Prof. Carlos Castilho de Barros

Bases Moleculares da Obesidade e Diabetes

Metabolismo Muscular

http://wp.ufpel.edu.br/obesidadediabetes/

Atividade muscular Principais fontes de energia: 1- Carboidratos – provenientes dos estoques intramusculares de glicogênio

provenientes do aumento da captação durante o exercício Obs.: o músculo esquelético é responsável por até 80% da captação de glicose no período pós-prandial (insulina – translocação de GLUT4 - é captação). Obs.2: durante o exercício há liberação de grandes quantidades de adrenalina a qual inibe a secreção de insulina pelo pâncreas. Mesmo assim o músculo em atividade consegue captar 6 x mais glicose do que quando em repouso. 2- Lipídeos – ácidos graxos tanto de estoques intracelulares como da captação de lipídeos circulantes provenientes de diferentes estoques.

músculo

AGL

Lipoproteínas

LLP

FORNECIMENTO DE AGL PARA O MÚSCULO

TG

TG

FABP

TA

AGL-alb

Acil-CoA

CK

β-oxidação

Acetil-Coa

CPT

LLP - lipase lipoprotéica FABP- fatty-acid-biding protein CPT – carnitine palmitoyltransferase

Utilização de AGL

Carnitina Acil carnitina

CPT

Carnitina

CK Citrato

Acetil-Coa OAA

AGL Acil-Coa

CoA

β - OX Acetil-Coa

HAD

CoA

Acil carnitina

Acil-Coa

Glicose / aa

PASSOS DA OXIDAÇÃO DE AGL 1.  Lipólise do TA 2.  Circulação de AGL 3.  Captação pelo músculo esquelético 4.  Disponibilidade e taxa de hidrólise do TG

intramuscular 5.  Ativação do AG 6.  Transporte através da membrana mitocondrial 7.  Religação da CoA no grupo acil 8.  Beta oxidação

Adaptado: Nutrition in Sport, 2000, c.13

Nomenclatura variada dos tipos de fibras

Característica

Tipo I

Resistência

Vermelhas Tônicas Lentas Slow twitch fibers (ST) Tipo II

Força e velocidade

Brancas Fásicas Rápidas Tipo II A – rápida oxidativa Tipo II B – rápida glicolítica Fast twitch fibers (FT)

Conceito - VO2 máximo

VO2 max é a capacidade máxima do corpo de um indivíduo em transportar e fazer uso de oxigênio durante um exercício físico incremental, que reflete a aptidão física desse indivíduo.

•  lipídeos: R = 0,69

C16H32O2 + 23 O2 ⇒ 16 CO2 + 16 H2O

R = 16 CO2 / 23 O2 = 0,69

Substratos energéticos Predominantes

•  carboidratos: R = 1,00

C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O

R = 6 CO2 / 6 O2 = 1,00

0%10%20%

30%40%50%60%70%

80%90%100%

M I

GlucoseGlycogenFAT

Moderado 80% Gordura

15% Glicogênio 5% Glicose

Intenso 50% Gordura

40% Glicogênio 10% Glicose

0

100

200

300

400

500

600

700

M I

GlucoseGlycogenFAT

Moderado -350Kcal Gordura: 280Kcal (80%) Glicogênio: 52,5Kcal (15%) Glicose: 17,5 Kcal (5%)

Intenso - 600Kcal Gordura: 300Kcal (50%) Glicogênio:240kcal(40%) Glicose: 60 Kcal (10%)

Intensidade versus Duração

Está demonstrado que 20 minutos de exercício aeróbio de alta intensidade realizado 3 vezes por semana melhora o sistema cardiovascular.

Essa prescrição irá melhorar agudamente a ação da insulina e o perfil lipídico por até 48-72 horas e a próxima sessão de exercício irá contribuir para reestabelecer e manter esse efeito favorável mesmo na ausência da perda de peso.

Entretanto, o exercício a 50% VO2máx (correspondente à intensidade de uma caminhada rápida) por 45-60 min quase todos os dias da semana terá maior impacto no gasto energético e no perfil metabólico de risco.

Músculo Esquelético e Obesidade

Massa Muscular Total

Massa Muscular Total

Alguns estudos reportaram que a massa isenta de gordura é maior em indivíduos obesos. Em geral, um indivíduo obeso com 100 quilos e IMC entre 35-40 kg/m2 tem ~ 5 kg de massa isenta de gordura a mais que um indivíduo com 70 Kg e IMC 25 kg/m2 (essa diferença é pequena para afirmar que obesos têm uma massa muscular maior).

Dependendo da tecnologia usada os resultados podem ser contraditórios. Ross e col. (1994) utilizando RM demonstraram que mulheres obesas tinham menos tecido magro.

Gordura Intramuscular

Massa Muscular Total

Pesquisas com biópsia (Landin et al, 1988), TC (Kelley et al., 1991; Bulcke et al. 1981; Simoneau et al. 1995) reportaram que homens e mulheres obesos apresentam maior conteúdo de gordura intramuscular em comparação a não obesos.

No músculo esquelético a gordura pode ser encontrada dentro do tecido conjuntivo entre as fibras musculares ou pode ser estocada diretamente dentro das fibras musculares.

Massa Muscular Total O acúmulo de gordura dentro da fibra muscular pode sugerir

a existência de um defeito metabólico que impede a entrada de ácidos graxos dentro da mitocôndria e, portanto, favorece a reesterificação dos ácidos graxos e seu consequente acúmulo.

A agregação de gordura no músculo está relacionada negativamente com a sensibilidade à insulina e à obesidade visceral (Simoneau et al. 1995).

Membrana da Fibra Muscular

Membrana da Fibra Muscular

A obesidade promove alteração na composição de fosfolípidios da membrana mitocondrial e da sarcolema.

A alteração da fluidez de membrana afetaria a sensibilidade à insulina e o metabolismo de substratos.

Proporção dos Tipos de Fibra Muscular

Proporção dos Tipos de Fibra Muscular

Existe a proposta de que o predomínio de fibras musculares do tipo II seria um determinante da obesidade.

Estudos demonstraram que indivíduos que apresentam alta porcentagem de gordura corporal total possuem menor porcentagem de fibras do tipo I no vasto lateral (Lillioja et al. 1987; Wade et al. 1990; Simoneau e Bouchard, 1989).

Oxidação de ácidos graxos

Oxidação de Ácidos Graxos

Na realidade parte da expressão da resistência à insulina no músculo esquelético na obesidade é devido a menor capacidade de utilizar ácidos graxos livres do plasma (ciclo de Randle reverso).

A obesidade visceral está negativamente correlacionada (r = -0,60) com o uso de ácidos graxos no músculo (basal).