Mecanismo celulares (sinalização) que podem ser inibidos e ativados pelo exercício?
Soluções para a tarefa
Resposta: O prejuízo no transporte de glicose estimulada por insulina no músculo constitui um defeito crucial para o estabelecimento da intolerância à glicose e do diabetes tipo 2. Por outro lado, é notório o conhecimento de que tanto o exercício aeróbio agudo quanto o crônico podem ter efeitos benéficos na ação da insulina em estados de resistência à insulina. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos moleculares pós-exercício sobre a sinalização da insulina no músculo esquelético. Assim, esta revisãoapresenta novos entendimentos sobre os mecanismos por meio dos quais o exercício agudo restaura a sensibilidade à insulina, com destaque ao importante papel que proteínas inflamatórias e a S-nitrosação possuem sobre a regulação de proteínas da via de sinalização da insulina no músculo esquelético.
Explicação: O exercício físico aumenta a captação de glicose no músculo esquelético por diferentes mecanismos moleculares. Evidências experimentais demonstraram que a contração muscular não necessariamente estimula a fosforilação do IR e dos seus substratos (IRS-1 e IRS-2) em resíduos de tirosina, ou da enzima chave da via a PI3q. Tal confirmação foi estabelecida por experimentos in vitro, nos quais o bloqueio farmacológico da PI3q através do wortmannin não bloqueou o trans-porte de glicose estimulada por contração do músculo esquelético (19). Portanto, existem diferentes formas de condução do sinal para que ocorra o transporte de glicose mediada pela insulina ou pelo exercício no músculo esquelético. Foi então que houve a descoberta de uma enzima chave de resposta à contração muscular denominada AMPK (proteína quinase ativada por AMP), que também estimula o transporte de glicose no músculo esquelético, mas por meio de um mecanismo independente de insulina.
A ativação da AMPK é resultado do decréscimo do estado energético celular. Na situação em que a relação AMP:ATP aumenta, ocorre uma mudança conformacional na molécula, deixando-a suscetível à fosforilação e ativação pela AMPK quinase (AMPKK) (20). A AMPK fosforilada ativa vias que geram o aumento de ATP, tais como a oxidação de ácidos graxos, ao mesmo tempo que desativa as vias anabólicas que consomem o ATP, como a síntese de ácidos graxos. Esse aumento da atividade da AMPK em resposta a uma necessidade em gerar ATP durante o exercício físico promove a translocação das vesículas contendo Glut-4, facilitando o transporte de glicose para o músculo de maneira semelhante à da insulina, embora isso ocorra por vias de sinalização diferentes e independentes. Nessa situação, a redução da malonil-CoA permite o aumento da ação da carnitina acil transferase 1, que aumenta a eficiência do transporte de ácidos graxos para as mitocôndrias e consequente oxidação (21).
No entanto, o mecanismo de transporte de glicose através da via de sinalização da AMPK não parece ser o único mecanismo responsável por esse processo metabólico. De maneira semelhante, existem inúmeras outras moléculas envolvidas nesse mecanismo de sinalização durante o exercício. O aumento na concentração do íon cálcio no interior da célula, a atividade da óxido nítrico sintase (NOS) e a síntese por ela de óxido nítrico (NO), o aumento na concentração de bradicinina ou até mesmo a hipóxia podem estimular a captação de glicose através do aumento da translocação do Glut-4 para a membrana durante a contração muscular (22-25).
Além disso, novas evidências científicas mostram que o exercício físico pode, além dos efeitos positivos sobre a via de sinalização dependente de insulina (IR/IRSs/ PI3-q/Akt) e/ou independente de insulina (via AMPK e/ou outras biomoléculas), também beneficiar o indivíduo obeso com resistência à insulina por diminuir a expressão e/ou atividade de proteínas inflamatórias de efeito negativo à ação da insulina (26-28)