Efeito dos ácidos graxos no desacoplamento mitocondrial e na produção de óxido nítrico durante a contração muscular – uma hipótese / Effect of fatty acids on mitochondrial uncoupling and nitric oxide production during muscle contraction – a hypothesis

Em exercícios físicos de intensidade moderada, a transição do metabolismo de predominantemente anaeróbio para predominantemente aeróbio nos músculos em atividade é um passo chave para melhorar o desempenho. O aumento no aporte de oxigênio e nutrientes, tais como ácidos graxos livres (AGL) e glicose, que acompanha o maior fluxo sangüíneo, é requerido para que esta transição ocorra. Os mecanismos envolvidos na dilatação dos vasos nos músculos esqueléticos durante o exercício físico não são completamente conhecidos. Propomos, neste artigo, a participação dos AGL neste processo. A presença das proteínas desacopladoras-2 e -3 (UCP-2 e -3) no músculo esquelético, cuja função é regulada por AGL, abre a possibilidade de que esses metabólitos podem atuar como desacopladores mitocondriais neste tecido. O aumento na atividade lipolítica no tecido adiposo durante o exercício físico resulta em aumento na concentração plasmática de AGL. Estes poderiam, então, atuar nas proteínas desacopladoras mitocondriais nos músculos em atividade, aumentando a produção de calor local. Propomos que este efeito calorigênico é importante para a ativação da óxido nítrico sintase, resultando em aumento na produção de óxido nítrico que é um vasodilatador potente. Desta forma, os AGL seriam mediadores importantes para a adaptação do metabolismo muscular durante o exercício físico prolongado, garantindo o aporte de oxigênio e nutrientes por aumento do fluxo sangüíneo para os músculos em contração.

In moderate physical exercise, the transition from predominantly anaerobic toward predominantly aerobic metabolism is a key step to improve performance. Increase in the supply of oxygen and nutrients, such as free fatty acids (FFA) and glucose, which accompanies high blood flow, is required for this transition. The mechanisms involved in the vasodilation in skeletal muscle during physical exercise are not completely known yet. In this article, we postulate that FFA participate in this process. The presence of uncoupling protein-2 and -3 (UCP- 2 and -3) in skeletal muscle, whose function is regulated by FFA, suggests that these metabolites may act as mitochondrial uncouplers in this tissue. The increase in the lipolytic activity in adipose tissue during physical exercise leads to increased plasma FFA levels. The FFA can then act on the UCPs in contracting muscles, increasing the local heat production. We propose that this calorigenic effect of FFA is important for nitric oxide synthase activation, resulting in nitric oxide production that is a potent vasodilator. Therefore, FFA would be important mediators for adaptation of muscle metabolism during prolonged physical exercise, ensuring the appropriate supply of oxygen and nutrients by increasing blood flow in contracting skeletal muscle.

Ciclo de Krebs como fator limitante na utilizaçäo de ácidos graxos durante o exercício aeróbico / The Krebs cycle as limiting factor for fatty acids utilization during aerobic exercise

Os ácidos graxos (AG) representam uma fonte importante de energia durante exercícios de intensidade leve ou moderada, e principalmente naqueles de duraçäo prolongada. A utilizaçäo dos AG pelos músculos esqueléticos depende de passos importantes como a mobilizaçäo, transporte via corrente sangüínea, passagem pelas membranas plasmática e mitocôndrial, beta-oxidaçäo e, finalmente, a oxidaçäo no ciclo de Krebs e atividade da cadeia respiratória. O exercício agudo e o treinamento induzem adaptaçöes que possibilitam maior aproveitamento dos AG como fonte de energia, ao mesmo tempo em que o glicogênio muscular é preservado. Contudo, as tentativas de manipulaçäo da dieta e suplementaçäo com agentes ativos para aumentar a mobilizaçäo e utilizaçäo dos AG durante o exercício näo apresentam resultados conclusivos. Nesse trabalho, a hipótese de que o ciclo de Krebs é o fator limitante da utilizaçäo de ácidos graxos pelo tecido muscular no exercício prolongado é apresentada

Uma etapa limitante para a oxidação de ácidos graxos durante o exercício aeróbio: o ciclo de Krebs / A limiting step for fatty acids oxidation during aerobic exercise: the krebs cycle

Os ácidos graxos (AG) representam uma fonte importante de energia durante exercícios de intensidade leve, moderada e, principalmente, naqueles de duração prolongada. A utilização dos AG pelos músculos esqueléticos depende de passos importantes como a mobilização, transporte via corrente sangüínea, passagem pelas membranas plasmática e mitocondrial, -oxidação e, finalmente, a oxidação no ciclo de Krebs (CK) e atividade da cadeia respiratória. O treinamento ao exercício aeróbio induz a adaptações que possibilitam maior aproveitamento dos AG como fonte de energia, ao mesmo tempo que o glicogênio muscular é preservado. Propomos a idéia de que o CK é uma etapa limitante para a utilização de AG pelo músculo esquelético. No tecido muscular, este ciclo apresenta perda contínua de carbonos com a formação de glutamina e citrato. Desta maneira, um passo chave para a manutenção do fluxo de metabólitos pelo CK é a formação de oxalacetato a partir do piruvato pela piruvato carboxilase. Quando o glicogênio muscular está depletado, o que ocorre após período prolongado de esforço físico, forma-se pouco piruvato. Assim, o aumento no suplemento de AG para o músculo esquelético pelo uso de drogas lipolíticas ou dietas não resulta necessariamente em aumento na oxidação de AG e produção de ATP.

Fatty acids (FA) represent an important source of energy during exercises of light and moderate intensity, and mainly in those of a prolonged duration. The utilization of FA by skeletal muscles depends on important steps such as mobilization, transport through bloodstream, passage through plasma and mitochondrial membranes, -oxidation, and finally oxidation in the Krebs’ cycle (KC) and respiratory chain activity. Aerobic exercise training induces adaptations which make possible a higher improvement of FA as a source of energy, while muscle glycogen is preserved. The authors postulate that the KC is a limiting step for the utilization of FA by the skeletal muscle. In the muscular tissue, this cycle presents continuous loss of carbons by generation of glutamine and citrate. Thus, oxalacetate formation from pyruvate through pyruvate carboxylase is a key step to keep the flux of metabolites through the KC. Pyruvate formation is low when muscle glycogen is depleted, which occurs after a prolonged period of physical strain. Therefore, the increased supply of FA for skeletal muscles by the use of lipolytic drugs and diets does not necessarily result in the increase of fatty oxidation and ATP production.

Uma fonte adicional de ácidos graxos para o músculo esquelético: os leucócitos / An additional source of fatty acids to skeletal muscle: the leukocytes

No exercício físico, há aumento na demanda energéticapela musculatura esquelética.Para suprir esta demanda, dois substratos säo importantes: a glicose e os ácidos graxos(AG).

Fatty acids and the immune system

Os ácidos graxos têm diversos efeitos sobre as respostas imune e inflamatória, agindo como mediadores intracelulares e intercelulares. Os ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) da família ômega 3 têm efeito supressor, inibindo a proliferação de linfócitos, a produção de anticorpos e citocinas, a expressão de moléculas de adesão, a atividade de células citotóxicas e causando morte celular. Os PUFA ômega 6 têm efeitos tanto inibitórios como estimulatórios. O mais estudado destes é o ácido araquidônico, que pode ser oxidado a eicosanóides, como prostaglandinas, leucotrienos e tromboxanas, todos eles potentes mediadores da inflamação. Apesar disso, muitos dos efeitos dos PUFA sobre os sistemas imune e inflamatório são independentes da geração de eicosanóides e podem ser devidos, pelo menos em parte, a alterações no metabolismo de glicose e glutamina...