Homeostase Metabólica Controle Hormonal do Metabolismo Disponibilidade De substrato energético Necessidade dos tecidos Alexandre Havt Nível sanguíneo de nutrientes Nível hormonal Impulso nervoso Integração intertecidual Sinais da Regulação Metabólica A concentração de nutrientes no sangue afeta a taxa que estes são utilizados ou armazenados nos tecidos Hormônios levam mensagens a tecidos individuais sobre o estado fisiológico do organismo e a demanda ou suprimento de nutrientes O sistema nervoso central (SNC) utiliza sinais neurais para controlar o metabolismo dos tecidos, diretamente ou pela liberação hormonal Necessidade de Glicose Tecidos dependentes de glicose Cérebro Hemácias Cristalino do olho Células da Medula Renal Requerimento diário de glicose (adulto) 190 gramas (glicemia normal 80 a 100 mg/dl) 150 gramas cérebro 40 gramas outros tecidos Valores abaixo de 60 mg/dl Limitação do metabolismo cerebral Sintomas de hipoglicemia Hormônios do Metabolismo Hormônio anabólico Armazenamento de nutrientes Glicogênese Músculo Fígado Lipogênese hepática Armazenamento no tecido adiposo Síntese protéica Utilização da glicose como fonte energética 1
Hormônios do Metabolismo Glucagon Principal hormônio contra-regulatório da insulina Disponibiliza substratos energéticos na ausência de glicose na dieta Glicogenólise Gliconeogênese Lipólise Não interfere no metabolismo energético muscular Hormônios do Metabolismo Glicemia Controla a liberação de insulina e glucagon alta concentração 30 a 45 minutos após refeição Níveis basais 120 minutos após refeição Glucagon Menor concentração após refeição Liberação controlada pela glicemia e níveis de insulina Hormônios Contra-Regulatórios Liberação controlada por sinais neuronais Processos de stress Hipoglicemia Reações de fuga Pituitária - ACTH Estimula córtex adrenal Cortisol Sistema nervoso autônomo (SNA) Medula adrenal Adrenalina Noradrenalina Células -pancreáticas Glucagon Hormônio polipeptídeo Cadeia A e cadeia B União por duas pontes dissulfeto Síntese da Controle da Liberação da Limiar de liberação 80 mg de glicose/dl >80 mg/dl (Proporcional) Até 300mg/dL -pancreática GLUT2 Fosforilada pela glicoquinase Metabolizada Glicólise Ciclo de Krebs ATP CTE Inibição do canal de K + dependente de ATP Despolarização da membrana Entrada de Ca +2 Exocitose das vesículas Peptídeo C 2
Controle da Liberação da Estímulo da liberação de insulina Além da concentração de glicose: Sinais neurais autonômicos indicativos da ingestão de carboidratos Alimentação rica em aminoácidos Polipeptídeo inibidor gástrico (GIP) Hormônio intestinal liberado após ingestão Inibição da liberação Adrenalina Em resposta a jejum, estresse, trauma e exercício intenso Efeitos Metabólicos da Metabolismo dos Carboidratos Armazenamento de glicose como glicogênio Fígado Músculos Inibe a gliconeogênese e glicogenólise Aumenta expressão de transportadores GLUT4 Tecido adiposo Músculo Metabolismo Protéico Estimula entrada de aminoácidos nas células para síntese protéica. Efeitos Metabólicos da Metabolismo dos Lipídeos Diminuição da degradação de triacilgliceróis Inibe a ação da lipase sensível a hormônio Desfosforilação da enzima inativação Aumento da síntese de triacilgliceróis Aumenta o transporte de glicose para o adipócito Fornece substrato (glicerol-3-fosfato) Aumenta atividade da lipase lipoprotéica Fornece ácidos graxos para a esterificação Aumento no fígado da conversão de glicose em triacilgliceróis Mecanismo de Ação da Receptor tetrâmero 2 cadeias Extracelular Sítio de ligação 2 cadeias Transmembranais Atividade tirosina quinase Autofosforilação de tirosinas Ativação de 4 Proteínas substratos do receptor de insulina (SRIs) Expressão gênica Metabolismo Crescimento celular Mecanismo de Ação da Glucagon Hormônio polipeptídio sintetizado nas células -pancreáticas Pré-pró-glucagon Retículo endoplasmático rugoso (RE) Clivagem em Pró-glucagon Lúmen do RE Proteína madura com 29 aminoácidos Rapidamente metabolizado no fígado e nos rins Meia-vida plasmática de 3 a 5 minutos Glicose e insulina inibem a liberação Estimulam a liberação Glicemia baixa Catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) Cortisol hormônios gastrointestinais, Alimentação rica em proteínas 3
Efeitos Metabólicos do Glucagon Mecanismo de Ação do Glucagon Metabolismo dos carboidratos Aumento imediato da glicemia Degradação do glicogênio hepático Estímulo para gliconeogênese Metabolismo protéico Aumento da captação de aminoácidos pelo fígado Aumento de esqueletos carbônicos para gliconeogênese Níveis plasmáticos de aminoácidos reduzidos Metabolismo dos lipídeos Ativação da lipólise no tecido adiposo Ácidos graxos liberados são captados pelos tecidos Fonte de energia No fígado - conversão à Acetil-CoA e destes em corpos cetônicos Efeitos Metabólicos do GH Metabolismo do tecido adiposo Estimula lipólise - maior disponibilidade de energia Aumenta sensibilidade dos adipócitos a ação lipolítica das catecolaminas Diminui a sensibilidade da insulina redução lipogênese Metabolismo do músculo Excesso de AG plasmáticos utilização preferencial à glicose Aumento do transporte de aminoácidos estimulando síntese protéica Suprime captação de glicose e diminui velocidade da glicólise Metabolismo no fígado Aumento dos AG e glicerol plasmáticos Aumento de acetil CoA estímulo para cetogênese Aumento do glicerol estímulo para gliconeogênese Glicose da gliconeogênese para formação de glicogênio Aumento da formação de IGF-I estimulando crescimento celular Efeitos das Catecolaminas Adrenalina Noradrenalina Secretadas pelo sistema Simpático-Medula Adrenal Adaptação corporal ao estresse Dor, hemorragia, exercícios extenuantes, hipoglicemia, hipóxia Ação sobre receptores adrenérgicos e Mobilização das reservas para oxidação para satisfazer a demanda energética do estresse Queda da liberação da insulina Aumento da ação hemodinâmica facilitando a entrega dos substratos energéticos ás células Efeitos dos Glicocorticóides Liberação do hormônio liberador de corticotropina (CRH) Dor, hipoglicemia, hemorragia, exercícios extenuantes CRH libera adrenocorticotrópico (ACTH) ACTH estímulo da liberação do Cortisol Cortisol Contradição diminui captação de glicose em alguns tecidos Disponibiliza substratos energéticos às células Estimula Lipólise no tecido adiposo Estimula proteólise na pele e músculos Ácidos graxos para fornecer energia Glicerol e aminoácidos para gliconeogênese glicogênio Adrenalina degrada glicogênio Efeitos dos Hormônios da Tireóide Efeitos sobre o fígado Aumenta a glicólise, Síntese de colesterol e sua conversão à sais biliares Aumento da sensibilidade do hepatócito à adrenalina Aumento indireto da síntese de ácidos graxos Efeitos no tecido adiposo Intensifica efeito lipolítico da adrenalina Efeitos no músculo Aumenta captação de glicose Estimula a síntese protéica Efeitos no pâncreas Aumento da sensibilidade das células aos estímulos que promovem a liberação da insulina 4
Resumo dos Efeitos Hormonais Hormônios Captação de glicose Utilização de glicose Síntese protéica Glucagon - - - Catecolaminas (Adrenalina e noradrenalina) Glicocorticóide (cortisol) - - Hormônio do crescimento fracamente fracamente Hormônio da tireóide - Saída de glicose Somatostatina - - - - Resumo dos Efeitos Hormonais Hormônio Cetogênese Gliconeogênese Glicogenólise Glicogênese Síntese de lipídeos Lipólise Glucagon - * Adrenalina / Noradrenalina - - - Cortisol - - Hormônio do crescimento Hormônio da Tireóide - - - - - - Somatostatina b - - - - - - * só em doses altas b inibidor da liberação de insulina e glucagon Hormônio do Crescimento (GH) Ação do Exercício na Liberação dos Hormônios Aumento da liberação tanto maior quanto a intensidade do exercício Relação com aumento da Temperatura Aptidão do atleta Menor aumento em atletas treinados Queda maior após exercício nos treinados Hormônios da Tireóide (T 3 e T 4 ) Aumento Após exercícios extenuantes prolongados T 3 e T 4 reduzem abaixo dos níveis normais por dias após exercícios TSH aumenta após o exercício Hormônios Antidiurético e Aldosterona ADH neuro-hipófise Aldosterona córtex adrenal Perda de água durante o exercício prolongado Liberação do ADH Túbulo coletor renal para reter água Liberação da renina no rim Estimula liberação de angiotensina I que forma angiotensiana II Liberação de aldosterona adrenal Retenção de líquidos pelo corpo Aldosterona aumenta reabsorção de sódio distal Consequentemente há aumento da reabsorção de água Não há diferença entre treinados e destreinados 5
Efeitos sobre as Catecolaminas Íntima relação com a intensidade do exercício Quanto maior a intensidade maior a liberação Não há diferença entre os sexos O treinamento reduz a liberação de Adrenalina e Noradrenalina Os treinados respondem melhor aos efeitos do treinamento porque a redução da concentração no sangue diminui o estresse Redução da frequência cardíaca Na exaustão os treinados têm maior concentração no sangue por secretarem mais. Testosterona e Estradiol Androgênios aumentam após exercícios máximos em indivíduos altamente treinados Não ocorre o mesmo em exercícios submáximos Aumento da testosterona em exercícios de resistência Cuidado aumento da testosterona relacionado com a redução do volume plasmático Durante repouso Homens têm testosterona 10 x mais que mulheres Mulheres têm 43% a mais de androstenediona Após 30 minutos de levantamento de peso Aumento da testosterona em homens mas não nas mulheres Androstenediona aumentam igualmente entre os sexos Há redução mais baixa que os níveis normais 2 horas após os exercícios Exercício e os Hormônios Femininos Exercício e os Hormônios Femininos Fase luteínica (6 a 9 dias após ovulação) Aumento da Progesterona, Estradiol quase diretamente proporcional à intensidade Aumento do FSH e LH não proporcional à intensidade Fase folicular (6 a 9 dias após menstruação) Só há aumento do estradiol Efeitos do treinamento esportivo rigoroso em mulheres Irregularidade do ciclo menstrual Amenorréia parada absoluta da menstruação Relacionada a redução dos níveis do repouso de FSH e LH Relação amenorréia - osteoporose Não há aumento da liberação de estradiol, progesterona e FSH quando realizados exercícios da intensidade similar anteriores ao treinamento Treinamento suprime liberação Exercício e o Cortisol Aumento da liberação após exercícios extenuantes que causam estresse ACTH aumenta 2 5 vezes após 20 min. Corrida 80% VO 2 máx. Corrida progressiva até exaustão 6