Pesquisadores da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FMRP-USP) revelaram detalhadamente, por meio de experimentos com roedores, como o organismo humano pode operar sua adaptação metabólica a dietas hiperproteicas e sem carboidratos. Publicados em outubro no American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, os achados indicam que o fígado altera seu comando molecular para assegurar o fornecimento energético constante, mesmo em períodos de jejum prolongado.
A Raiz Histórica de Uma Investigação Fisiológica
Este estudo contemporâneo representa uma evolução de uma investigação seminal, iniciada na década de 1970 pelo endocrinologista Renato Helios Migliorini, também da FMRP-USP. A princípio, os pesquisadores observaram a notável capacidade de urubus, aves predominantemente carnívoras, de manter níveis de glicose sanguínea estáveis mesmo após extensos períodos de jejum.
Contudo, essa constatação levantou uma questão fundamental: como esses animais conseguiam sustentar a glicemia sem a ingestão de carboidratos? Tal cenário desafiava um princípio clássico da fisiologia, que preconiza a ingestão de carboidratos como principal fonte de glicose. Portanto, a resposta apontava para a necessidade de o próprio organismo fabricar o açúcar necessário para funções vitais, incluindo a atividade cerebral.
O Fígado como Centro da Gliconeogênese
De acordo com a professora Ísis do Carmo Kettelhut, do Departamento de Bioquímica e Imunologia da FMRP, o ponto de partida para desvendar esse mistério foi o estudo aprofundado do fígado. Este órgão é o epicentro da gliconeogênese, um processo vital onde o organismo sintetiza glicose a partir de precursores não-carboidratos, como os aminoácidos provenientes das proteínas.
Além disso, experimentos subsequentes com gatos e ratos, submetidos a regimes alimentares hiperproteicos, ratificaram essa elevada capacidade de produção hepática de glicose. Essa descoberta crucial consolidou a ideia de que o mecanismo era uma adaptação fisiológica presente em mamíferos, e não uma singularidade restrita às aves carnívoras.
Decifrando os Mecanismos Moleculares
Anos mais tarde, impulsionada pelos avanços na biologia molecular, a equipe sob a liderança de Kettelhut aprofundou-se na investigação dos eventos internos das células hepáticas. A pesquisadora ressalta que, anteriormente, as ferramentas necessárias para compreender os mecanismos moleculares eram limitadas, mas agora é possível identificar os reguladores específicos dessa via metabólica.
Em um experimento recente, que contou com o apoio da Fapesp, o pesquisador João Batista Camargo Neto, da FMRP-USP, administrou uma dieta rigorosa a camundongos adultos por 30 dias. Este regime consistia em 86% de proteínas, 8% de gordura, 6% de sais e vitaminas, e ausência total de carboidratos. Durante esse período, foram meticulosamente monitorados o peso corporal, o consumo alimentar e, crucialmente, a glicemia dos animais.
Subsequentemente, observou-se que, já na primeira semana do estudo, os camundongos submetidos à dieta hiperproteica exibiram níveis de glicose mais baixos que os do grupo-controle, que recebia uma dieta balanceada. No entanto, esses níveis permaneceram notavelmente estáveis. Por outro lado, após 12 horas de jejum, a glicemia dos animais com dieta hiperproteica permaneceu praticamente inalterada, contrastando com uma queda de aproximadamente 40% no grupo de dieta balanceada.
A Dinâmica da "Troca de Estratégia" Molecular
Conforme Camargo Neto detalha, os testes moleculares evidenciaram uma alteração inesperada na maneira como o fígado mantinha a produção de glicose. A princípio, o glucagon, um hormônio secretado em resposta à queda dos níveis de açúcar no sangue, estimulava essa produção. Este hormônio ativa a proteína CREB, que, por sua vez, induz a expressão das enzimas cruciais para a gliconeogênese.
Contudo, com a continuidade da dieta, essa via sinalizadora perdia sua responsividade, mesmo diante de níveis elevados de glucagon. O pesquisador esclarece que o fígado desenvolve uma resistência à ativação do glucagon, resultando no bloqueio dessa via de sinalização. Esse fenômeno sugere que a regulação da gliconeogênese hepática não se sustenta pela ativação do glucagon, mas passa a depender da diminuição da insulina.
Portanto, aproximadamente 15 dias após o início da dieta hiperproteica, o organismo executa uma “troca de estratégia” molecular. Nesse momento, o fator de transcrição FoxO1 assume a liderança no comando da produção de glicose pelo fígado. Kettelhut elucida que fatores de transcrição são proteínas que penetram o núcleo celular para regular a expressão de genes específicos, e o FoxO1, em particular, ativa genes de enzimas responsáveis pela conversão de aminoácidos em glicose, essenciais à via gliconeogênica. Diferentemente do CREB, o FoxO1 é ativado pela queda nos níveis de insulina, um hormônio que se apresenta em concentrações mais baixas nos animais submetidos à dieta hiperproteica.
Em suma, os resultados deste trabalho pioneiro da FMRP-USP elucidam os complexos mecanismos de adaptação metabólica que ocorrem no fígado em resposta a dietas com alto teor proteico e ausência de carboidratos. Compreender como o organismo orquestra essa “troca de estratégia” molecular fornece informações valiosas para a nutrição e para o desenvolvimento de abordagens terapêuticas relacionadas ao metabolismo humano.
