Metabolismo dos triacilgliceróis e do etanol

Transcrição

1 Metabolismo dos triacilgliceróis e do etanol 1- O tecido adiposo contém cerca de 95% dos lipídeos do organismo e constitui a mais abundante reserva energética do organismo. Num indivíduo normal de 70 kg, valores de kg de triacilgliceróis são normais 1 e se, por exemplo, admitirmos um indivíduo com uma despesa energética de 2400 kcal/dia, 15 kg de gordura seriam suficientes para suprir essa despesa durante 2 meses (15000 g x 9,3 kcal/g = kcal; kcal / 2400 kcal/dia = 58,1 dias). A mobilização desta gordura (hidrólise e libertação de ácidos gordos para o plasma sanguíneo) e a sua oxidação ocorrem sobretudo quando a insulina baixa durante o jejum ou quando se faz exercício físico. A sua formação predomina quando, após as refeições, a lípase de lipoproteínas do tecido adiposo hidrolisa os triacilgliceróis dos quilomicra e os ácidos gordos libertados vão formar os triacilgliceróis dos adipócitos. 2- Para além das reservas de triacilgliceróis presentes no tecido adiposo (e noutros tecidos) e que constituem a esmagadora maioria da gordura do organismo também há triacilgliceróis no plasma sanguíneo que estão maioritariamente ligados às VLDL. Embora haja uma grande variabilidade, uma concentração de triacilgliceróis plasmáticos de cerca de 1 mm (0,9 g/l) é um valor normal em jejum. Se considerarmos que, num indivíduo normal com 70 kg, há cerca de 3 L de plasma sanguíneo, a quantidade total de triacilgliceróis plasmáticos em jejum (maioritariamente nas VLDL) seria de cerca de 2,7 g (0,9 g/l x 3L). Uma refeição típica ocidental pode ter cerca de 30 g de triacilgliceróis. Este valor é uma pequena fracção dos triacilgliceróis acumulados nas reservas mas é cerca de 10 vezes superior aos que existem no plasma: se todos esses triacilgliceróis entrassem instantaneamente no plasma haveria uma subida de concentração para 10 vezes o valor basal. Mas não é isso que acontece: 3 a 5 horas após uma refeição contendo lipídeos atinge-se um pico de concentração que pode ser de 1,5 a 2 mm (no máximo, o dobro do valor basal [1]). A subida de concentração é menos acentuado do que os cálculos anteriores permitiriam supor porque (i) o processo absortivo dos lipídeos é lento, (ii) a síntese hepática de VLDL diminui após as refeições 2 e (iii) os processos de hidrólise dos triacilgliceróis plasmáticos (lípase de lipoproteínas actuando nos quilomicra), de esterificação e armazenamento no tecido adiposo estão estimulados neste período. 3- Após a ingestão, a digestão e a absorção de lipídeos da dieta formam-se os quilomicra que, via linfáticos, são vertidos no sangue. Este processo absortivo é muito lento e, por isso, a concentração máxima de quilomicra só se atinge cerca de 4 hora após a refeição [2]. A lípase de lipoproteínas é uma ectoenzima presente na membrana citoplasmática das células endoteliais dos capilares de tecidos extrahepáticos (como o tecido adiposo, os músculos e a glândula mamária activa) e catalisa a hidrólise dos triacilgliceróis dos quilomicra promovendo a sua conversão em quilomicra remanescentes. A actividade da lípase de lipoproteínas do tecido adiposo aumenta após a ingestão de alimentos mas acontece o contrário no caso dos músculos esqueléticos e cardíaco. A activação da lípase de lipoproteínas do tecido adiposo é mediada pela insulina que estimula a sua síntese nos adipócitos e a sua migração para o endotélio [3]. Assim, o processo de activação da lípase de lipoproteínas do tecido adiposo é um processo que decorre no mesmo espaço temporal em que os quilomicra estão aumentados e os triacilgliceróis dos quilomicra são maioritariamente hidrolisados neste tecido. Os ácidos gordos daí resultantes são captados pelos adipócitos e, de seguida, activados (via acção da sintétase de acil-coa) e esterificados. Estas transformações criam um gradiente que favorece a sua captação para dentro dos adipócitos. Actualmente, pensa-se que o transporte transmembranar dos ácidos gordos é parcialmente mediado por transportadores proteicos e parcialmente não mediado. 1 Em geral, a percentagem de gordura no organismo aumenta com o valor do índice de massa corporal (BMI; massa/altura 2 ) e, para um mesmo valor neste índice, a percentagem de gordura é maior nas mulheres que nos homens. Embora haja uma grande variabilidade, de acordo com um estudo de Jackson et al. [(2002) Int J Obes Relat Metab Disord 26: ] um valor de BMI de 21 kg/m 2 corresponderá, em média, a 13,5% de gordura no homens e a 23% de gordura nas mulheres. (O valor do BMI médio dos estudante do 1º ano da FMUP é 21 kg/m 2 ). 2 A síntese e libertação de VLDL diminui após as refeições mas a sua concentração aumenta no plasma porque os quilomicra competem com as VLDL pela sua ligação à lípase de lipoproteínas. A diferença entre a concentração dos triacilgliceróis plasmáticos neste período (1,5-2 mm) e a concentração basal (1 mm) não se deve apenas aos triacilgliceróis dos quilomicra que podem representar menos de metade dessa diferença [Griffiths et al. (1994) Am J Clin Nutr. 59: 53-9]. Página 1 de 7

2 4- No período que se segue a uma refeição que contenha lipídeos, os processos de captação e esterificação dos ácidos gordos estão estimulados nos adipócitos e são mais rápidos que o processo de hidrólise (que está inibido) ocorrendo acumulação de gordura 3. Nos adipócitos não existe cínase de glicerol; assim, todo o glicerol formado pela acção das lípases de lipoproteínas (e hormono-sensível) perde-se para o plasma sanguíneo sendo depois metabolizado no fígado e rim (os órgãos onde existe a cínase do glicerol). O glicerol-3-fosfato necessário para a síntese de triacilgliceróis no tecido adiposo tem origem na dihidroxiacetona-fosfato que é reduzida a glicerol-3-fosfato por acção catalítica da desidrogénase do glicerol-3-fosfato (ver equação 1). No período que se segue às refeições a dihidroxiacetona-fosfato origina-se maioritariamente a partir da glicose via glicólise. O transporte transmembranar de glicose é mediado pelo GLUT 1 e pelo GLUT 4 e, quer a insulina, quer a proteína estimuladora da acilação promovem a entrada de glicose para os adipócitos mobilizando GLUT 4 para a membrana citoplasmática. A proteína estimuladora da acilação é uma citocina dos adipócitos que tem uma acção parácrina e cuja síntese e libertação é estimulada pelos quilomicra [4]. No período pós-prandial, para além de promoverem a entrada de glicose para os adipócitos, a insulina e a proteína estimuladora da acilação promovem a acumulação de triacilgliceróis nos adipócitos porque inibem a lipólise citoplasmática (ou seja, inibem a lípase hormono-sensível) e, simultaneamente, estimulam a esterificação. O processo de síntese de triacilgliceróis a partir de acis-coa (ácidos gordos activados) e glicerol-3-fosfato envolve a acção catalítica de transférases de acilo e da fosfátase do ácido fosfatídico que são enzimas do retículo endoplasmático. Enquanto a insulina estimula a síntese da acil-transférase do glicerol-3-fosfato (ver equação 2), a proteína estimuladora da acilação estimula a acil-transférase do diacilglicerol (ver equação 3), ou seja, respectivamente, o primeiro e o último passos do processo de esterificação. dihidroxiacetona-fosfato + NADH glicerol-3-p + NAD + (1) glicerol-3-p + acil-coa 1-monoacilglicerol-3-fosfato + CoA (2) 1,2-diacilgicerol + acil-coa triacilglicerol + CoA (3) 5- No processo de hidrólise dos triacilgliceróis dos adipócitos participam três hidrólases citoplasmáticas distintas: lípase de triacilgliceróis do tecido adiposo, lípase hormono-sensível e lípase dos monoacilgliceróis. No entanto, porque a lípase hormono-sensível foi a primeira a ser descoberta e porque é a que tem papel relevante na regulação do processo é frequente que, quando se discute a lipólise intracelular dos adipócitos, apenas esta seja mencionada [5]. Na lipólise cada molécula de triacilglicerol liberta três moléculas de ácidos gordos e uma de glicerol. A lípase hormono- sensível é regulada por fosforilação/desfosforilação induzida por hormonas sendo activada por fosforilação e inactivada por desfosforilação. Nos seres humanos, as hormonas que têm maior relevância na lipólise no tecido adiposo são (i) as catecolaminas (efeito estimulador) e a (ii) insulina (efeito inibidor) [6]. As catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) promovem a lipólise via ligação aos receptores adrenérgicos 1 que promovem o aumento da actividade da adenilcíclase; a adenilcíclase leva à formação de AMP cíclico que estimula a PKA; a PKA promove a fosforilação e consequente activação da lípase hormono-sensível. A PKA também promove a fosforilação de uma outra proteína (perilipina) que se situa à periferia da gotícula (ou gotículas) de gordura presente no citoplasma dos adipócitos. Quando a perilipina está no estado desfosforilado impede o acesso da lípase hormonosensível ao seu substrato mas, quando é fosforilada pela PKA, deixa de ser um entrave à acção da lípase; assim, a fosforilação da perilipina estimula a acção da lípase. A acção estimuladora das catecolaminas na lipólise é importante na mobilização de ácidos gordos do tecido adiposo para o músculo durante o exercício físico [7]. À acção das catecolaminas opõe-se a insulina que promove a desfosforilação e consequente inactivação da lípase hormono-sensível; durante o jejum a insulina está baixa estando favorecida a lipólise. Um dos mecanismos pelos quais a insulina inibe a lipólise é, no tecido adiposo, a sua acção activadora na fosfodiestérase, uma enzima que hidrolisa o AMP cíclico: 3 Nos roedores, existe no citoplasma dos adipócitos (em todos os estados metabólicos) um ciclo fútil de hidrólise (catalisada pela lípase hormono-sensível) e re-síntese (esterificação) de triacilgliceróis. No entanto, no caso do homem, a percentagem de ácidos gordos libertados na lipólise intracelular que não passam para o plasma e são de imediato reesterificados parece ser, pelo menos na ausência de doença e de acções de medicamentos, pouco relevante [Coppack et al. (1999) Am J Physiol 276: E233; Frayn NK (2010) Metabolic Regulation. A Human Perspective. 3rd Ed. Blackwell pág. 183]. Página 2 de 7

3 Página 3 de 7 Metabolismo dos triacilgliceróis e do etanol; Rui Fontes sem AMP cíclico a PKA fica inactiva e não há fosforilação nem da lípase hormono-sensível nem da perilipina [6]. A insulina, para além de inibir a lipólise, também favorece o processo de esterificação mas, durante o jejum, a insulina está baixa e, consequentemente, o processo de esterificação está desfavorecido. Assim, durante o jejum, os ácidos gordos são libertados para o plasma e viajam no plasma ligados à albumina. Como já referido, as catecolaminas estimulam a lipólise actuando directamente nos adipócitos, mas também têm um efeito indirecto porque inibem a libertação de insulina nas células dos ilhéus pancreáticos. 6- Durante o jejum porque a lipólise é muito mais rápida que a esterificação, o saldo dos dois processos resulta na libertação líquida de ácidos gordos livres dos adipócitos para o plasma. No jejum não há quilomicra, e porque a insulina plasmática está baixa os adipócitos têm maior sensibilidade à acção lipolítica das catecolaminas [6]. No jejum, a concentração plasmática dos ácidos gordos livres está aumentada e (exceptuando os casos particulares do cérebro, eritrócitos e medula renal) os ácidos gordos são usados como combustíveis pelos tecidos (nomeadamente o fígado e os músculos esqueléticos e cardíaco). Um jejum de horas faz aumentar a concentração de ácidos gordos livres plasmáticos de um valor de cerca de 0,05 mm para cerca de 0,5 mm, um aumento de cerca de 10 vezes. No jejum prolongado e na diabetes estes valores são mais elevados podendo ser 2 mm ou superiores. 7- Uma parte dos ácidos gordos captados pelo fígado, em vez de sofrer oxidação, é esterificada e os triacilgliceróis formados são incorporados nas VLDL (que são libertadas para o plasma). Embora haja síntese e secreção de VLDL em todos os estados nutricionais, durante o jejum a secreção de VLDL pelo fígado está estimulada porque a insulina, que tem efeito inibidor neste processo, está baixa. Os triacilgliceróis das VLDL são hidrolisados pela lípase de lipoproteínas dos capilares dos tecidos extrahepáticos e, na ausência de quilomicra (jejum), a acção da lípase nas VLDL não sofre a acção inibidora competitiva dos triacilgliceróis dos quilomicra, estando, por isso, a velocidade de hidrólise dos triacilgliceróis das VLDL aumentada. O balanço dos dois processos (estimulação da secreção de VLDL no fígado e da hidrólise dos seus triacilgliceróis nos tecidos periféricos) favorece mais o processo hidrolítico permitindo compreender que os triacilgliceróis das VLDL baixem durante o jejum [8]. 8- O destino dos ácidos gordos libertados pela acção da lípase de lipoproteínas depende do estado metabólico e do tecido (músculos ou tecido adiposo) onde a lípase opera. Durante o jejum, a síntese hepática e a hidrólise dos triacilgliceróis das VLDL no endotélio dos capilares do tecido adiposo fazem parte de um ciclo de substrato que inclui (1) a captação de ácidos gordos pelo fígado e (2) a sua subsequente esterificação, (3) a libertação para o sangue dos triacilgliceróis formados incorporados nas VLDL, (4) a hidrólise dos triacilgliceróis das VLDL pela lípase de lipoproteínas do tecido adiposo (5) cujos ácidos gordos podem viajar no plasma ligados à albumina e serem captados pelo fígado. Durante o jejum, os adipócitos estão a libertar ácidos gordos para o plasma e os ácidos gordos libertados pela lípase de lipoproteínas não são captados pelos adipócitos. Ao contrário do que acontece com a lípase de lipoproteínas do tecido adiposo, a actividade da lípase de lipoproteínas dos músculos está mais activa durante o jejum que no estado pós-prandial. Quando, em vez da lípase de lipoproteínas do tecido adiposo, intervém a lípase dos tecidos musculares esqueléticos ou cardíaco, o ciclo de substrato acima referido é interrompido: nos tecidos musculares esqueléticos ou cardíaco, o destino predominante dos ácidos gordos libertados das VLDL é a sua oxidação [7]. O exercício físico induz a síntese da lípase de lipoproteínas muscular e, assim, esta actividade aumenta no período que se segue ao exercício. Nessa fase o destino predominante dos ácidos gordos libertados dos triacilgliceróis das VLDL é a sua captação pelas fibras musculares e a subsequente reconstituição das reservas intramusculares de triacilgliceróis que foram hidrolisados (e oxidados) durante o exercício físico [5]. É, no entanto, de sublinhar que a maior parte dos ácidos gordos oxidados ou armazenados nos músculos têm origem nos ácidos gordos libertados no tecido adiposo e não na hidrólise dos triacilgliceróis plasmáticos. 9- No fígado, parte do glicerol-3-fosfato necessário para a esterificação pode resultar da fosforilação (via cínase do glicerol que existe nos hepatócitos) do glicerol que se liberta durante a lipólise (lípase hormono-sensível e lípase de lipoproteínas). Também pode resultar da conversão da glicose em dihidroxiacetona-fosfato (glicólise) e da subsequente redução desta por acção da desidrogénase do glicerol-3-fosfato. Durante o jejum, estando a glicólise inibida, uma outra parte do glicerol-3-fosfato

4 resulta da transformação de aminoácidos, do lactato ou do piruvato. O processo de síntese de glicerol- 3-fosfato a partir destes precursores designa-se por gliceroneogénese; a gliceroneogénese é uma gliconeogénese mais curta não envolvendo as fosfátases da frutose-1,6-bisfosfato e da glicose-6- fosfato. A conversão do piruvato em glicerol-3-fosfato implica a acção de muitas enzimas de que destacaríamos a carboxílase do piruvato, a carboxicínase do fosfoenolpiruvato e a desidrogénase do glicerol-3-fosfato (as outras são comuns à glicólise e catalisam reacções fisiologicamente reversíveis). No tecido adiposo, não existe a cínase do glicerol, mas existe a carboxílase de piruvato, a carboxicínase do fosfoenolpiruvato e a desidrogénase do glicerol-3-fosfato. No tecido adiposo, pelo menos durante o jejum (quando a captação de glicose e a glicólise estão inibidas), o glicerol-3-fosfato usado na síntese de triacilgliceróis tem origem na gliceroneogénese 4 [9-10]. 10- No período que se segue a uma refeição que contenha lipídeos, uma parte dos triacilgliceróis plasmáticos está nos quilomicra mas, independentemente do estado metabólico do organismo, a maioria dos triacilgliceróis plasmáticos está nas VLDL. Os triacilgliceróis incorporados nas VLDL resultam da esterificação de ácidos gordos no retículo endoplasmático do fígado enquanto os constituintes proteicos das VLDL nascentes são sintetizados nos ribossomas. Os ácidos gordos que são incorporados nas VLDL podem ser de diferentes origens: (i) ácidos gordos livres plasmáticos, (ii) hidrólise lisossómica dos triacilgliceróis dos quilomicra remanescentes e IDL captados pelos hepatócitos e (iii) lipogénese de novo. Durante o jejum, a velocidade de síntese de VLDL, estimulada pela baixa de insulina, aumenta e, neste estado metabólico, os ácidos gordos que, no fígado, contribuem para a formação de VLDL provêm, em última análise, do tecido adiposo; maioritariamente da lipólise dos triacilgliceróis intracelulares mas também da acção da lípase de lipoproteínas nos triacilgliceróis das VLDL circulantes. No homem, com uma dieta mista sem excesso de glicídeos, o contributo da lipogénese de novo para os ácidos gordos das VLDL é pequeno. 11- Se considerarmos um determinado intervalo de tempo (um mês ou um ano, por exemplo) e admitirmos que as reservas de glicogénio (e a quantidade total de proteínas) são iguais no início e no fim do intervalo de tempo considerado, a variação da massa de triacilgliceróis do organismo (quase toda no tecido adiposo) é equivalente à diferença entre a energia metabolizável dos nutrientes da dieta e a despesa energética. Assim, ignorando as eventuais variações na massa de glicogénio 5 e na massa de proteínas do organismo, a variação na massa de triacilgliceróis do organismo reflecte o balanço energético (nulo, positivo ou negativo) no intervalo de tempo considerado. Se, mantendo estes pressupostos, a massa de triacilgliceróis do organismo se manteve constante deve concluir-se que a massa de triacilgliceróis que sofreu lipólise no intervalo de tempo considerado foi, no mesmo intervalo de tempo, substituída por triacilgliceróis que foram sintetizados e armazenados. Isto não significa que a velocidade de síntese foi sempre igual à de hidrólise: a seguir às refeições predominou a esterificação e, pelo menos, nas horas que precederam a primeira refeição da manhã predominou a lipólise. Quando há balanço energético negativo uma parte das reservas que sofreu lipólise não é substituída. A situação inversa ocorre quando há balanço energético positivo. Dado que, na dieta típica ocidental, a lipogénese de novo é muito pouco expressiva e que as variações nas reservas de glicogénio podem, em certas condições (ver nota 5), ser ignoradas, também podemos concluir que, quando há balanço energético positivo, uma parte das gorduras que comemos não é oxidada mas sim armazenada no tecido adiposo. 12- Um dos aspectos etiológicos relevantes na diabetes tipo II (a forma mais comum de diabetes) é a incapacidade das células em responder normalmente à insulina (há resistência à insulina). Na diabetes tipo II, se tivermos em conta a elevada concentração de glicose plasmática e a acção estimuladora que estas concentrações deveriam ter nas células, a secreção de insulina está sempre diminuída. Na fase mais precoce do processo patogénico, a concentração de insulina plasmática pode estar aumentada relativamente ao normal mas, mesmo nesta fase, não é suficiente para assegurar um 4 De acordo com Nye et al. [(2008) Trends Endocrinol Metab. 19, ] a gliceroneogénese pode ter, na síntese do glicerol-3-fosfato e na esterificação que ocorre nos adipócitos, um papel mais relevante que o que lhe é habitualmente atribuído. 5 No adulto, se admitirmos que a comparação entre o tempo inicial e final do intervalo considerado foi feita considerando o mesmo estado nutricional (por exemplo, sempre de manhã antes do pequeno almoço), estas variações serão praticamente nulas. Página 4 de 7

5 metabolismo normal: na diabetes tipo II, porque a insulina não actua de forma normal e/ou porque há diminuição da sua secreção, há sempre deficit de insulina. Este deficit de insulina vai, no fígado, via estimulação da glicogenólise e da gliconeogénese, aumentar a libertação de glicose para o sangue e, nas fibras musculares, diminuição da sua captação. São mais conhecidos os efeitos do deficit insulínico no metabolismo glicídico, mas os efeitos no metabolismo lipídico e, em particular, no metabolismo das lipoproteínas também é relevante. No tecido adiposo, o deficit de insulina provoca aumento da lipólise intracelular (desinibição da lípase hormona sensível) e diminuição da actividade da lípase de lipoproteínas do endotélio dos capilares. O aumento da lipólise dos triacilgliceróis armazenados nos adipócitos provoca, tal como no jejum, aumento dos ácidos gordos livres no sangue 6. Uma das consequências do aumento da concentração plasmática de ácidos gordos livres é o aumento da sua captação pelo fígado que os utiliza para sintetizar VLDL [11]. Quer o aumento da síntese de VLDL hepática quer a diminuição da hidrólise dos triacilgliceróis das VLDL (diminuição da actividade da lípase de lipoproteínas) explicam que, na diabetes tipo II, haja aumento das VLDL no plasma. De facto o deficit de insulina também ajuda a explicar o aumento da síntese de VLDL já que a insulina tem o efeito oposto: diminui a secreção de VLDL pelo fígado [11]. Por outro lado, este aumento das VLDL vai provocar um aumento da velocidade de troca entre os triacilgliceróis das VLDL e os ésteres de colesterol das HDL (aumento na actividade da proteína de transferência de ésteres de colesterol CETP) diminuindo o colesterol associado às HDL. A competição entre as VLDL (cuja concentração está aumentada) e as LDL vai também diminuir as trocas entre as LDL e as HDL. Isto leva à formação de partículas de LDL com tamanho diminuído porque, por um lado, diminui a entrada de ésteres de colesterol nas partículas de LDL e por outro, os triacilgliceróis das LDL que não foram transferidos para as HDL acabam hidrolisados pela lípase de lipoproteínas hepática. A diminuição do colesterol associado às HDL e a diminuição de tamanho das partículas de LDL são factores de risco de aterosclerose que está muito aumentado na diabetes tipo II. 13- A metabolização do etanol inicia-se com a sua oxidação sequencial em acetaldeído (=etanal) e acetato. Embora também possa ocorrer nas células do estômago, é no fígado que a maior parte do etanol ingerido se converte em acetato. No fígado existem três sistemas enzímicos envolvidos na oxidação do etanol a acetaldeído, (i) um citosólico, (ii) outro do retículo endoplasmático e (iii) um outro nos peroxissomas. O sistema com maior relevância quantitativa é o citoplasmático, a enzima chama-se desidrogénase do etanol e o oxidante é o NAD + (ver equação 4). De notar que o NADH formado pela acção da desidrogénase do etanol só pode ser oxidado pelo O 2 após a acção das lançadeiras do malato ou do glicerol-3-fosfato. No retículo endoplasmático o sistema enzímico que converte o etanol em acetaldeído não envolve o NAD + mas o NADPH. O sistema do retículo endoplasmático denomina-se Sistema Microssómico de Oxidação do Etanol (MEOS), o oxidante é o O 2 (ver equação 5) e envolve a actividade de um citocromo P450, o CYP2E1. A sua relevância aumenta quando a concentração plasmática de etanol excede 0,5 g/l e, porque a síntese de CYP2E1 é induzida pela ingestão crónica de etanol, no alcoolismo crónico. De importância menor é a acção da catálase dos peroxissomas (ver equação 6). O acetaldeído formado entra para as mitocôndrias dos hepatócitos e aqui, por acção catalítica da desidrogénase de aldeídos, ocorre a oxidação do acetaldeído a acetato sendo o NAD + o agente oxidante (ver equação 7). Uma pequena parte do acetato é, após activação a acetil-coa nas mitocôndrias (sintétase de acetil-coa: ver equação 8), oxidado no ciclo de Krebs do próprio fígado ou, numa parte ainda menor, usado como substrato da lipogénese 6 O aumento da lipólise e a diminuição da esterificação não significa necessariamente que o diabético tipo II esteja continuamente a perder massa gorda e a emagrecer. Como em todos os outros humanos (e mamíferos) é o balanço energético que determina as variações na massa global de triacilgliceróis do organismo. No diabético tipo II as alterações nas actividades das duas lípases e da acil-transférase do glicerol-3-fosfato e na síntese de VLDL fazem com que, independentemente do saldo global (nulo, negativo ou positivo) nos processos de esterificação e lipólise, haja um aumento na concentração dos lipídeos circulantes (ácidos gordos livres e triacilgliceróis das VLDL). Um dos tipos de medicamentos que pode ser usado na terapêutica da diabetes tipo II é o grupo das glitazonas que são agonistas dos receptores nucleares PPAR do tecido adiposo. No tecido adiposo, estes medicamentos estimulam a síntese da carboxicínase do fosfoenolpiruvato (e, consequentemente, a gliceroneogénese e a esterificação) e da lípase de lipoproteínas levando à diminuição dos ácidos gordos livres e dos triacilgliceróis plasmáticos. Estes efeitos levam a que o doente tenha tendência a aumentar de peso mas ajudam a corrigir as alterações nas concentrações dos lipídeos plasmáticos e a glicemia. Um dos factores que contribui para a resistência à insulina é o aumento dos ácidos gordos livres plasmáticos; assim, a sua diminuição induzida pelas glitazonas ajuda a aumentar a captação de glicose pelas fibras musculares e a baixar as concentrações de glicose no plasma. Página 5 de 7

6 [12]. A maior parte do acetato formado no fígado é transportada para o plasma sanguíneo sendo, após captação pelas células dos tecidos extra-hepáticos e activação a acetil-coa (ver equação 8), usado como combustível [12-13]. etanol + NAD + acetaldeído + NADH (4) etanol + NADPH + O 2 acetaldeído + NADP H 2 O (5) etanol + H 2 O 2 acetaldeído + 2 H 2 O (6) acetaldeído + NAD + acetato + NADH (7) acetato + CoA + ATP acetil-coa + AMP + PPi (8) 14- O etanol é um nutriente: o seu valor calórico (7 kcal/g) é superior ao dos glicídeos e proteínas (4 kcal/g) e inferior ao dos lipídeos da dieta (9 kcal/g). Se admitirmos que a conversão etanol acetaldeído ocorreu via desidrogénase do etanol (ver equação 4), que a lançadeira operante é a lançadeira do malato e que na activação do acetato se gastam duas ligações ricas em energia do ATP (ver equação 8) concluímos que, como consequência da oxidação completa (a CO 2 ) de uma molécula de etanol, pode haver a formação líquida de cerca de 13 ligações ricas em energia do ATP 7. O etanol é um nutriente que, ao contrário dos glicídeos e dos lipídeos, não forma substâncias de reserva sendo rapidamente oxidado (cerca de 6 g/h) até desaparecer do organismo. Para um determinado nível de consumo de ATP existe uma velocidade de oxidação de nutrientes que permite manter a velocidade de formação de ATP igual à velocidade de hidrólise. Quando o organismo está a usar etanol como combustível poupa os outros nutrientes, em particular os ácidos gordos mas também a glicose [13-14]. Tendo em conta este efeito inibidor da oxidação do etanol na oxidação dos ácidos gordos poderia pensar-se que um dos efeitos da ingestão de etanol seria o aumento da concentração plasmática de ácidos gordos mas acontece exactamente o contrário. O acetato plasmática provoca, nos adipócitos, inibição da lipólise intracelular e, consequentemente, diminuição na concentração plasmática de ácidos gordos livres [12-13]. Tendo em conta o efeito inibidor da oxidação do etanol na oxidação da glicose poderia pensar-se que um dos efeitos da ingestão de etanol seria um aumento na glicemia; no entanto, porque a ingestão de etanol também provoca diminuição da gliconeogénese hepática [15] o computo geral é a ausência de efeito na glicemia [12-13]. 15- A ingestão crónica de etanol pode levar à acumulação de triacilgliceróis nos hepatócitos, uma condição que se designa de esteatose hepática (ou fígado gordo). Esta condição pode eventualmente evoluir para hepatite e cirrose. Entre os factores que estão na patogenia da esteatose hepática alcoólica destacaríamos que o etanol tem, no fígado, um efeito inibidor na AMPK e activador no SREBP-1c: consequentemente vai haver diminuição na oxidação hepática dos ácidos gordos que vão ser desviados para a esterificação [16]. Esta activação da síntese de triacilgliceróis não é compensada por aumento na secreção de VLDL (a ingestão de etanol não afecta a secreção de VLDL [17]) e os triacilgliceróis formados acumulam-se nos hepatócitos. 1. Frayn, K. N. (1997) Integration of substrate flow in vivo: some insights into metabolic control, Clin Nutr. 16, Malkova, D., Evans, R. D., Frayn, K. N., Humphreys, S. M., Jones, P. R. & Hardman, A. E. (2000) Prior exercise and postprandial substrate extraction across the human leg, Am J Physiol Endocrinol Metab. 279, E Ginsberg, H. N., Zhang, Y. L. & Hernandez-Ono, A. (2005) Regulation of plasma triglycerides in insulin resistance and diabetes, Arch Med Res. 36, Fielding, B. A. & Frayn, K. N. (1998) Lipoprotein lipase and the disposition of dietary fatty acids, Br J Nutr. 80, Frayn, K. N. (2010) Metabolic regulation. A human perspective., 3rd edn, John Willey And Sons, Oxford. 6. Large, V., Peroni, O., Letexier, D., Ray, H. & Beylot, M. (2004) Metabolism of lipids in human white adipocyte, Diabetes Metab. 30, Frayn, K. N., Humphreys, S. M. & Coppack, S. W. (1995) Fuel selection in white adipose tissue, Proc Nutr Soc. 54, Griffiths, A. J., Humphreys, S. M., Clark, M. L., Fielding, B. A. & Frayn, K. N. (1994) Immediate metabolic availability of dietary fat in combination with carbohydrate, Am J Clin Nutr. 59, Reshef, L., Olswang, Y., Cassuto, H., Blum, B., Croniger, C. M., Kalhan, S. C., Tilghman, S. M. & Hanson, R. W. (2003) Glyceroneogenesis and the triglyceride/fatty acid cycle, J Biol Chem. 278, Nye, C., Kim, J., Kalhan, S. C. & Hanson, R. W. (2008) Reassessing triglyceride synthesis in adipose tissue, Trends Endocrinol Metab. 19, Este cálculo pressupõe a formação de 5 ATPs como consequência da oxidação das 2 moléculas de NADH formadas na conversão etanol acetato e de 10 ATPs na oxidação de uma molécula de acetil-coa no ciclo de Krebs. Pressupõe também o gasto de 2 ligações ricas em energia do ATP na activação do acetato a acetil-coa; são duas e não uma porque nesta reacção se forma AMP (e não ADP; ver equação 8). Página 6 de 7

7 11. Gibbons, G. F., Wiggins, D., Brown, A. M. & Hebbachi, A. M. (2004) Synthesis and function of hepatic very-low-density lipoprotein, Biochem Soc Trans. 32, Siler, S. Q., Neese, R. A. & Hellerstein, M. K. (1999) De novo lipogenesis, lipid kinetics, and whole-body lipid balances in humans after acute alcohol consumption, Am J Clin Nutr. 70, Shelmet, J. J., Reichard, G. A., Skutches, C. L., Hoeldtke, R. D., Owen, O. E. & Boden, G. (1988) Ethanol causes acute inhibition of carbohydrate, fat, and protein oxidation and insulin resistance, J Clin Invest. 81, Murgatroyd, P. R., Van De Ven, M. L., Goldberg, G. R. & Prentice, A. M. (1996) Alcohol and the regulation of energy balance: overnight effects on diet-induced thermogenesis and fuel storage, Br J Nutr. 75, Siler, S. Q., Neese, R. A., Christiansen, M. P. & Hellerstein, M. K. (1998) The inhibition of gluconeogenesis following alcohol in humans, Am J Physiol. 275, E Donohue, T. M., Jr. (2007) Alcohol-induced steatosis in liver cells, World J Gastroenterol. 13, Siler, S. Q., Neese, R. A., Parks, E. J. & Hellerstein, M. K. (1998) VLDL-triglyceride production after alcohol ingestion, studied using [2-13C1] glycerol, J Lipid Res. 39, Página 7 de 7