Metabolismo dos Ácidos Graxos

Uma das anormalidades metabólicas associadas à resistência à insulina em seres humanos e animais é a hiperlipidemia pronunciada com elevação dos ácidos graxos livres (AGL). A resistência à insulina nos músculos cardíaco e esquelético, induzida por aumento de AGL no plasma, ocorre por inibição do metabolismo de glicose via ciclo ácido graxo/glicose.

Randle propôs o ciclo glicose-AGL em estudos com coração e diafragma de rato. A princípio, observou-se que o aumento de AGL no plasma diminuía a oxidação de carboidratos e a captação de glicose por estes tecidos. Os pontos chave para suporte desta hipótese podem ser encadeados da seguinte maneira: o aumento plasmático de AGL induz beta oxidação com aumento da produção de acetil-CoA, levando à inibição da piruvato desidrogenase e oxidação do piruvato. Ao mesmo tempo, o aumento de citrato e ATP inibem a fosfofrutoquinase e a glicólise, resultando em acúmulo da G-6-P. Esta por sua vez, leva à inibição da atividade da hexoquinase, com redução na captação e fosforilação da glicose.

Em células B pancreáticas, os AGL do citoplasma são convertidos à acil-CoA pela acil-CoA sintetase. Em condições basais, a molécula de acil-CoA de cadeia longa é transportada para a mitocôndria via carnitina-palmitoil-transferase-1, onde é beta oxidada. Na presença de concentrações elevadas de glicose, este processo é inibido e ocorre aumento na concentração de LC-CoA no citoplasma. Esse efeito se deve ao aumento da concentração de malonil-CoA formado como resultado do aumento do metabolismo da glicose. Malonil-CoA inibe a CPT-1, permitindo o referido acúmulo de LC-CoA no citoplasma. Esses ácidos graxos aumentam diretamente a exocitose de insulina por estimular o retículo endoplasmático a liberar cálcio, promovendo aumento do cálcio citoplasmático.

Acilação de proteínas parece ser essencial no processo de sinalização via GTP-proteínas carregadoras (proteínas G), possivelmente direcionando essas proteínas aos locais apropriados da membrana. As proteínas G são constituídas de 3 sub-unidades, aestimulatória (Gs) ou inibitória (Gi), b e g, e regulam a ação do AMPc por sua associação ao complexo hormônio-receptor na membrana celular e subseqüente ativação de moléculas efetoras como adenilato ciclase e PLC.

O mecanismo pelo qual os LC-CoA estimulam a liberação da insulina parece ocorrer também por efeito direto na exocitose, independente dos moduladores conhecidos desse processo. Os LC-CoA podem aumentar a fusão dos grânulos secretórios com a membrana da célula B com subseqüente descarga da insulina.