Regulação do metabolismo de glicose e ácido graxo no músculo esquelético durante o exercício físico

Regulation of glucose and fatty acid metabolism in the skeleton muscle during physics exercise

CARTAS AO EDITOR

Regulação do metabolismo de glicose e ácido graxo no músculo esquelético durante o exercício físico

Regulation of glucose and fatty acid metabolism in the skeleton muscle during physics exercise

Leonardo R. Silveira^I; Rui Curi^II

^IDepartamento de Bioquímica e Imunologia, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo (FMRP-USP), Ribeirão Preto, SP, Brasil

^IIDepartamento de Fisiologia e Biofísica, Instituto de Ciências Biomédicas I - ICB - Universidade de São Paulo, USP

^{Endereço para Correspondência}

CARTA-RESPOSTA AO LEITOR

Em resposta à apreciação do estudo, destaco que as considerações são relevantes no seu aspecto geral, incluindo os efeitos do ciclo glicose-ácido graxo durante o exercício intenso. Como previamente mencionado, existe uma competição entre glicose e ácidos graxos (AG) como substratos para a síntese de ATP nos músculos esquelético e cardíaco e nos adipócitos. Nesse processo, foi demonstrado que, sob elevada disponibilidade de lipídios, os músculos esqueléticos utilizam predominantemente AG para a síntese e obtenção de ATP. Em contraste, sob elevada disponibilidade de carboidratos, utilizam predominantemente glicose. Esse conceito foi proposto originalmente por Randle P., Newsholme E. A. e colaboradores em 1963, e definido como ciclo glicose-ácido graxo (1). O mecanismo que suporta esse conceito está associado a uma razão elevada das concentrações de acetil-CoA/CoA-SH como consequência de uma oxidação elevada de lipídios seguido por um aumento no conteúdo intracelular de citrato e glicose-6-P (G6-P). O acúmulo de acetil-CoA inibe a enzima piruvato desidrogenase (PDH), via ativação da PDH quinase, a enzima responsável pela fosforilação e inativação do complexo PDH, reduzindo a oferta de piruvato (glicose) como substrato oxidativo. De modo sinérgico, o conteúdo elevado de citrato inibe a enzima reguladora da via glicolítica fosfofrutoquinase (PFK). Esse efeito aumenta a razão G6-P/F1,6-bifosfato inibindo a hexoquinase, a enzima responsável pela captação e fosforilação de glicose, consequentemente reduzindo a disponibilidade intracelular de glicose como substrato. Porém, durante o exercício intenso demonstramos que o ciclo glicose-ácido graxo falha em exercer seus efeitos (2). Nessas condições, o sistema carnitina palmitoil transferase (CPT1) sofre inibição pela redução do pH intracelular, comprometendo a β-oxidação dos ácidos graxos (2-4). Um efeito similar ao da insulina no período pós-prandial, aumentando a atividade da enzima acetil-CoA carboxilase e favorecendo a formação de malonil-coA, um conhecido inibidor do sistema carnitina. Esse mecanismo de predomínio da utilização de glicose é conhecido como ciclo reverso ao ciclo glicose-ácido graxo (5,6). Destaco, também, que esse efeito parece ser independente do tempo, mas sim regulado pela disponibilidade de acetil-CoA e citrato durante o metabolismo de lipídeos, favorecendo o ciclo glicose-ácido graxo, ou, ainda, pela disponibilidade de íons H⁺ durante o metabolismo de glicose no exercício intenso. Esse é um mecanismo similar ao efeito da aumentada disponibilidade de glicose/insulina durante o metabolismo de glicose, favorecendo o ciclo reverso ao ciclo glicose-ácido graxo.

Declaração: os autores declaram não haver conflitos de interesse científico neste estudo.

Recebido em 3/Set/2012

Aceito em 6/Set/2012

• 1. Randle PJ, Garland PB, Hales CN, Newsholme EA. The glucose fatty-acid cycle. Its role in insulin sensitivity and the metabolic disturbances of diabetes mellitus. Lancet. 1963;13:785-9.
• 2. Silveira LR, Hirabara SM, Alberici LC, Lambertucci RH, Peres CM, Takahashi HK, et al. Effect of lipid infusion on metabolism and force of rat skeletal muscles during intense contractions. Cell Physiol Biochem. 2007;20:213-26.
• 3. Newsholme EA. An introduction to the roles of the glucose-fatty acid cycle in sustained exercise. In: Biochemistry of Exercise IX. Hargreaves M, Thompson M, eds. Champaign, IL: Human Kinetics; 1999. p. 119-25.
• 4. Newsholme EA, Leech AR. Biochemistry for the Medical Sciences. Toronto: Wiley; 1983. p. 623-7.
• 5. McGarry JD, Mannaerts GP, Foster DW. A possible role for malonyl-CoA in the regulation of hepatic fatty acid oxidation and ketogenesis. J Clin Invest. 1977;60:265-70.
• 6. Muoio DM, Newgard CB. Obesity-related derangements in metabolic regulation. Annu Rev Biochem. 2006;75:367-401.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  24 Out 2012
• Data do Fascículo
  Out 2012