aspectos do processo

inflamatório.

2- Efeito sobre o processo de resolução da inflamação:

Mesmo depois de a inflamação estar bem estabelecida, a administração de cortisol

pode freqüentemente reduzir o processo inflamatório dentro de horas a alguns dias. O efeito

imediato é o bloqueio da maioria dos fatores que estão promovendo a inflamação.

Possivelmente ele tem uma ação sobre a mobilização dos aminoácidos e sua utilização pelostecidos lesados, atuação sobre a gliconeogênese que disponibiliza mais glicose para os

sistemas metabólicos críticos, sobre a mobilização dos ácidos graxos, e sobre a remoção e

inativação de produtos inflamatórios.

3 – Gravidez e Lactação



O feto pode ser considerado como outro tecido que requer nutrientes. Usa

principalmente glicose para obtenção de energia, mas também pode usar aminoácidos,lactato, ácidos graxos, corpos cetônicos. O lactato produzido na placenta por glicólise tem

dois destinos: parte é direcionada ao feto para ser usada como combustível, e o restante

retorna a circulação materna, para estabelecer o ciclo de cori com o fígado. O LDL-colesterol

materno é um importante precursor de esteróides da placenta (estradiol e progesterona).Durante a gravidez, o ciclo jejum-alimentação é perturbado. A placenta secreta um hormônio

polipeptídico, lactogênio placentário, e dois hormônios esteróides, estradiol e progesterona. O

lactogênio placentário estimula a lipólise no tecido adiposo, e os hormônios esteróidesinduzem um estado de resistência à insulina. Após as refeições, mulheres grávidas entram no

estado de jejum mais rapidamente que mulheres não-grávidas, como resultado do consumo

aumentado de glicose e aminoácidos pelo feto. Os níveis plasmáticos de glicose, aminoácidose insulina caem rapidamente, e os níveis de glucagon e lactogênio placentário aumetam e

estimulam a lipólise e a cetogênese. O consumo de glicose e aminoácidos pelo feto pode ser

suficientemente elevado para causar hipoglicemia materna.

Lactação: no final da gravidez, os hormônios placentários induzem a lipoproteína

lípase na glândula mamária e promovem o desenvolvimento de células secretoras de leite ede ductos. Durante a lactação, a mama utiliza glicose para síntese de lactose e de

triacilglicerol, bem como sua principal fonte de energia. Aminoácidos são cptados parasíntese de proteínas, e quilomícrons e VLDL, são utilizados como fonte de ácidos graxos para

síntese de triacilgliceróis. Se esses compostos não forem fornecidos pela dieta, proteólise,

gliconeogênese e lipólise devem fornecê-los, resultando, eventualmente, em subnutriçãomaterna e má qualidade do leite. A mama em lactação também secreta um hormônio com

alguma semelhança ao hormônio da paratireóide. Esse hormônio é, provavelmente,

importante para a absorção de cálcio e fósforo do intestino e osso.

Estado de realimentação após jejum prolongado

Nesse estado há uma alteração no metabolismo da glicose ingerida. O fígado permanece no estado gliconeogênico por algumas horas após a realimentação. Toda a glicose

produzida na rota de gliconeogênese é utilizada para a síntese de glicogênio hepático, sob a

forma de glicose-6-fosfato. Isso significa que o glicogênio hepático não é reposto após um jejum por síntese direta, a partir de glicose sanguínea. Ao contrário, a glicose é metabolizada

nos tecidos periféricos a lactato, que é convertido no fígado em glicogênio pela via indireta

de síntese de glicogênio. O fígado também utiliza os aminoácidos que estão sendo absorvidosda alimentação para repor o seu estoque de glicogênio. Após o decréscimo das taxas de

gliconeogênese a glicose torna-se o meio predominante de utilização de glicose no ficado, e o

glicogênio hepático é mantido pela via direta de síntese a partir da glicose sanguínea.

Efeito do treinamento muscular sobre os músculos e sobre o desempenho muscular

Há uma regra geral no funcionamento do músculo exercitado: aqueles que funcionam

sem qualquer sobrecarga, até mesmo quando exercitados durante horas, conseguem pouco



aumento de sua força. Por outro lado, os músculos que se contraem com mais de 50% de sua

força máxima de contração irão desenvolver mais rapidamente uma força, mesmo se ascontrações forem realizadas apenas poucas vezes por dia. Baseando-se nesse princípio,

experimentos relacionados com o aprimoramento muscular mostraram que seis contrações

musculares máximas efetuadas em três séries separadas três vezes por semana proporcionam

um aumento aproximadamente ideal da força muscular, sem produzir fadiga muscular crônica. Esse aumento é de cerca de 30% nas 6 a 8 primeiras semanas, alcançando um platô

depois desse período. Juntamente com esse aumento da força, verifica-se um aumento

percentual aproximadamente igual na massa muscular, denominado hipertrofia muscular. Navelhice, o sedentarismo produz uma elevada atrofia muscular, sendo que o treinamento pode

aumentar a força muscular em mais de 100%.

Hipertrofia muscular: o tamanho básico dos músculos de uma pessoa é determinado principalmente pela hereditariedade, somada ao nível de secreção de testosterona que, nos

homens, produz músculos consideravelmente maiores do que nas mulheres. Todavia, com o

treinamento, os músculos podem ficar hipertrofiados, talvez em 30 a 60%. A maior parte

dessa hipertrofia resulta do maior diâmetro das fibras musculares, mais do que um aumento

de seu número; todavia, algumas fibras acentuadamente aumentadas podem dividir-se aomeio, ao longo de todo o seu comprimento, formando novas fibras, com um conseqüente

ligeiro aumento no número de fibras.As alterações que ocorrem no interior das próprias fibras musculares hipertrofiadas

incluem: (1) aumento no número de miofibrilas em proporção ao grau de hipertrofia; (2)

aumento de até 120% das enzimas mitocondriais; (3) aumento de 60 a 80% nos componentesdo sistema metabólico do fosfagênio, incluindo tanto ATP quanto fosfocreatina; (4) aumento

de até 50% no glicogênio armazenado, e (5) aumento de até 75 a 100% nos triglicerídeos

armazenados (gordura). Devido a todas essas alterações, a capacidade dos sistemasmetabólicos anaeróbico e aeróbico aumenta, com conseqüente aumento da velocidade

máxima de oxidação e da eficiência dos sistemas oxidativos em até 45%

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