Glicemia e Glicólise

Glicemia


A glicemia é a concentração de glicose no sangue e seu valor de referência, em jejum, é de 100mg/dl. A hipoglicemia não tem valor numérico definido, é detectada clinicamente, por cansaço, tontura ou desfalecimento. Já a hiperglicemia é caracterizada por glicemia acima de 100mg/dl após 10 a 12 horas de jejum. 

Para o diagnóstico de pré-diabetes e para avaliar a evolução da doença, leva-se em conta, além da glicemia, a hemoglobina glicada (HbA1C), que dá o valor médio da concentração de glicose no sangue para os últimos três meses. O valor de referência é 4,5% e é o marcador mais moderno para risco diabético. 

A ligação da insulina com seu receptor ativa os IRS (substrato do receptor de insulina), proteínas que ao serem fosforiladas ativam uma sequência de proteínas, entre elas a AKT, que ativa vesículas intracelulares que contêm proteínas denominadas GLUTs. Essas vesículas realizam translocação: a membrana vesicular se funde na plasmática, exteriorizando os GLUT-4 – encontrados em células musculares e adiposas -, que transportam glicose para dentro da célula, conforme o esquema abaixo:


Alterações no sistema de transporte da glicose 

Diabetes tipo I: caracteriza-se pela não produção de insulina e desenvolve-se nos primeiros anos de vida pela destruição das células Beta-pancreáticas (produtoras de insulina), por um mecanismo auto-imune. Na doença, não existe a cascata de sinalização gerada pela insulina, diminuindo a quantidade de GLUT-4 na membrana celular e a captação de glicose. O tratamento é realizado com injeções subcutâneas de insulina. 

Diabetes tipo II: surge na maturidade e é associada à obesidade, que aumenta o conteúdo de triglicerídeo intramuscular e de ceramidas. Estes interferem na sinalização da insulina, principalmente ao nível da AKT, fazendo com que o indivíduo desenvolva resistência ao hormônio. O tratamento é feito pela ingestão de hipoglicemiante oral, que sensibiliza os receptores de insulina. Esses pacientes são hiperinsulinêmicos, o que, em alguns casos, exaure o pâncreas e os tornam insulino-dependentes. Normalmente, os portadores da doença são hipertensos, pois a relação da insulina com a atividade simpática provoca o aumento de adrenalina e noradrenalina, que aumentam a freqüência cardíaca e a pressão arterial. A união dos fatores hiperglicemia, hiperinsulinemia, hipertensão e obesidade constituem a síndrome metabólica.

Glicólise


Os carboidratos estão presentes no nosso organismo, principalmente, de duas formas: glicose e glicogênio. A primeira está presente nos fluídos corporais, principalmente no sangue; e o segundo é depositado nos tecidos hepático e muscular. O nível de concentração do glicogênio é de 4 a 5 vezes maior no fígado do que no músculo, porém, no músculo, há maior quantidade de glicogênio, pois temos maior massa muscular do que hepática. 

Glicólise anaeróbia 

A glicose, após entrar na célula, é fosforilada por uma hexoquinase, formando glicose-6-fosfato (G-6-P), que é convertida em frutose-6-fosfato (F-6-P), a qual é fosforilada pela enzima fosfofrutoquinase (PFK), formando frutose-1,6-difosfato (F-1,6-DP). Esta é clivada ao meio, formando duas moléculas de difosfoglicerato (DPG), que passa por uma sequência de reações, até formar piruvato. Se o piruvato entrar na mitocôndria - por difusão facilitada por MCT -, a acetil-CoA será formada. Por outro lado, se isso não ocorrer, lactato é formado no citoplasma da célula. 

A glicólise anaeróbia tem um rendimento energético de 2 NADH e 4 ATP. 

Observe o esquema abaixo: 


Caso ocorra alta demanda metabólica, os MCTs se saturam e o piruvato se acumula no citoplasma, o que ativa a enzima LDH. Essa enzima converte o piruvato em lactato e, consequentemente, há acúmulo de lactato no citoplasma. 

O lactato é proveniente do ácido lático, atuando como um marcador de intensidade do exercício. A dissociação do ácido lático em lactato e H+ - que pode vir de outras vias metabólicas, como a hidrólise de ATP e oxidação de ácidos graxos - é um dos fatores que contribui para a acidificação do meio. 

Com essa acidificação, a atividade da PFK diminui, de modo que a glicólise seja inativada, não havendo reconstituição de ATP e levando à fadiga (veja no gráfico abaixo). Os íons H+ também se extravasam para a fenda sináptica, onde provocam acidificação da placa motora. Isso afeta os receptores de acetilcolina e dificulta a condução neuromuscular, diminuindo a qualidade do gesto motor. Além disso, esses íons interferem na liberação de Ca+2 pelo retículo sarcoplasmático, gerando menos força muscular, pois prejudica a formação das pontes cruzadas. 


A queda na produção de ATP, descrita anteriormente, leva a uma deficiência na atividade da bomba SERCA. Dessa forma, a recaptação de Ca+2 pelo retículo sarcoplasmático diminui, impedindo o relaxamento muscular e, assim, provocando a contratura (contração muscular sem estímulo nervoso). 

Adaptações decorrentes do treinamento físico 

Como o exercício físico de alta intensidade induz à fadiga rapidamente, o treinamento para esse tipo de atividade provoca uma maior tolerância à acidose, melhorando a atividade da PFK em pH baixo. Por outro lado, o treinamento de menor intensidade leva ao aumento da densidade mitocondrial, melhorando a captação de piruvato do citoplasma.


Energia

O metabolismo dos organismos demanda energia, que existe em diferentes formas, como a térmica, mecânica, elétrica, química, nuclear e luminosa. Para nós, seres humanos, a energia térmica é a mais importante, pois somos homeotérmicos, ou seja, mantemos nossa temperatura corporal constante, em torno de 36,5° C. Para isso, grande parte da energia química, proveniente da nossa dieta, é convertida em energia térmica. 


A molécula fundamental de energia química é o ATP (adenosina trifosfato), constituído por uma molécula de adenosina ligada a três grupamentos fosfato. É a moeda de transferência de energia entre as células. 

A reação de hidrólise do ATP é a seguinte: 


O rendimento energético dessa reação é de 7 a 12 kcal/mol. Em um indivíduo de 70kg, há cerca de 50g de ATP e são degradados, aproximadamente, 190kg de ATP por dia. Para isso ocorrer, é necessária a ressíntese de ATP, que demanda uma quantidade maior de energia, provinda de vias anaeróbias (creatina-fosfato e glicose) e aeróbias (glicose, lipídios e proteínas). 


Fontes de energia para ressíntese de ATP: 

Via da creatina fosfato 

A creatina (CR) é formada no rim, a partir de três aminoácidos captados da corrente sanguínea. Posteriormente, é liberada novamente no sangue, de onde é captada pelos músculos esquelético, cardíaco e neurônios, tecidos que formam a creatina fosfato (CP). 

A creatina quinase (CK) é uma enzima que forma ou quebra a CP. Se há alta concentração de ATP, ela forma CP; se há alta concentração de ADP, ela quebra CP para ressíntese de ATP. 


A CP é utilizada em exercícios de alta intensidade. No início do exercício, quando o ATP começa a ser quebrado, as concentrações de ADP e de Pi aumentam. Assim, a creatina quinase é ativada, quebrando a creatina fosfato em CR e Pi e liberando energia para ressíntese de ATP. 


 - No início do exercício, o ATP começa a ser quebrado, gerando uma alta concentração de ADP, o que ativa a creatina fosfato para ressíntese de ATP. 
- Essa quebra de creatina fosfato garante que a concentração de ATP seja constante. 
- Como a reserva de creatina fosfato está baixa, não ocorre a ressíntese de ATP, acarretando baixo rendimento muscular. 


 - Inicialmente, fase de aceleração e, em seguida, atinge a velocidade máxima. 
- Depois, platô, no qual mantém a velocidade máxima pela utilização da reserva de creatina fosfato para ressíntese de ATP. 
- E, por fim, declínio de velocidade; a reserva de creatina fosfato diminui, não havendo ressíntese de ATP eficiente. 

Para aumentar a velocidade inicial, pode-se aumentar a concentração de ATPase, ou aumentar a potência muscular. O incremento de CP não aumenta o pico de velocidade, apenas mantém o platô por mais tempo e diminui o declínio da velocidade final.


Apresentação

Olá!

Este blog sobre Fisiologia do Exercício foi construído a partir dos conteúdos abordados em tal disciplina do curso de Fisioterapia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Os posts não foram elaborados com base em uma referência específica, e sim em informações compartilhadas em aula pelo professor Alvaro Reischak de Oliveira. Sendo assim, abaixo se encontram sugestões para aprofundamento dos conteúdos:

McArdle, William D.; Katch, Frank I.; Katch, Victor L. - Fisiologia do Exercício - Traduzido por Taranto, Giuseppe - Editora Guanabara Koogan (ISBN: 9788527718165)

Powers, Scott K.; Howley, Edward T.; Ikeda, Marcos - Fisiologia do exercício: teoria e aplicação ao condicionamento e ao desempenho - Editora Manole (ISBN: 852041673)

Wilmore, Jack H.; Costill, David L. - Fisiologia do esporte e do exercício - Editora Manole (ISBN: 8520410553):

American College Sports Medicine - Diretrizes do ACSM para os Testes de Esforço e sua Prescrição - Editora Guanabara Koogan (ISBN: 9788527712385).

Weineck, J - Biologia do Esporte - Editora Manole (ISBN: 8520414001)

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