Cetonas e as Mitocôndrias.

Dietas cetogênicas e suplementos de cetona tornaram-se uma área emergente de pesquisa para prevenção, tratamento e gerenciamento de várias doenças e distúrbios. As cetonas são produzidas pelo fígado em condições de baixa glicose e insulina, como dietas cetogênicas e jejum, ou podem ser tomadas como suplemento para induzir um estado de cetose independente da dieta. Uma vez no sangue, as cetonas viajam para nossos tecidos, onde podem ser usadas como fonte de combustível para nossas mitocôndrias como alternativa à glicose.

As mitocôndrias são pequenas estruturas dentro de nossas células onde vários combustíveis, incluindo cetonas, são transformados na energia que precisamos para viver, na forma de ATP, a moeda energética de nossa célula. Além de suas funções metabólicas, as cetonas também servem como moléculas sinalizadoras; alterando a expressão de genes e interagindo com vários processos no corpo, incluindo nossa imunidade, cognição e vias de estresse oxidativo, por exemplo. Curiosamente, a maioria das patologias que as terapias cetogênicas beneficiam apresentam anormalidades metabólicas centrais nas mitocôndrias. Além disso, a função mitocondrial é absolutamente essencial para a saúde humana. Isso levanta a questão de saber se as cetonas podem ajudar a melhorar a função mitocondrial.



Fonte: Vidali et al., 2015

Então, o que sabemos sobre cetonas e mitocôndrias?

As cetonas suportam o metabolismo mitocondrial e a capacidade antioxidante endógena

A cetose é definida como uma mudança no metabolismo energético para a utilização de cetonas e ácidos graxos. Os primeiros experimentos descobriram que quando o coração do rato em funcionamento era alimentado com cetonas (beta-hidroxibutirato; BHB), a produção de ATP aumentava além do que era produzido com glicose. Embora o BHB seja nosso principal corpo cetônico produzido durante a cetogênese, também produzimos acetoacetato (AcAc) e acetona em quantidades menores. No entanto, o BHB deve primeiro ser convertido em AcAc antes de entrar no metabolismo mitocondrial. Descobriu-se que essa conversão alterava certos componentes da cadeia de transporte de elétrons (ETC) nas mitocôndrias, e isso era responsável pela maior geração de ATP.

Essa mudança do metabolismo da glicose para o metabolismo da cetona e, portanto, uma demanda maior em nossas mitocôndrias foi proposta para provocar mudanças na função mitocondrial por meio de um processo chamado mitohormese.



Fonte: Yang et al., 2019

Quando os combustíveis são queimados nas mitocôndrias, são formadas espécies reativas de oxigênio, ou ERO. De um modo geral, as EROs são vistas como vilões, porque contribuem para o estresse oxidativo e danos celulares quando se acumulam além da capacidade antioxidante de nossa célula. No entanto, um pequeno aumento de ERO é realmente benéfico e pode desencadear adaptações que nos tornam mais capazes de limpar ERO antes que causem danos. Demonstrou-se que o início inicial da cetose em ratos desencadeia um aumento agudo de ERO ao qual nossas células respondem fortalecendo e adaptando nosso sistema antioxidante em preparação para o estresse futuro. Uma dessas maneiras é aumentar a síntese de glutationa, um participante importante no sistema antioxidante da nossa célula que varre e desarma ERO. Curiosamente, em um modelo de excitotoxicidade do glutamato, uma condição conhecida por elevar o ERO mitocondrial e causar estragos nos neurônios, as cetonas foram protetoras contra a excitotoxicidade do glutamato, melhorando o metabolismo mitocondrial e, assim, diminuindo a produção de ERO.

As cetonas podem melhorar a função mitocondrial através de papéis de sinalização



Além do papel das cetonas como substrato energético, o BHB também é uma potente molécula sinalizadora que pode influenciar beneficamente a expressão de genes e processos no corpo. Em camundongos, as dietas cetogênicas regulam positivamente a expressão de genes envolvidos no metabolismo mitocondrial, além de genes antioxidantes, ambos apoiando a função mitocondrial. As dietas cetogênicas também estão associadas ao aumento de vários componentes da cadeia de transporte de elétrons e do metabolismo de ácidos graxos. De fato, ratos alimentados com uma dieta cetogênica mostram aumento do conteúdo mitocondrial no cérebro associada a um aumento do metabolismo cerebral. Ao melhorar o metabolismo energético cerebral, este aumento no conteúdo e função mitocondrial é proposto como um mecanismo para o qual a dieta cetogênica provoca efeitos anticonvulsivos. O metabolismo energético cerebral é um componente crítico da cognição, e a disfunção mitocondrial pode contribuir para doenças neurológicas e declínio cognitivo. Assim, as cetonas, produzidas por meio de jejum ou restrição de carboidratos, ou tomadas como suplemento, podem ser um meio de proteger nosso cérebro à medida que envelhecemos, por meio dos efeitos das cetonas em nossas mitocôndrias. Por fim, em um modelo de lesão medular traumática, que está associado ao metabolismo energético cerebral prejudicado e à disfunção mitocondrial, uma dieta cetogênica foi neuroprotetora essencialmente resgatando a função mitocondrial.

As cetonas podem melhorar a função mitocondrial quando combinadas com o exercício

As adaptações mitocondriais ao exercício são um dos principais benefícios do exercício. A maior capacidade oxidativa (metabolismo da gordura) em nosso músculo está associada a uma maior saúde, e a disfunção mitocondrial muscular está associada à resistência à insulina e ao diabetes tipo 2. O exercício por si só, independente da dieta, é essencial para apoiar e promover a função mitocondrial muscular, no entanto, há evidências emergentes de que o exercício em conjunto com a cetose pode alterar essa adaptação mitocondrial ao exercício de maneira positiva. Por exemplo, em um teste de exercício de 12 semanas, maior capacidade e eficiência mitocondrial foram encontradas no grupo de dieta cetogênica em comparação com o controle. Em camundongos, uma dieta cetogênica com treinamento físico resultou em um aumento no marcador de biogênese mitocondrial (formação de novas mitocôndrias). Pesquisas futuras são necessárias para elucidar os potenciais efeitos sinérgicos tanto da dieta cetogênica quanto das cetonas exógenas com o treinamento físico nas adaptações mitocondriais, pois esta é uma área de pesquisa muito nova, mas empolgante.

Conclusão

Ao todo, a mudança no metabolismo associada ao estado de cetose aumentou a demanda em nossas mitocôndrias. Pesquisas preliminares sugerem que essa maior dependência do metabolismo energético mitocondrial pode desencadear adaptações que melhoram a função mitocondrial. Além disso, simplesmente em virtude de como as cetonas são metabolizadas por nossas células, as cetonas podem ser protetoras contra o estresse oxidativo, outra característica do envelhecimento e doenças crônicas. Dada a forte ligação entre várias doenças e disfunção mitocondrial, este é provavelmente um mecanismo pelo qual as cetonas provocam seus efeitos terapêuticos.

Fonte: https://bit.ly/384O8tJ