Biologia Celular e Molecular

O controle de energia do seu corpo

É quase hora do almoço. Seu estômago está roncando e você não pode parar de pensar em sua próxima refeição. Todos nós já experimentamos a sensação de fome, mas como seu corpo liga e desliga sua ânsia por comida?

Uma enzima produzida em uma parte do nosso cérebro chamada hipotálamo (a pequena região de tamanho de amêndoa na base do cérebro) regula nosso apetite. Quando o açúcar no sangue é baixo em nosso corpo (depois de não comer por um tempo, por exemplo) uma enzima conhecida como “proteína quinase dependente de AMP”, ou AMPK, aumenta a sua atividade, o que desencadeia uma cadeia de eventos para sinalizar os neurônios do cérebro que controlam a fome.

Conforme mostra a figura abaixo, a AMPK contém uma subunidade catalítica (α), com duas isoformas (α1 e α2), e duas subunidades regulatórias (βe γ), com as seguintes isoformas (β1, β2, γ1 γ2 e γ3).

AMPK

Figura 1: Estrutura molecular da AMPK: Apresentando uma subunidade catalítica (α) e duas subunidades catalíticas (β e γ).

 

A AMPK é ativada pela fosforilação do resíduo de treonina 172 (Thr 172) da alça de ativação da subunidade α, essa ativação é causada pelo decréscimo do status energético celular.

As células utilizam o ATP (trifosfato de adenosina) como moeda energética, ele é então transformado em ADP (difosfato de adenosina) ou ainda AMP (monofosfato de adenosina). Na situação em que a relação AMP/ATP é aumentada, ocorre mudança conformacional da molécula, deixando-a suscetível a fosforilação pela AMPK. A AMPK fosforilada ativa vias que geram o aumento de ATP, tais como a oxidação de ácidos graxos ao mesmo tempo em que desativa as vias anabólicas que consomem o ATP, como a síntese de ácidos graxos.

Os benefícios da AMPK para a saúde estão um pouco sob seu controle, o que significa que ela pode te ajudar a cumprir aquela promessa de ano novo para emagrecer. Isso porque a enzima AMPK controla muito mais do que o nosso desejo de comida, é uma das principais enzimas metabólicas que controla muitos processos celulares.

Quando você se exercita, os níveis de AMPK aumentam no corpo, desencadeando uma série de efeitos positivos: ajuda as células musculares a absorverem o açúcar da corrente sanguínea e ajuda as células a queimá-lo para obtenção de energia, auxilia na decomposição de gordura, evita o armazenamento de gordura e promove o crescimento de novas mitocôndrias, que são as fábricas de energia de nossas células.

ampk-atuacao

Figura 2: Atuação da enzima AMPK e sua interação com órgãos

A contração muscular efetivamente aumenta a atividade da AMPK, no entanto tal ativação pode depender da intensidade e do tempo de duração do esforço da atividade física. A α2 AMPK é ativada durante o exercício de intensidade moderada enquanto, em geral, a isoforma α1 AMPK parece ser mais resistente a ativação e é somente ativada em condições extremas.

Esse aumento da atividade da AMPK em resposta a uma necessidade de gerar ATP, durante o exercício, promove a translocação das vesículas contendo o tranportador de glicose Glut-4, facilitando assim o transporte de glicose para o músculo de maneira semelhante à da insulina embora por cascatas de sinalização diferentes e independentes. Alé disso, ocorre também a ativação de atividades das enzimas oxidativas mitocondriais.

A ativação da AMPK durante o exercício promove aumento na captação de glicose, melhora na homeostase glicídica e sensibilidade à insulina e aumenta a capacidade oxidativa. Tais adaptações são importantes não só para praticantes de atividades físicas ou atletas que realizam exercícios diariamente como também, para indivíduos diabéticos.

Uma vez que é encontrado em quase todas as células do nosso corpo, os cientistas estão olhando agora como a ativação desta enzima em vários órgãos pode potencialmente ajudar a tratar doenças como diabetes tipo 2 e câncer, além de sua potencialidade em combater os efeitos de envelhecimento.

O aumento na sensibilidade a insulina de músculos em humanos fisicamente treinados desaparece rapidamente (48 a 72 horas) uma vez cessado o exercício, sugerindo que em grande parte os efeitos estão relacionados à última sessão de atividade física. Por outro lado, o treinamento físico diminui a adiposidade, o tamanho da célula de gordura, os níveis de insulina no plasma e aumenta a expressão do transportador GLUT-4 no músculo. Se você pensa em uma enzima como uma máquina, ativá-la, ou transformá-la, significa manter o botão “on” por mais tempo, para produzir mais de seus efeitos desejados.

Enquanto a maioria das drogas trabalham bloqueando as enzimas alvo, algumas pesquisas sobre AMPK estão buscando fazer o oposto – ativá-lo para maior produção de seus efeitos benéficos.

Além de exercícios físicos (que têm um impacto mais benéfico em estimular AMPK em comparação com outras mudanças de dieta e estilo de vida), também acredita-se que ingredientes encontrados no vinho tinto (resveratrol), frutas e vegetais (flavonóides) e chá verde (polifenóis) são positivos estimulantes de AMPK e seus efeitos metabólicos. Alimentos esses que são conhecidos por dar aquela forcinha no processo de diminuição dos níveis de gordura no sangue e emagrecimento.

 

Referências:
Meet Your Body’s Energy Thermostat
Efeitos moleculares do exercício físico sobre as vias de sinalização insulínica
AMP-activated protein kinase signaling in metabolic regulation

 

 

 

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