TRABALHO DE BIOQUÍMICA II

Uma mulher de 19 anos procurou um Centro Médico Universitário porque se cansava

facilmente e apresentava pouca tolerância a exercícios físicos prolongados. O exame

neurológico revelou fraqueza muscular nas extremidades. Várias biópsias musculares

foram feitas. O exame microscópico indicou que as células musculares estavam

cheias de vacúolos contendo lipídeos. Dosagens químicas confirmaram a presença

de quantidades aumentadas de triacilgliceróis no tecido muscular. Entretanto a

quantidade de carnitina correspondia a apenas um sexto dos valores de indivíduos

normais.

Neste caso identificamos que a paciente apresenta uma deficiência de carnitina. Logo, ela apresentará dificuldade na degradação dos ácidos graxos, resultando em acúmulo destes e, causando, dor ao realizar esforço muscular, assim como fraqueza muscular também. Além disso, haverá um aumento de triglicerídeos, já que a utilização destes para o fornecimento de energia será reduzido, uma vez que temos em baixa carnitina.

a) Qual a função da carnitina?

A carnitina (3-hidroxi-4-N-trimetilamino--butirato) é uma amina quaternária com função fundamental na geração de energia pela célula, pois age nas reações transferidoras de ácidos graxos livres de cadeia longa do citosol para mitocôndrias, facilitando sua oxidação e geração de adenosina trifosfato (ATP). O aumento do fluxo de substratos através do Ciclo de Krebs poderia resultar em produção e utilização mais efetivas do oxigênio, além da melhora na capacidade de realizar tarefas físicas. A carnitina também tem sido frequentemente utilizada como coadjuvante no tratamento de dislipidemias, uma vez que atua como um importante cofator na oxidação de ácidos graxos de cadeia longa, aumentando a utilização de triglicerídeos para o fornecimento de energia.

A carnitina é sintetizada no organismo a partir de dois aminoácidos essenciais, lisina e metionina, exigindo para sua síntese a presença de ferro, ácido ascórbico, niacina e vitamina B6.

A concentração orgânica de carnitina (aproximadamente 20g ou 120mmol) é resultante de vários processos metabólicos, tais como ingestão, biossíntese, transporte dentro e fora dos tecidos e excreção. Doenças que comprometem algum desses processos, e que têm como características o aumento do metabolismo e estado nutricional debilitado, geram um estado carencial de carnitina. As consequências são relacionadas principalmente ao metabolismo de lipídeos.

Além disso, por ser uma substância produzida no organismo em condições normais e com boa tolerabilidade, a suplementação de L-carnitina tem sido estudada em função de possíveis efeitos antioxidantes, tanto em indivíduos saudáveis quanto naqueles com necessidades especiais, como portadores de doenças isquêmicas e neuropatia diabética5.

Principais funções: a L-carnitina é importante para a oxidação de ácidos graxos, para o metabolismo dos açúcares e promove a eliminação de certos ácidos orgânicos. Atua no endotélio dos vasos, reduzindo os níveis de triglicerídeos e colesterol. Age levando as gorduras para dentro das células, produzindo energia, aumentando o consumo de gorduras e, dessa forma, tendo uma função protetora do fígado. Todas essas funções e qualidades da carnitina são discutíveis e postas em dúvida, principalmente pelos vegetarianos.

Manifestações de carência: são raras e encontradas principalmente em desarranjos metabólicos hereditários. Cansaço, fraqueza muscular, confusão e manifestações cardíacas são os sintomas mais frequentes. Podem surgir lesões tubulares renais com insuficiência renal.

Manifestações de carência de carnitina são descritas em pacientes alimentados por via parenteral (na veia), mas são facilmente corrigidas pela suplementação.

Nas doenças isquêmicas do coração e nas miocardiopatias, a carnitina tem um papel importante, pois a energia do músculo cardíaco vem em boa parte da oxidação de ácidos graxos. Manifestações de excesso: não são descritas.

b) Discuta como está o funcionamento das diferentes vias metabólicas de produção

de energia nesta paciente.

O que a paciente tem é um distúrbio na beta-oxidação de ácidos graxos devido a deficiência de carnitina.

A principal fonte de energia para o organismo é a glicose, no entanto quando a glicose se esgota, a gordura é oxidada para produzir energia. A via metabólica dos lipídeos é a principal fonte de energia para os músculos esqueléticos e cardíaco, enquanto o fígado a utiliza principalmente durante períodos de jejum, quando os ácidos graxos se tornam o principal substrato para a produção de energia neste órgão. O cérebro, embora não oxide os ácidos graxos, utiliza os corpos cetônicos, derivados da acetil-CoA e da acetoacetil-CoA produzidas pela beta-oxidação hepática dos ácidos graxos.

Para sofrerem a beta-oxidação, os ácidos graxos são ativados pela ação das acil-CoA-sintetases, formando tioésteres de CoA (acil-CoA) 8. Embora os ácidos graxos de cadeia curta ou média atravessem livremente as membranas mitocondriais, o mesmo não se dá com os ácidos graxos de cadeia > 10 carbonos, que requerem o ciclo das carnitinas para o seu transporte até a matriz mitocondrial. Foram descritos transtornos por deficiência das enzimas do ciclo da carnitina: transportador de carnitina (CT), carnitina- palmitoiltransferase I (CPT 1), translocase e carnitina-palmitoiltransferase II (CPT 2).

( Figura: transporte dos ácidos graxos de cadeia longa do citoplasma até a matriz mitocondrial onde são oxidados. Após a ativação dos ácidos graxos livres em ésteres de CoA (acil-CoA), há uma troca da CoA pela carnitina por ação da carnitina-palmitoiltransferase I (CPT I). As acilcarnitinas são então transportadas para o interior da mitocôndria, onde ocorre uma troca reversa através da ação da carnitina-palmitoiltransferase II (CPT II). Uma vez no interior da mitocôndria, as acil-CoA serão o substrato da beta-oxidação (figura de Michael W. King, Ph.D., Indiana State University School of Medicine) )

A via metabólica é denominada beta-oxidação porque se processa pela remoção seqüencial de uma unidade de 2 átomos de carbono (molécula de acetil-CoA) pela oxidação do carbono na posição beta