14 de Fevereiro de 2011

Corpos cetónicos: o que são?


As dietas “low-carb” têm visto a sua popularidade crescer nos últimos anos, particularmente quando o fim é perder ou manter o peso corporal. No entanto, não existe uma definição concreta do que é “low carb”. Pelos padrões dietéticos actuais, elas podem incluir um consumo de hidratos de carbono entre 0 e 260g/dia, embora seja comum limitar o conceito a 100g/dia ou 30% da energia. Um caso extremo são as dietas cetogénicas, popularizadas por Atkins, que estipulam uma ingestão máxima diária de 50g de hidratos de carbono. Várias versões têm sido criadas, também para atletas, e hoje são bastante utilizadas por quem procura optimizar a composição corporal, embora poucos estejam familiarizados com o metabolismo dos corpos cetónicos. Para ser franco, também não é das áreas onde me sinto mais confortável e os estudos a longo termo acerca destas dietas são escassos. Muito do que se conhece deriva de trabalhos com crianças epilépticas, nas quais este regime traz benefícios acrescidos. Mas atingir um estado de “cetose” não é fácil em pessoas saudáveis e a incompreensão do processo leva alguns a cometer erros que comprometem o metabolismo cetogénico. Neste artigo pretendo partilhar o pouco que sei acerca deste aspecto e da função dos corpos cetónicos no organismo como adaptação à carência em glicose.


Desde o séc. XIX que os corpos cetónicos sofrem o estigma de estarem associados à cetoacidose diabética e a um metabolismo anómalo dos hidratos de carbono. A formação de ácido acetoacético em lugar de dióxido de carbono e água era considerada como que uma metabolização parcial da gordura. Deduziu-se então que a combustão completa dos lípidos necessitaria de uma oxidação simultânea de hidratos de carbono, uma assumpção abusiva e celebrizada por Naunyn com a frase: “as gorduras queimam à chama dos hidratos de carbono”. Com o desenvolvimento científico, os corpos cetónicos provaram ser componentes normais do sangue, não dependentes de disfunções metabólicas, e fontes legítimas de energia em condições específicas. É com algum espanto que ainda vejo alguns a citar Naunyn para descredibilizar as dietas “low-carb”, quando se trata de um princípio com quase um século e que foi refutado inúmeras vezes pela ciência moderna.

Para compreender a cetose há que fazer certas considerações acerca do metabolismo dos hidratos de carbono. À medida que os nutrientes ingeridos vão sendo captados pelos tecidos periféricos, a concentração de glicose no sangue diminui gradualmente. Em paralelo, os níveis de insulina decrescem, reduzindo assim a taxa de captação de glicose pelo músculo e adipócitos. Da mesma forma, a hidrólise do glicogénio hepático aumenta, bem como a gluconeogénese a partir de lactato, glicerol ou aminoácidos. Em condições normais, o cérebro utiliza a glicose como fonte energética, consumindo por sua conta até 150g/dia. A ideia de que o cérebro apenas subsiste com glicose perdurou durante décadas mas hoje é reconhecido que os corpos cetónicos são igualmente uma importante fonte energética em condições metabólicas particulares. Assim, a redução nos níveis de insulina diminui a captação da glicose pelos tecidos periféricos de forma a que, em condições de escassez, ela esteja disponível para a actividade  cerebral. Trata-se de um mecanismo de defesa que nos acompanha deste a ancestralidade.

Mas num jejum prolongado, por mais de 12h, a concentração de insulina diminui drasticamente, o que, em sinergia com um aumento paralelo da glucagina, resulta num estímulo à gluconeogénese, rápida mobilização de ácidos gordos livres dos adipócitos e de aminoácidos do músculo. Este rácio insulina:glucagina activa o fígado para a oxidação lipídica como fonte energética. Nestas condições, a velocidade a que o fígado oxida os lípidos depende apenas da taxa a que lhe são fornecidos. Portanto, com a diminuição da síntese de acetil-CoA derivado dos hidratos de carbono, o substrato inicial do ciclo de Krebs, a formação de acetil-CoA a partir da beta-oxidação lipídica aumenta. Algum deste acetil-CoA é oxidado no ciclo de Krebs hepático como fonte energética, mas grande parte é oxidado apenas até 4 carbonos, em ácido acetoacético (AcAc). Para além dos ácidos gordos, alguns aminoácidos, particularmente a leucina e lisina, podem também originar AcAc, sendo designados de cetogénicos. O AcAc pode depois ser oxireduzido a ácido 3-b-hidroxibutírico (3-HB) ou descarboxilado a acetona, responsável pelo odor característico do suor e hálito em estados de cetoacidose. Estas 3 moléculas são os corpos cetónicos que se conhecem no organismo humano.

Um jejum superior a 2-3 dias esgota as reservas hepáticas de glicogénio e cerca de metade das reservas musculares. Nesta fase, a gluconeogénese depende essencialmente dos aminoácidos, particularmente glutamina e alanina. No entanto, a taxa de formação de glicose não aumenta neste período. Na verdade, a libertação de glicose para a circulação diminui até 50% nos primeiros dias de jejum. Para compensar a redução na produção, verifica-se um decréscimo no consumo que não pode ser apenas explicado pela actividade dos tecidos periféricos. Verifica-se igualmente uma redução no consumo de glicose pelo cérebro, apenas possível com a disponibilidade acrescida de corpos cetónicos como fonte energética alternativa. Após 3 dias de jejum, o consumo de glicose no cérebro é reduzido em 25%, com um aumento simultâneo da metabolização de corpos cetónicos de 16 para 160 kcal/dia.

Mesmo após uma refeição, pequenas quantidades de AcAc são produzidas e oxidadas no fígado, fornecendo 2-3% das necessidades energéticas do organismo. Em condições normais, os níveis sanguíneos dos corpos cetónicos estão no limiar de detecção, <0.1 mmol/L, e a exportação pelo fígado é negligenciável. O factor que determina a taxa de cetogénese é a velocidade a que os ácidos gordos são fornecidos ao fígado. Todos os tecidos com mitocôndrias podem oxidar corpos cetónicos, que fornecem 30 a 40% da energia utilizada nos primeiros 4 a 7 dias de jejum. No entanto, após cerca de 2 semanas, a sua utilização por parte dos músculos diminui, que retornam ao consumo de ácidos gordos como combustível energético. A cetogénese é máxima após 3 dias de jejum, mas uma vez que a sua captação pelo músculo é reduzida após 2 semanas e a reabsorção renal aumenta, os níveis dos corpos cetónicos no sangue continuam a aumentar e, cerca de 3 semanas depois, atingem um equilíbrio em que os valores dobram os observados nos primeiros dias de jejum. É reconhecido que o exercício físico estimula a oxidação destes corpos cetónicos por parte do músculo, activando uma série de enzimas intervenientes no processo. Mas ao contrário do músculo, a utilização de corpos cetónicos pelo cérebro é determinada apenas pela sua concentração sanguínea, e, portanto, o seu consumo aumenta consideravelmente após 2-3 semanas, em detrimento da glicose. Após 3-5 semanas de jejum, o metabolismo de glicose no cérebro decresce para metade. Adicionalmente, apenas 60% da glicose captada pelo cérebro é oxidada a dióxido de carbono e os restantes 40% são reciclados na circulação sistémica como piruvato e lactato, substratos gluconeogénicos para o fígado. Esta combinação de reduzida oxidação da glicose e ciclo de Cori, reduz a utilização cerebral de glicose em 75%, diminuindo o requerimento de aminoácidos e glicerol como precursores de glicose.

Daqui podemos concluir que na verdade o cérebro pode utilizar indirectamente os ácidos gordos como fonte energética, através de uma via metabólica adaptada a condições de escassez. Se assim não fosse, o cérebro teria de ser sustentado pela glicose derivada das reservas proteicas, ou seja, músculo. Sintetizar 150g de glicose por dia necessita de aproximadamente 250g de proteína corporal. A esta taxa catabólica, seria de esperar a morte em menos de 2 semanas e não em 60 dias como se estima para um indivíduo com uma composição corporal média. Portanto, a cetólise não é mais do que uma alternância da responsabilidade em suster a vida das reservas proteicas para a gordura, uma adaptação extremamente eficiente e eficaz em jejum prolongado.

Na verdade, os corpos cetónicos são substratos energéticos extremamente eficientes. O AcAc, quando comparado a outros combustíveis, tem a capacidade de diminuir o requerimento de oxigénio e aumentar a actividade contráctil do músculo. A introdução de corpos cetónicos produz um aumento em 16 vezes dos níveis de acetil-CoA e intermediários do ciclo de Krebs no músculo cardíaco. Curiosamente, esta actividade estimulatória é semelhante à observada com a administração de doses saturantes de insulina. Especula-se que a cetose, a resposta fisiológica aos baixos níveis de insulina verificados em jejum,  é equivalente em efeitos metabólicos às acções da insulina, driblando o bloqueio ao transporte de glicose para os tecidos periféricos e à via glicolítica através de um fornecimento alternativo de acetil-CoA às mitocôndrias. Adicionalmente, medições de fluxo sanguíneo e consumo de oxigénio sugerem um aumento na eficiência energética do cérebro humano com o recurso a cetoácidos como principal combustível em substituição da glicose.

Como vimos, os cetoácidos são substratos energéticos totalmente inócuos, produzidos naturalmente no organismo em certas condições. No entanto, a privação da ingestão calórica não é um situação considerada normal nos dias que correm e, portanto, os corpos cetónicos são vistos como reflexo de um stress metabólico exacerbado em pessoas com diabetes. Convém não esquecer que estes indivíduos atingem níveis muito mais altos do que uma pessoa saudável alguma vez poderia atingir, devido ao seu metabolismo disfuncional por incapacidade de sinalização insulínica e hipermetabolismo. Embora não seja adepto das dietas ditas cetogénicas ou de jejum intermitente, reconheço que são abordagens legítimas e às quais o corpo se pode adaptar facilmente. Mas quem já tentou atingir níveis elevados cetose, sabe que não é de todo simples, especialmente com os requerimentos nutricionais dos atletas que pretendem incrementar ou manter a sua massa muscular. Embora tenham já ficado algumas dicas, numa próxima oportunidade irei explicar a razão, evidenciando também porque a cetoacidose é tão comum na diabetes, contribuindo de sobremaneira para a má imagem do metabolismo cetónico no pensamento médico corrente.

Sérgio Veloso (Jekyll) [FACEBOOK]

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8 comentários:

  1. Excelente artigo.
    Achei interessante esta parte interessante: "Adicionalmente, medições de fluxo sanguíneo e consumo de oxigénio sugerem um aumento na eficiência energética do cérebro humano com o recurso a cetoácidos como principal combustível em substituição da glicose.". Poderia-me indicar a fonte do estudo que sustenta esse excerto?

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  2. Obrigado pelo comentário.

    Poderá consultar as seguintes referências bibliográficas:

    Owen OE, et al. (1967). Brain metabolism during fasting. J Clin Invest. 46:1589.

    McHenry LC.(1966) Cerebral blood flow. N Engl J Med. 274:82.

    Cumprimentos.

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  3. Especialistas dizem que a dieta de Atkins pode aumentar risco de doenças cardiovasculares http://bit.ly/l5H6L1

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  4. a conversa do costume... por acaso não sabes a que estudo em particular ela se estava a referir não? Já vi tantos...

    Quanto à conversa da nutricionista, não saiu do paradigma de que o cerebro só usa glicose e de que na sua falta vai canibalizar o musculo. Parece que custa a entender que apenas os globulos vermelhos subsistem exclusivamente de glicose.

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  5. Tentei localizar o artigo, mas não encontro nada parecido. A notícia em questão não fornece nenhuma pista.

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  6. Encantada com o seu blog! Atleta e interessada em fisiologia, nutrição, bioquímica e ciências em geral, buscando aperfeiçoar minha condição física e o desempenho no esporte, venho me aventurando nas dietas cetogênicas e low-carb.

    Anos atrás, havia tentado uma dieta de uma semana, com muita proteína e zero carboidrato (zero gordura) por 3 ou 4 dias, seguidos de 2 ou 3 dias com proteína e carboidratos reintroduzidos aos poucos, ainda sem gordura. Zero sal, muita água. Foi horrível. Perdi muita massa muscular; já era magra, fiquei pele flácida e osso. O que queria era definição; ficar seca, mas com os músculos desenhados, aparência atlética. Hoje acredito que foi a falta absoluta de gordura, será?

    Recentemente, venho estudando sobre as dietas cetogênicas e low-carb (Atkins, Dieta Metabólica-di Pasquale) e lido o que encontro sobre a interação de suplementos e substâncias, como creatina, glutamina, cafeína, etc e seus efeitos sobre a cetose.

    Acabo de ler aqui sobre as possíveis causas de o corpo não entrar em cetose (o excesso de proteínas) e pretendo "lapidar" ainda mais a minha dieta. Também descobri que o consumo de glutamina atrapalha a cetose, também a cafeína dos termogênicos. Já tinha parado com o whey protein, hoje olhei desconfiada para a creatina. Vou tirar tudo isso e me manter nas gorduras, proteínas (não entendi bem a proporção que sugere "Uma fórmula eficaz utilizada em quadros clínicos é um consumo de gordura que excede o dobro dos hidratos de carbono mais metade da proteína, por exemplo, 300g de gordura, 50g de hidratos de carbono e 100g de proteína", poderia me esclarecer?

    E pergunto: para uma pessoa saudável, qual é o tempo ideal para se manter em cetose na dieta, de modo a obter as vantagens metabólicas que mencionou? Quantas semanas, 3 a 5? Ou devo fazer o ciclo de 5-6 dias de baixo carboidrato (máximo 30 gramas) e 1-2 dias com "recarga" de 120 a 150 gramas, como aconselha o Mauro di Pasquale, autor da Dieta Metabólica?

    Muito grata, parabéns pelo blog, vou continuar a explorar o seu Fat New World!

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  7. Este post é uma treta. As dietas cetonicas fazem um mal tremendo.
    O Atkins morreu de ataque cardiaco

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    1. Errado! Em um dia com muita neve na cidade dele, ele caiu na rua e bateu com a cabeça no chão, teve traumatismo craniano... Morreu super bem de saúde!

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