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Qual é o real papel da insulina no controle da hiperglicemia?

 

        Um erro bastante comum, inclusive em livros acadêmicos e no ensino superior, é em assumir que a entrada de glicose nas células, inclusive as musculares, é totalmente dependente do hormônio insulina, secretado pelo pâncreas. Mas a verdade é bem outra.

        A membrana plasmática das células é composta por uma dupla camada lipoproteica, a qual é bastante seletiva com o que entra e sai. A glicose, assim como outros nutrientes solúveis em água, necessita de transportadores para conseguir entrar no interior celular. Muitos pensam que esses transportadores, no caso da glicose, só são ativados com a presença da insulina, mas existem diversos deles que permitem a entrada desse carboidrato apenas pelo simples gradiente de concentração. Ou seja, se existe muito pouca glicose dentro das células, e mais no sangue, ela irá entrar para o citoplasma, independente da presença de insulina. De qualquer forma, esse hormônio aumenta o transporte de glicose para dentro das células, através do transportador GLUT 4. Porém, as células não ficariam sem quantidades suficientes de glicose caso a insulina desaparecesse.  A mesma lógica também se aplica a outros nutrientes solúveis em água, como os aminoácidos.
          
         Alguém poderia criticar esse processo citando a diabetes tipo 1 e o tipo 2. Nessas doenças, a produção de insulina é inexistente, baixa ou existe uma resistência das células à sua ação ( fígado, tecido adiposo e músculos, em especial). Portanto, sem insulina suficiente, a glicose absorvida através da digestão dos carboidratos da alimentação acaba aumentando na corrente sanguínea. Com essa observação, é, normalmente, assumido que isso é devido ao fato de que, sem insulina para entregar essa glicose para as células, esse carboidrato passa a se acumular na corrente sanguínea. Não, pelo contrário, com uma concentração muito elevada de glicose no sangue a entrada de glicose é aumentada bastante! Quando a insulina é aplicada, as taxas de absorção da glicose até caem comparado com a situação original de excesso. Não, eu não estou ficando louco.

Qual o efeito principal da insulina, então?

           O principal papel da insulina na diminuição da quantidade de glicose no sangue é em bloquear diversos processos metabólicos no corpo que ocorrem na sua ausência. Entre eles podemos citar a lipólise ( quebra de gorduras), proteólise ( quebra de proteínas), cetogênose ( produção de corpos cetônicos) e glucogênese ( produção de glicose).  Em outras palavras, ela bloqueia a produção de glicose no fígado ( a partir de aminoácidos, glicerol, e glicogênio), a quebra de triglicerídeos  para a formação de ácidos graxos ( isso tanto no fígado quanto nas células adiposas do corpo) e a produção de corpos cetônicos a partir dos ácidos graxos pelo fígado. Este último órgão produz muito mais glicose do que o corpo consegue metabolizar na presença de baixas quantidades de insulina, especialmente por estar recorrendo à sua enorme reserva de glicogênio e existir absorção de glicose através da digestão dos alimentos.  Bem, parando a produção de glicose pelas células hepáticas ( do fígado), obviamente diminui-se a concentração dela no sangue. Já barrando a produção de ácidos graxos e corpos cetônicos, a insulina aumenta o metabolismo da glicose dentro das células, mas não necessariamente sua entrada. Como eu falei no parágrafo anterior, ela estava entrando muito mais fácil do que com a insulina por causa da sua alta concentração no sangue. Então...?

Quando as concentrações de glicose estão altas, existe uma menor lipólise, em situações normais de produção de insulina, e vice-versa

         Sem contar a já alta concentração de glicose no sangue devido à glicogênese do fígado e digestão dos carboidratos via intestino, temos ainda outro agravante. Os ácidos graxos e corpos cetônicos competem com a glicose como substrato energético dentro das células. Ou seja, muita glicose, ácidos graxos e corpos cetônicos entram na interior celular, fazendo com que pouca glicose seja metabolizada em detrimento dos outros ´combustíveis´. Os corpos cetônicos são os que mais intensificam esse processo de rejeição da glicose, por entrar facilmente nas células tanto pela via apolar ( direto pela membrana) quanto polar ( transportadores). Com isso, a glicose que entra dentro das células é fosforizada à glicose 6-fosfato, e começa a ser acumulada, já que não está continuando seu caminho de completa metabolização. Essa glicose fosforizada não consegue sair de dentro da célula, por não existir transportadores para ela, porém, quando chega-se a um limite de acumulação, a glicose para de ser transformada em glicose 6-fosfato.  Isso faz grande parte da glicose voltar novamente para a corrente sanguínea, onde, nos casos extremos, nenhuma glicose passa a ser metabolizada. . E, sem a administração de insulina, as quantidades dos competidores energéticos só vai aumentando, dificultando ainda mais a limpeza da glicose. Por isso também existe a perigosa cetose diabética, onde um excesso de corpos cetônicos ( dois, dos três produzidos pelo corpo, são ácidos) diminui gravemente o pH sanguíneo, o que pode levar a uma rápida morte. Portanto, resumindo, a insulina ajuda a glicose a ser metabolizada,  mas não é obrigatória para sua entrada nas células.  Apesar desse hormônio aumentar o transporte de glicose através do GLUT4, o gradiente de concentração possui papel muito mais relevante na maior parte do casos, porque existem mais 5 outros transportadores disponíveis nas membranas plasmáticas ( GLUT1... GLUT6), especialmente o GLUT1,além de outros ainda não muito bem caracterizados pela ciência:

1. GLUT1: presente em todos os tecidos do corpo, ele é responsável pela entrada de glicose por difusão facilitada ( assim como todos os transportadores de glicose conhecidos) para atender as necessidades básicas do metabolismo basal, sendo o principal fornecedor de glicose ao cérebro;

2. GLUT2: presente no fígado, pâncreas e intestino, ele é responsável por permitir, por exemplo, que o excesso de glicose entre nas células hepáticas, para ser transformado em glicogênio, e regula a liberação de insulina das células pancreáticas;

3. GLUT3: presente nos neurônios do cérebro, é responsável por entregar glicose à essas células, contribuindo para o metabolismo basal do cérebro junto com o GLUT1;

4. GLUT4: presente no tecido muscular, cardíaco ( também muscular, mas estriado) e adiposo ( células de gordura), ele é ativado pela ação da insulina. É responsável pelo manejamento do excesso de glicose no sangue, a partir dos mecanismos explicados acima, além de contribuir para a formação de mais gordura a partir da glicose nas células adiposas ( Por que estamos engordando?). Diferente dos outros transportadores, o GLUT4 não fica presente nas membranas celulares, ficando ´escondido´ dentro do citoplasma até a insulina chegar e ´chamá-lo´ para ajudar na captação de glicose.

5. GLUT5: presente no intestino, testículos, rins e espermatozoides, ele transporta, principalmente, frutose ( um isômero da glicose). Os espermatozoides, por exemplo, dependem da frutose para se movimentarem na sua corrida até o útero;

6. GLUT6: presente no cérebro, leucócitos e baço, parece não ter uma evidente função de transporte de glicose, tendo seu papel ainda desconhecido;

7. GLUT7: presente nos microssomas do fígado - papel desconhecido;

8. GLUT8: presente nos testículos blastócitos e cérebro - papel desconhecido;

9. GLUT9: presente no fígado, intestino e rins - papel desconhecido, mas parece ter relação com o transporte de urato ( ânion do ácido úrico);

10. GLUT10: presente no fígado e pâncreas - papel desconhecido, mas mutações no gene responsável pela sua expressão levam à Síndrome da Artéria Tortuosa;

11. GLUT11: presente no coração e tecido muscular esquelético - papel desconhecido, porém já foi mostrado que transportam glicose e frutose;

12. GLUT12: presente no tecido muscular esquelético, tecido adiposo e pequeno intestino - papel desconhecido.

13. GLUT13: presente no cérebro - papel desconhecido;

14. GLUT14: presente nos testículos, possui um grande ´parentesco´ com o GLUT3 e, portanto, seu principal substrato de transporte deve ser a glicose.

         Em células musculares, as maiores consumidoras de glicose depois do cérebro, existe o transportador GLUT4 como principal receptor de glicose ( cerca de 80%). A translocação do GLUT4 que possibilita a entrada de glicose é feita através da sensibilização pela insulina. Ou seja, nessa parte do corpo ( e também nas células adiposas), glicose e insulina andam de mãos dadas na entrada celular, porém não de forma exclusiva ( nas células musculares existem também outros transportadores mencionados acima, representando os 20%, em maioria o GLUT1). Mas caso a concentração de glicose sanguínea suba bastante, a entrada de glicose nas células musculares será muito maior do que qualquer sensibilização pela insulina. E é válido também ressaltar que os exercícios físicos também estimulam a translocação do GLUT4, através da contração muscular, independente da insulina! Nos músculos estriados, como o cardíaco, ocorre o mesmo processo de sensibilização por contração e de forma ainda mais significativa. Ou seja, nem mesmo o GLUT4 é totalmente dependente da insulina para entrar em ação. Completando, algo relevante a ser dito é que a absorção de glicose não aumenta de forma linear com o gradiente de concentração , existindo um limite ( saturação), para não prejudicar o funcionamento das células. O excesso de glicose é extremamente prejudicial tanto fora quanto dentro das células.



Esse é um gráfico mostrando a entrada de glicose nas células sob a ausência de insulina; ou seja, a entrada aumenta com o aumento da concentração de glicose no sangue, até chegar a um limite

        Um fato final a ser citado é o uso da insulina para o melhoramento físico e aumento da massa muscular. A insulina NÃO é um hormônio anabólico em termos de síntese proteica. Isso é ainda tema de debate até hoje, mas nenhum estudo prático mostrou que a administração de insulina aumenta a síntese proteica muscular. O que ela faz é aumentar as reservas de glicogênio nas células musculares, através do metabolismo da glicose ( maior glicogênio muscular, maior performance nos exercícios físicos) e impedir a quebra de proteínas nos músculos ( proteólise citada acima), processo esse ainda não muito bem compreendido. Normalmente, o corpo quebra as proteínas para pegar seus aminoácidos e produzir glicose com eles, por exemplo, especialmente dentro das próprias células musculares para a produção de substrato energético e sob a ação do glucacon ( hormônio com ações quase opostas à da insulina, produzido em grande quantidade na escassez dessa última). A insulina, barrando isso, conserva sua massa muscular, mas não aumenta a mesma. Muitos pensam que ela entrega mais aminoácidos para as células, o que aumentaria a síntese proteica. Mas ela não participa desse processo de ´entrega´ de aminoácidos. A insulina ajuda no anabolismo proteico, ao diminuir o catabolismo, mas não existem evidências de que ela aumenta produção de proteínas para a formação/reparação de fibras musculares.Outros anabolizantes, como o GH, sim, aumentam a absorção de aminoácidos pelas células, possuindo real papel anabólico de síntese proteica. É por isso também que, quando os carboidratos são cortados da dieta, para a ´secagem´ do corpo, grande parte da massa de gordura ( lipólise) e massa muscular ( proteólise) são perdidas, caso não exista anabolizantes, por exemplo, para manter os músculos. Os anabolizantes aumentam a síntese proteica em uma taxa maior do que a perda. Porém, a perda só é significativa se a massa muscular for grande ( o corpo encara ela como uma grande fonte de glicose e gasto inútil de energia). A atrofia muscular também é devido à mudança metabólica severa que o corpo enfrenta, ou seja, passando de uma dieta rica em glicose para uma bem pobre ( cetônica), ação esta que aumenta os fatores de catabolismo muscular ( Por que os músculos atrofiam?).

              Para complementar esse texto, é uma boa recomendação a leitura do meu artigo sobre dietas cetônicas: A dieta cetônica é eficaz?

OBSERVAÇÃO: Existem outros transportadores de glicose com funções específicas no corpo, como os SGLTs ( sodium-glucose transporters/transportadores de sódio-glicose), importantes para o transporte da glicose via intestino para o sangue e nos processos de filtração dos rins, e o recente descoberto grupo dos SWEETs.

OBSERVAÇÃO 2: Os transportadores de glicose ( GLUT) não transportam apenas glicose nas células. Outros substratos também navegam por esses transportadores proteicos, como a vitamina C, frutose ( já mencionada), mioinositol e urato ( também já mencionado).

Texto relacionado: O que é o GH e como ele age?

                                    Compartilhe e divulgue o vídeo sobre o assunto...:)

           

REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2129159/
  2. http://joe.endocrinology-journals.org/content/170/1/13.long
  3. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/iub.179/pdf 
  4. http://bja.oxfordjournals.org/content/85/1/69.full 
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC41592/
  6. http://www.nature.com/nature/journal/v510/n7503/full/nature13306.html
  7. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0004-27301998000600003
  8. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12957810
  9. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3000469/
  10. http://nsr.oxfordjournals.org/content/2/1/3.full.pdf+html
  11. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26650681 
  12. http://www.eje-online.org/content/early/2015/02/02/EJE-14-0902.short
  13. http://ajpendo.physiology.org/content/295/3/E595.short
  14. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC185808/
  15. http://ajpendo.physiology.org/content/291/4/E729.short
  16. http://link.springer.com/article/10.1007/s00125-015-3751-0 
  17. http://www.eje-online.org/content/173/1/R25.full.pdf
  18. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2822486/