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L- Carnitina |
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Reinaldo Tubarão Bassit |
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Para entendermos melhor os mecanismos que norteiam a função da carnitina como transportador de ácidos graxos livres (AGL) para dentro da mitocôndria celular e consequentemente esclarecer melhor o efeito "queimador de gorduras" que é atribuído a essa amina, faremos uma breve revisão no metabolismo de gorduras. Em primeiro lugar, sabe-se que as gorduras ou lipídios são moléculas orgânicas que apresentam a característica marcante de serem hidrofóbicas (insolúveis em água). Partindo-se desse princípio, essas moléculas não podem transitar pelo sistema sanguíneo livremente e, geralmente os lipídios corporais são encontrados compartimentalizados (ex: lipídios associados à membrana e gotículas de triacilglicerol nos adipócitos) ou transportados pelo sangue associados a uma proteína (ex: Albumina, molécula que tem a característica de solubilidade em meio aquoso). Em segundo lugar, estando as gorduras disponíveis na circulação na forma de ácidos graxos livres (AGL) devidamente ligados a uma proteína, seria ingênuo de nossa parte pensar que essa molécula atravessaria facilmente os espaços e células vasculares, fluídos extracelulares, membrana celular, fluídos intracelulares, membrana mitocondrial externa e interna, seqüencialmente, a fim de ser oxidada "queimada" para fornecer energia na forma de ATP. Dentre esse longo caminho que os ácidos graxos irão percorrer, penetrar eficientemente no seu local de oxidação (mitocôndria) figura-1, é ponto de prima importância para os AGL, principalmente os de cadeia longa. Esses AGL não podem atravessar a membrana mitocondrial e precisam sofrer uma série de 3 reações enzimáticas antes de atingirem seu local de oxidação. Assim como na circulação, os AGL circulam dentro das células ligados a uma outra proteína a Fatty Acid Binding Protein (FABP, proteína ligadora dos ácidos graxos) sendo que na verdade os AGL nunca estão realmente livres. Para atingirem seu local de oxidação, os AGL, primeiramente, precisam sofrer uma reação de ativação que envolve gasto de energia na forma de ATP. A reação é a seguinte: Reação 1 - o ácido Graxo de cadeia longa junto com a Coenzima A (CoA), sofre uma reação catalítica pela ação da enzima acil-CoA sintetase formando acil-CoA graxo. Essa é a única etapa da degradação completa do AGL que envolve gasto de energia (ATP).
Em segundo lugar esses AGL atravessam a membrana da mitocôndria. Reação 2: O éster de acil-CoA graxo não pode atravessar a membrana mitocondrial interna e, através de uma reação catalisada pela enzima carnitina palmitoil transferase-I (CPT-I), presente na superfície externa da membrana mitocondrial interna, o éster de acil-carnitina pode atravessar a membrana interna e atingir seu local de oxidação.
Outra enzima, a Carnitina-acilcarnitina translocase (CACT), situada na parte interna da membrana mitocondrial interna, age como um transportador de membrana das acil-carnitina formadas, para dentro da mitocôndria, ao mesmo tempo que transporta uma molécula de carnitina para fora da mitocôndria. (Fig-1) Ocorre então a formação de acil-CoA na matriz mitocondrial e é liberado carnitina. Reação 3: o grupo acil-carnitina é transferido enzimaticamente da carnitina para a CoA intramitocondrial pela carnitina palmitoil transferase-II (CPT-II), dentro da membrana interna.
Essas reações têm a função de manter separados a CoA extramitocondrial da intramitocondrial pois têm funções diferentes. A CoA intramitocondrial é utilizada principalmente para a degradação oxidativa do piruvato, dos ácidos graxos e de alguns aminoácidos, enquanto que a CoA citosólica é utilizada para biossíntese dos ácidos graxos. A CPT-I, primeira enzima do processo de introdução dos AG na mitocôndria é reguladora e controladora da velocidade com que o os grupos acil-graxos penetram na organela, consequentemente, controlando a oxidação dos AG. Além da ação da CPT-I, da CACT e da CPT-II, uma outra enzima a carnitina acetil-transferase (CAT), permite que a carnitina possa ser utilizada como transportador direto dos ácidos graxos de cadeia curta e dos grupos acetil, respectivamente para dentro e para fora da mitocôndria. |
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Figura - 1. Esquema do transporte de ácidos graxos para seu local de oxidação através da membrana mitocondrial. Os AG de cadeia longa só podem atravessar a membrana mitocondrial na forma de acetil-carnitina, pela ação da CPT-I. A enzima CACT atua facilitando o transporte de acetil-carnitina para dentro da mitocôndria, ao mesmo tempo que transporta carnitina para fora da mitocôndria garantindo a renovação de carnitina para o transporte de mais AGL. Dentro da membrana mitocondrial, a carnitina reage com a CoA, reação catalisada pela enzima CPT-II, formando acil-CoA na matriz mitocondrial, liberando carnitina. Sabe-se que nos sistemas biológicos, as enzimas nunca atingem sua capacidade máxima de catalisar uma reação, ou seja, essas trabalham num patamar biológico variando para cima ou para baixo dentro de níveis fisiológicos e modulando-se à quantidade de substratos que lhe é ofertada. Fazendo uma analogia da capacidade de catalisar uma reação que uma enzima possui com a capacidade de um caminhão transportar pedras, poderíamos pensar da seguinte forma: " se um caminhão tem a capacidade máxima de transportar 80 pedras por hora, e normalmente ele transporta 40 pedras por hora, teoricamente esse ainda poderia transportar mais 40 pedras, no entanto, se esse caminhão transportar sua capacidade total que é de 80 pedras, o risco de acontecer algo errado com ele é maior, portanto, a empresa responsável permitirá que esse caminhão transporte no máximo 70 pedras por hora com segurança. Continuando o raciocínio, se contratarmos esse mesmo caminhão para transportar nossas pedras e exigirmos que o mesmo trabalhe com o máximo de sua capacidade e com segurança, esse caminhão transportará no máximo 70 pedras por hora, mesmo que lhe ofertemos 100 pedras. Ou seja, não adianta ofertarmos enormes quantidades de substratos (ex: carnitina) a fim de transportar mais AG, que esses, assim como as pedras, só poderão ser carregados conforme a capacidade enzimática (quantidade total de pedras que o caminhão pode transportar)". Em outras palavras, a partir do momento em que uma enzima ou um complexo enzimático atinge sua capacidade máxima fisiológica de catalisar uma reação (ex: CPT-I e CPT-II, e CACT) não adianta aumentar a oferta de substratos que a quantidade do produto formado, por tempo, permanecerá a mesma. Levando-se em consideração todos esses mecanismos e idéias supra citados, podemos concluir que se um indivíduo saudável mantiver uma alimentação balanceada contendo alimentos fontes de carnitina, raramente precisará ou se beneficiará de qualquer tipo de suplementação, mesmo que esse tenha a pretensão de "queimar gorduras". No entanto, indivíduos que não mantêm uma dieta adequada, ou não ingerem quantidades suficientes de alimentos que contenham carnitina ou, ainda, indivíduos que mantêm uma atividade física de endurance, onde o metabolismo aeróbio é requerido em sua plena capacidade, podem se beneficiar da suplementação dessa amina. A carnitina apresenta as seguintes funções no metabolismo energético:
No metabolismo aeróbico o limite para a produção de energia pelo sistema muscular é ajustado pelo fluxo metabólico máximo do cilo de Krebs, o qual depende de 3 fatores básicos: concentração de substratos; concentração de enzimas limitantes, essencialmente relacionadas com a massa mitocondrial; e disponibilidade de oxigênio, o qual é dependente do débito cardíaco máximo e do fluxo sanguíneo local. O fluxo de substratos, particularmente aqueles do produto de degradação dos AG, glicerol, glicose e alguns aminoácidos, a maioria deles convertidos de unidades de acetil para acetil-CoA, é na maioria das vezes comparado ao potencial de produção de energia do ciclo de Krebs. Dependendo da intensidade do exercício a quantidade de produção de Acetil-CoA derivado das gorduras ou dos carboidratos irá variar. A produção de Acetil-CoA pelos músculos é quase que exclusivamente dependente de gorduras em situação de repouso e de exercício moderado, contudo, essa produção é dependente de carboidratos em aproximadamente 85%, quando em atividade física aeróbica intensa como, por exemplo, numa competição de triathlon e maratona. Quando excedemos a capacidade máxima de trabalho com o qual o nosso músculo é capaz de suportar aerobicamente (limiar anaeróbico), esse passa a utilizar energia obtida anaerobicamente. Nessa condição, o músculo tende a produzir ácido láctico pelo aumento da conversão de piruvato a lactato, cujo acúmulo médio é o índice da média de geração de energia na forma de ATP pela degradação da glicose anaeróbica. Quando se excede a capacidade máxima do ciclo de Krebs na geração de energia, como acontece quando em exercícios máximos ou supramáximos, não apenas a degradação da glicose é estimulada a gerar piruvato (consequentemente acetil-CoA e/ou lactato), mas também a degradação das gorduras parece estar plenamente ativa. Os acil-CoA e, particularmente, os acetil-CoA (acil-CoA, molécula com 2 carbonos, após ter sofrido degradação pela b -oxidação) originados da lipólise, tendem a se acumular no citosol da célula e dentro da mitocôndria. Esse acúmulo leva a um aumento na razão acetil-CoA/CoA inibindo a oxidação da glicose a qual não pode, nessa situação, dar conta da demanda metabólica. Parece que em atividades físicas moderadas (até 60% do consumo máximo de O2) a carnitina pode exercer um efeito chamado de "Glicogen Sparing", ou seja, efeito poupador do glicogênio, pela facilitação da entrada dos AG na mitocôndria e conseqüente aumento da oxidação. Também, a carnitina parece exercer vantagens quando da passagem de um exercício físico moderado para um exercício aeróbico submáximo (entre 65 e 85% do volume máximo de O2), devido a um aumento da oxidação total de substratos, principalmente carboidratos e gorduras, conforme os resultados encontrados em pesquisas realizadas no Laboratório de Metabolismo do Instituto de Ciências Biomédicas- I da Universidade de São Paulo (ICB-I USP), onde sob essas condições, os animais submetidos à suplementação de carnitina e exercício físico aumentaram o tempo até a exaustão em 45,85%. Entretanto, ao mesmo tempo que a suplementação de carnitina pode oferecer as vantagens supra citadas, o aumento total da oxidação de substratos durante a atividade física, principalmente os carboidratos, pode levar a uma fadiga precoce já que sua concentração tem correlação positiva com o tempo de resistência ao esforço. Mesmo assim, acreditamos que se um indivíduo, durante sua atividade física, consumir quantidades adequadas de carboidratos o efeito na redução desses estoques provavelmente estará sanado. Como mencionado anteriormente, os efeitos benéficos da suplementação da carnitina só poderão ser alcançados de maneira eficiente em certas situações e sob supervisão de um profisional da área da saúde, mais precisamente um Nutricionista, o qual irá estudar cada caso em particular a fim de adequar a suplementação dentro de um contexto específico. Referências Bibliográficas
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Reinaldo Abunasser BASSIT |
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CRN - 6845 Formação Profissional
Atividades Profissionais
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Mara Assis MALVERDI |
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CRN - 6844 Formação Profissional
Atividades Profissionais Área de Educação Física
Área de Nutrição
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