Uma nova hipótese da obesidade

por Michael Eades,

Como sugeri no meu último post, você deve assistir ao vídeo incorporado para estudar para este post. Caso você não tenha assistido ao vídeo, ou se você veio a este post sem ter visto o anterior, incorporarei o vídeo abaixo. Eu odeio fazer isso, porque a maneira como o YouTube mostra o vídeo me pegou em uma expressão ou o que quer que me faça parecer 400 anos quando a realidade é que tenho apenas 300 anos. (Se você gostaria de ver quantos anos tenho pessoalmente, estou palestrando no Low-Carb Denver 2020. Venha e diga Olá. Gostaria muito de conhecê-lo.)

Deixe-me explicar um pouco sobre este vídeo. Eu dei essa palestra na grande cúpula Low-Carb em Breckinridge, CO, quase dois anos atrás. Me deram 30 minutos para a apresentação e eu atropelei. Eu já havia analisado o assunto algumas vezes antes de me apresentar, mas por algum motivo, quando comecei a conversa, demorou cerca de 10 a 12 minutos. O organizador da conferência estava na primeira fila enlouquecendo.

O que eu entendo. Eu odeio quando os palestrantes passam do horário, e geralmente faço questão de não fazê-lo. Quando os apresentadores excedem o tempo estipulado, eles acabam desistindo de toda a programação, e as pessoas que ficam impressionadas são os participantes, porque invariavelmente o tempo é compensado diminuindo o intervalo, a hora do almoço ou o encerramento. Percebi que ia atropelar na metade do caminho, e então peguei o ritmo. Se não tivesse, a coisa teria durado muito mais tempo.



Isso não foi divertido?

Eu sofri com a forma de apresentar tudo isso de maneira mais compreensível. Mas é difícil, porque é uma bioquímica complexa. Após algumas reflexões, decidi apresentar o resultado final para a causa precipitante. Então, aqui vai.

Como engordamos

Isso vai parecer simplista, mas engordamos aumentando a quantidade de gordura nas células adiposas. * O que leva a gordura às células adiposas? Insulina. Se as células adiposas são sensíveis à insulina, a insulina conduzirá os processos que movem a gordura para essas células. Se as células são resistentes à insulina, a gordura é removida. (* A massa gorda também pode crescer aumentando o número de células adiposas, mas não quero complicar o problema com isso agora. Já é complexo o suficiente.)

Chegamos a pensar que a resistência à insulina é uma coisa ruim — e de todo o corpo, certamente —, mas talvez faça parte do sistema que regula a quantidade de gordura que entra nas células adiposas. E talvez a mudança da sensibilidade à insulina para a resistência à insulina seja uma porta de entrada para controlar a quantidade de gordura que entra e fica nas células adiposas.

Digo talvez porque toda essa ideia seja hipotética, não um fato comprovado. Mas a fisiologia e a bioquímica subjacentes são bastante convincentes.

Se a resistência à insulina é a porta de entrada, qual é o interruptor para ela? Pode ser ERO, que significa espécies reativas de oxigênio, que é o termo científico para radicais livres. Acontece que os radicais livres não são os monstros que foram criados, pelo menos não em todas as situações. É sabido que as ERO (como as chamaremos daqui em diante) são moléculas de sinalização. E elas são parte integrante do nosso sistema imunológico e contribuem para muitas funções fisiológicas.

As ERO liberadas das mitocôndrias (as organelas em forma de salsicha nas células responsáveis ​​por produzir 85-90 por cento da energia necessária para a vida) acumulam-se e são convertidas em peróxido de hidrogênio, que então (também atuando como uma molécula sinalizadora) induz resistência à insulina naquela célula.

Como e por que as ERO que estimulam a resistência à insulina são liberados pelas mitocôndrias?

Bem, é aqui que fica um pouco complicado, então fique aí

A energia da vida

A moeda da vida é chamada trifosfato de adenosina, também conhecido como ATP. Quase todos os bilhões de reações químicas necessárias para sustentar a vida requerem energia para impulsioná-las e nunca aconteceriam sem ela. ATP é essa fonte de energia. O ATP quebra e libera a energia necessária para catalisar essas reações de manutenção da vida. Como essas reações químicas estão acontecendo constantemente, precisamos de uma fonte pronta de ATP para fornecer a energia necessária. Felizmente, estamos constantemente sintetizando esse ATP em nossas mitocôndrias. De fato, produzimos o nosso próprio peso corporal em ATP todos os dias. Reflita sobre isso por um minuto. Se você pesa 160 libras, suas mitocôndrias produzem cerca de 160 libras de ATP todos os dias para alimentar todas as suas reações químicas em andamento.

O ATP é produzido principalmente por meio de um processo chamado fosforilação oxidativa. Este é um termo que descreve a adição de um grupo fosfato (uma estrutura química específica) a uma molécula de difosfato de adenosina, ADP. A molécula ADP possui dois grupos fosfato ligados a ela; quando um terceiro grupo fosfato é ligado, o ADP se torna ATP. O fosfato DI torna-se fosfato TRI. Vai de dois a três grupos fosfato. A ligação que liga o terceiro grupo fosfato aos outros dois é uma ligação de alta energia. Quando essa ligação é quebrada para liberar energia para alimentar uma reação química, o ATP perde o grupo fosfato e se torna ADP novamente, que está pronto para ser reciclado de volta ao ATP.

É requerida energia para adicionar esse terceiro grupo fosfato ao ADP para torná-lo ATP. De onde vem essa energia?

Em suma, provém da quebra dos alimentos que ingerimos. O que chamamos de nosso metabolismo quebra as ligações químicas dos alimentos que ingerimos e usa a energia liberada para conduzir a conversão de ADP em ATP.

A cadeia de transporte de elétrons, parte 1

A cadeia de transporte de elétrons é composta por cinco complexos moleculares e um tipo de intercâmbio complicado de tráfego chamado casal CoQ. Esses cinco complexos são chamados, simplesmente, de Complexos I, II, III, IV e V, geralmente são indicados por algarismos romanos (não me pergunte por que). Eles estão amarrados ao longo da membrana mitocondrial interna, o que é extremamente importante, mas não tão importante no desenvolvimento de uma compreensão desse processo, por isso não vou entrar nisso. Apenas saiba que existe uma membrana com espaço em ambos os lados que contém os complexos I a V e o casal CoQ.

Quando os processos metabólicos que são iniciados quando comemos (ou quando não comemos e estamos quebrando a gordura armazenada e / ou a glicose / glicogênio armazenados) separam as moléculas que compõem os alimentos que ingerimos, as cadeias de carbono que compõem as gorduras e os açúcares são removidos de seus hidrogênios e oxigênio, e a energia armazenada nesses alimentos é liberada como elétrons de alta energia. Esses elétrons são agarrados por moléculas de transporte de elétrons de alta energia e transportados para a cadeia de transporte de elétrons. É semelhante a pegar carvão ou madeira e transportá-lo para um forno a ser queimado. Essas moléculas de transporte de elétrons de alta energia transportam os elétrons para diferentes partes da cadeia de transporte de elétrons e os jogam lá.

Alguns portadores de elétrons específicos despejam os elétrons no Complexo I, enquanto outros os despejam no Complexo II. Para torná-lo ainda mais complicado, alguns portadores de elétrons despejam seus elétrons em uma estrutura (também na membrana) chamada flavoproteína de transporte de elétrons, ETF. A ETF geralmente não é mostrada nos gráficos da cadeia de transporte de elétrons, mas existe e é importante para a nossa teoria.

Todas essas estruturas enviam seus elétrons através do casal CoQ, que é onde a mágica acontece. Mas antes de chegarmos a isso, vamos ver como o processo produz ATP.

Os elétrons de alta energia que são despejados nos vários complexos e na ETF acabam sendo transferidos da linha de um complexo para o outro, como uma brigada de baldes. À medida que cada complexo transfere um elétron para o próximo da fila, um pouco de energia é liberada. Essa energia liberada potencializa o bombeamento de íons hidrogênio (chamado H +) através da membrana.

À medida que mais comida (ou gordura armazenada ou açúcar) é quebrada, mais elétrons de alta energia são alimentados nos complexos e transferidos para a linha. Então, mais energia bombeia H + através da membrana. À medida que o bombeamento continua e o H + aumenta de um lado, a pressão desse lado aumenta. (Não é realmente pressão, por si só, como na pressão do ar em um pneu, mas é pressão química e elétrica.

Quando mais moléculas H + estão em um lado da membrana, há uma diferença na concentração de hidrogênio e uma diferença na carga elétrica devido à carga positiva ou + no hidrogênio. Consequentemente, existem duas forças diferentes pressionando a membrana: uma concentração química e uma elétrica. A diferença de pressão na membrana é chamada gradiente quimiosmótico, um termo que você pode esquecer imediatamente.)

Quando há uma desigualdade de pressão através de uma membrana, há uma força tentando igualar a pressão. Assim como em um pneu cheio de ar, o ar quer sair para se igualar ao ar da atmosfera, mas a borracha do pneu evita isso. Se você perfurar o pneu, o ar sai correndo até que a pressão dentro do pneu seja igual à pressão externa, uma situação infeliz que chamamos de pneu furado.

A mesma situação existe através da membrana nas mitocôndrias, exceto que, como o ar soprando através da perfuração no pneu inflado, essa pressão é liberada pelo H + passando pelo Complexo V. O Complexo V é como uma pequena turbina. À medida que o H + passa por ele, eles fornecem energia para transformar a turbina, o que adiciona um grupo fosfato a um ADP, convertendo-o em ATP e liberando-o para sair e trabalhar para gerar reações químicas.

Os Complexos

Quando seu corpo metaboliza sua comida (ou quando seu corpo se volta para reservas armazenadas), as gorduras e o açúcar são enviados por diferentes caminhos. A glicose (açúcar) entra no ciclo de Krebs, também chamado de ciclo TCA e alguns outros nomes apenas para mantê-lo confuso para estudantes de medicina que estão tentando aprender sobre isso.

As gorduras são decompostas através de um processo chamado beta-oxidação, que divide as gorduras em dois segmentos de carbono e depois as alimenta no ciclo de Krebs.

À medida que a glicose e as gorduras são processadas pelo ciclo de Krebs, os elétrons de alta energia são removidos e anexados aos transportadores de elétrons de alta energia para serem transportados para a cadeia de transporte de elétrons.

Existem dois tipos de moléculas de transporte de elétrons de alta energia que transportam esses elétrons. Eles são chamados de FADH2 e NADH. É uma função de onde, no ciclo de Krebs, esses elétrons são transferidos para qual das duas transportadoras os agarram. Para cada turno do ciclo de Krebs, três NADH são usados ​​e um FADH2. (NADH e FADH2 são as abreviações dos nomes dessas moléculas. Você não precisa saber seus nomes reais para nossos propósitos. Estou tão acostumado a usar as iniciais deles que nem consigo lembrar seus nomes reais sem procurando-os.)

Como mencionado acima, o processo de oxidação beta envolve cortar segmentos de gordura com dois carbonos de cada vez e enviá-los para o ciclo de Krebs. O processo de cortar essas gorduras envolve quatro etapas. Durante o primeiro passo, um elétron é jogado e capturado pelo FADH2. Durante o terceiro passo, outro é jogado fora e agarrado pelo NADH. Para os fins desta discussão, o primeiro dos quatro passos é o mais importante, pois varia dependendo se a gordura está saturada ou insaturada. Quanto mais insaturada a gordura, menos FADH2 é gerado, o que é crucial para a geração de ERO, que determina a quantidade de resistência à insulina. E, finalmente, a quantidade de gordura armazenada na célula adiposa.

Por que menos elétrons são jogados fora, exigindo menos NADH2 para carregá-los, a partir de gorduras insaturadas do que gorduras saturadas no primeiro passo da beta-oxidação? Porque na primeira etapa, uma ligação dupla é inserida em uma gordura saturada que passa pelo processo. (Veja o círculo vermelho no gráfico abaixo.) Essa adição de ligação dupla retira um elétron que é capturado e transportado para o ETF na cadeia de transporte de elétrons pelo FADH2. Ao contrário de uma gordura saturada, uma gordura insaturada já possui uma ou mais ligações duplas, portanto, basicamente perde esse passo e nenhum elétron de alta energia é liberado. Para cada ligação dupla em uma gordura insaturada, um elétron a menos é liberado e um FADH2 a menos é enviado a caminho, em comparação com uma gordura saturada do mesmo comprimento. Portanto, quanto maior a insaturação da gordura, maior a diferença na produção de FADH2, que, como veremos, é consequente no armazenamento de gordura nas células adiposas.

Vamos ter isso em mente quando voltarmos à cadeia de transporte de elétrons.

Cadeia de transporte de elétrons, parte 2

O primeiro complexo da cadeia de transporte de elétrons é o Complexo I. O NADH é eliminado da oxidação beta e o ciclo de Krebs entra na cadeia de transporte de elétrons através do Complexo I. O FADH2 entra por duas vias diferentes. O FADH2 gerado no ciclo de Krebs entra pelo Complexo II, que na verdade faz parte do ciclo de Krebs que reside na membrana. O FADH2 gerado pela oxidação beta entra pelo EFT, que também é incorporado na membrana. Este é o passo crucial para entender a diferença entre os efeitos da gordura saturada e insaturada no desenvolvimento da resistência à insulina. Aqui está o porquê.

O Complexo I e o Complexo II e ETF alimentam seus elétrons no casal CoQ. Depois de passar pelo casal CoQ, os elétrons são transferidos para o Complexo III, que os entrega ao Complexo IV, bombeando H + através da membrana o tempo todo. O complexo final, o Complexo V (também chamado de ATP sintase, apenas para facilitar as coisas), é a turbina descrita acima (e mostrada em uma animação na minha apresentação em vídeo) que produz o ATP à medida que o H + flui de volta em um esforço para igualar 'pressão' em ambos os lados da membrana.

Como os elétrons estão chegando ao casal CoQ de várias direções (Complexo I, Complexo II e ETF), é como um cruzamento de ruas. Se o tráfego estiver em movimento, todos passarão pelo cruzamento com pouco atraso. No entanto, se é hora do rush na sexta-feira antes de um longo fim de semana, o tráfego pode voltar e pode demorar uma eternidade para passar.

Todos nós já tivemos a experiência de dirigir para algum lugar e nos depararmos com um tráfego travado. A maioria dos motoristas espera pacientemente e percorre a longa fila de trânsito até chegar ao cruzamento e seguir em frente. Nessas situações, no entanto, sempre há motoristas impacientes que se cansam da espera, saem da fila, engatam a ré e voltam pela estrada da maneira oposta para encontrar uma rota mais rápida.

O mesmo acontece com os elétrons sendo copiados pelo casal CoQ. A maioria deles chega ao Complexo III, mas se o tráfego de elétrons estiver congestionado o suficiente, alguns deles se voltam e fazem isso pelo Complexo I. Quando isso acontece, é chamado, logicamente, transporte reverso de elétrons (RET), que é uma parte importante de nossa hipótese.

Quando os elétrons retrocedem no Complexo I, o complexo os libera como radicais livres, ERO.

Esses ERO são um sinal de que a célula está cheia (o que faz sentido, pois o casal CoQ está obstruído pelo tráfego de elétrons. Os ERO acabam como peróxido de hidrogênio e aumentam a resistência à insulina localizada, que afasta a gordura e a glicose. E agora voltamos ao ponto em que começamos na parte anterior deste ensaio.

Então…

Os elétrons que acabam entupindo o casal CoQ são transportados pelo FADH2 provenientes da oxidação beta da gordura através do ETF. Mais FADH2 significa mais elétrons significa mais congestionamentos. O que leva os elétrons para trás via RET através do Complexo 1 e os expõe como ERO, aumentando a resistência à insulina localizada e impedindo que mais gordura seja transferida para as células de gordura.

O que impulsiona mais FADH2 através do ETF? Gordura saturada.

O que impulsiona menos? Gordura poliinsaturada (PUFA).

Por que isso Importa? Essa é a pergunta que está no cerne da hipótese.

Se você deseja impedir que suas células de gordura se expandam além de um certo nível, e você quer se expandir junto com elas (ou seja, engordar), então você deseja bloquear a entrada de gordura nas células de gordura, que é o que a resistência localizada à insulina faz. E essa resistência localizada à insulina é impulsionada pelo FADH2. E o que faz mais FADH2? Gordura saturada. O que faz menos? PUFA.

A epidemia da obesidade

Por décadas, o nível de obesidade nos Estados Unidos permaneceu bastante nivelado. De repente, por volta de 1980, a taxa de obesidade começou a aumentar. E não parou desde então.

O que aconteceu?

Você pode obter todos os tipos de respostas das pessoas. Se você olhar para as estatísticas, verá que a ingestão calórica aumentou cerca de 240-250 calorias per capita por dia. Se você analisar isso e observar o conteúdo de macronutrientes desse aumento calórico, verá que a proteína aumentou um pouco, a gordura aumentou um pouco, enquanto a maior parte do aumento calórico vem do carboidrato.

Então, aí está sua resposta. Mais carboidratos estão nos tornando mais gordos. Parece bastante lógico, mas...

Por quê?

Não podemos apenas dizer que o fato de estarmos comendo mais carboidratos está nos deixando gordos. A razão exige que façamos a pergunta: por quê? Por que, após décadas de ingestão consistente de carboidratos, de repente começamos a comer mais carboidratos em 1980?

De repente, os carboidratos se tornaram mais saborosos em 1980? Lanches e junk food chegaram à cena em 1980? As pessoas começaram espontaneamente a encher a cara de carboidratos em 1980? Ou algo mais aconteceu?

Vamos dar uma olhada na ingestão de proteínas. Aumentou um pouco, mas realmente não mudou na qualidade.

E quanto a gordura?

A ingestão de gordura aumentou um pouco desde 1980. Se você observar a mudança no tipo de gordura que ingerimos a partir de 1980, verá uma enorme diferença. Embora a gordura total não tenha mudado muito, a quantidade de PUFA na dieta disparou, enquanto a quantidade de gordura saturada caiu.

Então, talvez o tipo de gordura tenha algo a ver com isso. Minha hipótese inicial era que a PUFA de alguma forma impulsionou o aumento da obesidade e talvez a queda da ingestão de gordura saturada tenha contribuído.

Em outras palavras, talvez a PUFA esteja conduzindo a epidemia da obesidade enquanto a gordura saturada é protetora. Então, comecei a procurar um mecanismo bioquímico ou fisiológico que pudesse explicar isso.

Me deparei com o trabalho de Peter Dombromylskyj, (veja a série Proton em seu blog Hyperlipid), que havia retrocedido a bioquímica básica do metabolismo da gordura e percebeu que a gordura saturada aumentava a produção de FADH2, enquanto a PUFA a diminuía. Portanto, a proporção dos dois, a proporção de FADH2 / NADH, pode atuar como uma chave para controlar o armazenamento de gordura. À medida que a proporção aumenta — mais FADH2 para NADH — o armazenamento de gordura diminui.

Se isso fosse verdade, ajudaria a explicar o enorme aumento da obesidade desde cerca de 1980. Desde então — graças ao amplo medo da gordura saturada — todos nós reduzimos a gordura saturada e a substituímos por PUFA.

Ao defender a substituição por PUFA, fornecida principalmente na forma de óleos de sementes industriais, no lugar da gordura saturada, que todos comemos há milênios, em uma tentativa equivocada de reduzir a taxa de doenças cardíacas, as autoridades nutricionais involuntariamente nos prepararam para a epidemia de obesidade maciça estamos agora no meio de.

Uma dieta rica em PUFA, pela diminuição da produção de FADH2, inibe a taxa de RET, permitindo que as células de gordura continuem a consumir calorias além de um determinado ponto definido. A adição de gordura saturada aumenta o RET e sinaliza que as células adiposas estão cheias.

Enquanto as células adiposas estão abertas para o enchimento, tanto a gordura quanto a glicose entram. Como a PUFA promove isso, a PUFA acaba agindo como uma espécie de carboidrato sobrecarregado, na medida em que continua a inundar as células adiposas como glicose, mas tem mais de duas vezes tantas calorias por grama quanto glicose.

Poderia explicar muita coisa.

Antes de terminar, quero propor um experimento. Talvez alguém lá fora tenha os contatos para começar.

Nos velhos tempos pré-vamos-todos-parar-de-comer-alimentos-de-origem animal, as batatas do McDonald's eram fritas em sebo bovino. Desde que o CSPI e outros grupos de espertos chegaram até eles, eles passaram a fritá-las em óleo vegetal. O óleo vegetal não dá sabor da mesma maneira que o sebo bovino, então eles tiveram que fazer todo tipo de magia em tecnologia de alimentos para fazê-las terem o mesmo sabor. Algumas pessoas ainda não acham que têm o mesmo gosto. Ouça este podcast de Malcolm Gladwell, que comeu batatas fritas do McDonald's fritas à moda antiga.

Os óleos vegetais são principalmente PUFA, enquanto o sebo bovino é principalmente gordura saturada e gordura monoinsaturada, com um pouco (muito pouco) de PUFA.

Se pudéssemos recrutar, digamos, 30 pessoas que concordassem em comer batatas fritas do McDonald's até ficarem cheias, poderíamos fazer um bom estudo. Nós os usaríamos como seus próprios controles. Nós os distribuiríamos aleatoriamente em dois grupos. Um grupo comia batatas fritas do McDonald's cozidas em óleo vegetal até ficarem cheias, enquanto o outro grupo comia batatas fritas cozidas em sebo bovino. Mediríamos as quantidades de batatas fritas consumidas pelas pessoas de cada grupo e as registraríamos. Então, algumas semanas depois, reverteríamos a situação. Aqueles que haviam comido as batatas cozidas sebo pela primeira vez, comeriam até ficarem cheios do vegetal cozido. E vice versa.

Se essa hipótese da razão FADH2 / NADH for válida, seria de esperar que os participantes tivessem comido menos batatas fritas cozidas em sebo bovino e mais daquelas cozidas em óleo vegetal.

Algum leitor lá fora tem um contato no McDonald's que poderia nos ajudar aqui? Vou me voluntariar totalmente para supervisionar o experimento.

Fonte: http://bit.ly/2Hlw5yy