Microbiota e influência no peso corporal

A microbiota intestinal contribui para a regulação da homeostase energética e tem sido associada tanto ao excesso de peso corporal e acúmulo de massa gorda (sobrepeso, obesidade) quanto à perda de peso, fraqueza, atrofia muscular e depleção de gordura (ou seja, caquexia).

A figura abaixo traz as principais áreas cerebrais envolvidas na alimentação homeostática (núcleo arqueado, núcleo paraventricular e hipotálamo lateral) e hedônica (área tegmental ventral, núcleo accumbens, estriado e córtex pré-frontal).

ARC (núcleo arqueado), PVN (núcleo paraventricular), LH (hipotálamo lateral), VTA (área tegmental ventral), NA (núcleo accumbens), estriado e PFC (córtex pré-frontal) - Hul et al., 2024

Efeito dos microorganismos e metabólitos intestinais no contexto da obesidade e comorbidades relacionadas

As bactérias intestinais podem se transformar, decompor e produzir compostos, resultando em uma infinidade de metabólitos microbianos, como ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), ácidos biliares (AB), lipídios bioativos, aminoácidos (AA), indóis e vitaminas. Acredita-se que o microbioma humano produza ou processe mais de 55.000 compostos diferentes, muitos dos quais podem modular a fisiologia e a fisiopatologia do hospedeiro de alguma forma. Para tanto, as bactérias usam substâncias prebióticas, incluindo polissacarídeos não-amiláceos, amido resistente, oligossacarídeos resistentes (XOS, GOS, FOS, POS, dextrinas resistentes) e polifenóis.

Fibras prebióticas alteram a composição e/ou a atividade da microbiota intestinal, com produção de AGCC e outros metabólitos que são usados no cólon ou no fígado, afetando suas funções. Metabólitos podem se ligar e ativar receptores acoplados à proteína G, levando à produção de hormônios intestinais, regulando beneficamente a homeostase energética e a função da barreira intestinal.

Funções e efeitos das enterosinas (moléculas derivadas no intestino) e que conseguem modular neurônios entéricos, diminuindo a motilidade duodenal para (i) reduzir a absorção de glicose e (ii) restaurar o eixo intestino-cérebro-periferia e a sensibilidade à insulina durante o dia (Hul et al., 2024)

Nutrição de nova geração: integrando o microbioma nas recomendações alimentares

O microbioma — o conjunto de micro‑organismos que habitam o intestino — funciona como um mediador importante da forma como a alimentação afeta o organismo: metabolismo, imunidade, integridade intestinal, entre outros.

A dieta fornece substratos (por exemplo fibras alimentares, polifenóis, outros micronutrientes) que são metabolizados pelo microbioma, produzindo metabólitos (como ácidos gordos de cadeia curta) que têm efeitos fisiológicos no hospedeiro.

O microbioma, por sua vez, modula digestão, absorção, imunidade, homeostase metabólica e barreira intestinal — o que significa que a “qualidade” da microbiota pode influenciar como o indivíduo responde à alimentação. Assim, as recomendações dietéticas devem levar em consideração a ciência do microbioma.

O que comemos, como comemos, com quem comemos, tudo importa. Além de vegetais ricos em fibras e polifenóis, devemos levar em conta o contexto individual (histórico alimentar, genética, estilo de vida) e o microbioma próprio que tornam cada pessoa um “ecosistema” distinto.

O microbioma e a dieta não são respostas mágicas a tudo, mas sem eles funcionando bem, a saúde é sim afetada. Lembrar que existem outros fatores (genética, ambiente, estilo de vida) que devem ser levados em consideração.

Modulação intestinal (curso online): https://bit.ly/disbiose-at

Dra. Andreia Torres é Nutricionista, especialista em nutrição clínica, esportiva e funcional, com mestrado em nutrição humana, doutorado em psicologia clínica e cultura/ensino na saúde, pós-doutorado em saúde coletiva. Também possui formações no Brasil e nos Estados Unidos em práticas integrativas em saúde. Para contratar envie uma mensagem: http://andreiatorres.com/consultoria/
Comment

Elevação de BCAA e risco de diabetes

Aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) circulam no plasma como aminoácidos livres e são reabsorvidos por praticamente todos os tecidos através de transportadores específicos. Os BCAAs são aminoácidos essenciais (leucina, valina e isoleucina) abundantes n os tecidos corporais.

Em nível celular, os BCAAs servem como (i) blocos de construção diretos ou doadores de nitrogênio para a proteossíntese; (ii) substrato energético/anaplerótico, sendo degradados eventualmente até os produtos glicogênicos (propionil-CoA e succinil-CoA) e cetogênicos (acetil-CoA e acetoacetato) finais e oxidados; ou (iii) sinais nutricionais via ativação de mTOR.

Os BCAAs compartilham as duas primeiras etapas enzimáticas catabólicas. A primeira é a transaminação catalisada pela aminotransferase de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAT), onde ocorre a desaminação e o resíduo de aminoácido é transferido para o α-cetoglutarato para eventualmente formar glutamato/glutamina. O produto da reação é um análogo cetônico dos respectivos BCAAs, ou seja, ácido graxo de cadeia ramificada, α-ceto-isocaproato, α-ceto-β-metilvalerato ou ceto-isovalerato, que podem ser avaliados em exames metabolômicos.

Avaliação metabolômica urinária de BCAA (Branched-chain aminoacids) e seus metabólitos - resultados normais

Uma etapa adicional em direção à oxidação final é uma descarboxilação oxidativa catalisada por um complexo de α-ceto-desidrogenase de cadeia ramificada (BCKDH). A descarboxilação oxidativa é uma reação irreversível, altamente regulada e acoplada à redução de NADH. Os produtos da descarboxilação são isovaleril-CoA, isobutiril-CoA e α-metil-butiril-CoA.

Esses substratos, consequentemente, sofrem uma série de reações mitocondriais de desidrogenase para, eventualmente, formar os produtos finais de degradação acetoacetato, acetil-CoA e propionil-CoA. É importante ressaltar que, em cada etapa catabólica a jusante do BCKDH, os intermediários de oxidação podem ser usados ​​para anaplerose (reabastecimento do ciclo de Krebs), síntese de ácidos graxos ou colesterol.

Os BCAAs, principalmente a leucina, sinalizam para o complexo mTOR (alvo mecanístico/mamífero da rapamicina). Trata-se de uma serina-treonina quinase sensora de nutrientes conservada evolutivamente, com dois complexos principais: mTORC1, responsável pela transição do anabolismo para o catabolismo celular por meio do controle do estado metabólico; e mTORC2, cujos alvos a jusante controlam a sobrevivência celular, a proliferação e a dinâmica do citoesqueleto. O complexo é um sistema integrador onde convergem muitos sinais metabólicos, tanto nutricionais quanto hormonais.

Os principais alvos de fosforilação do mTORC são a serina quinase p70S6 1 (S6K1) e a 4EBP1 (proteína de ligação 1 para o fator de iniciação eucariótico 4E) [15], que atuam como reguladores da atividade transcricional, levando a muitos processos anabólicos, incluindo síntese proteica, inibição da autofagia e crescimento celular. É importante notar que a S6K1 fosforilada inativa o substrato do receptor de insulina (IRS) e regula negativamente a atividade da cascata de insulina, diminuindo a captação de substrato dependente de insulina no momento da abundância de BCAA.

BCAAs Circulantes Associados à Resistência à Insulina

A associação entre níveis elevados de BCAAs circulantes e resistência à insulina foi descrita há mais de cinquenta anos. Os níveis periféricos de BCAA predizem o risco de diabetes incidente até doze anos antes de sua manifestação e intervenção no estilo de vida [1] [2] [3] [4]. Essa associação foi observada em diversas populações humanas, incluindo indivíduos dinamarqueses e pacientes com pré-diabetes, diabetes recém-diagnosticado e DM2 pós-medicação [1] [5].

Elevação de BCAA e seus metabólitos prejudicam o metabolismo da glicose em vários tecidos (Li et al., 2023)

No músculo, BCAA e seus metabólitos suprimem a cascata de sinalização insulínica, a captação de glicose e a síntese de glicogênio muscular, gerando acúmulo de lipídios no tecido. Por outro lado, a queda de um metabólito denominado BAIBA reduz a termogênese e exacerba a esteatose hepática e a resistência insulínica [6].

A microbiota intestinal também desempenha um papel significativo no metabolismo dos BCAA e sua relação com a resistência à insulina [1] [3]. Em indivíduos resistentes à insulina, o microbioma intestinal apresenta um potencial biossintético enriquecido para BCAA e uma carência de genes para transportadores bacterianos de entrada desses aminoácidos [1].

Bactérias intestinais específicas, como Prevotella copri e Bacteroides vulgatus, foram identificadas como fatores-chave na associação entre a biossíntese de BCAA e a resistência à insulina [1]. Um estudo em camundongos demonstrou que P. copri pode induzir resistência à insulina, agravar a intolerância à glicose e aumentar os níveis circulantes de BCAA [1].

A Staphylococcus aureus expressando acetolactato sintase (ALS), uma enzima da biossíntese de BCAA, foi identificada como causa de resistência à insulina associada ao diabetes tipo 2 em uma população do sul da China [5]. Aumentos na quantidade de S. aureus nas fezes foram encontrados em pacientes com pré-diabetes, diabetes recém-diagnosticado e diabetes tipo 2 pós-medicação, especialmente neste último grupo [5].

A modulação dietética direcionada ao metabolismo de BCAA pela microbiota intestinal pode ser uma abordagem promissora para a prevenção e o tratamento de condições relacionadas à resistência à insulina [3]. Por exemplo, um extrato aquoso de folha de amoreira demonstrou aliviar o diabetes tipo 2 em camundongos por meio da modulação do co-metabolismo de BCAA entre a microbiota intestinal e o hospedeiro [4].

Referências

1) HK Pedersen et al. Human gut microbes impact host serum metabolome and insulin sensitivity. Nature (2016). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27409811/

2) Z Bloomgarden et al. Diabetes and branched-chain amino acids: What is the link?. Journal of diabetes (2018). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29369529/

3) J Gojda et al. Gut Microbiota as the Link between Elevated BCAA Serum Levels and Insulin Resistance. Biomolecules (2021). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34680047/

4) XX Zheng et al. Mulberry leaf water extract alleviates type 2 diabetes in mice via modulating gut microbiota-host co-metabolism of branched-chain amino acid. Phytotherapy research : PTR (2023). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37013717/

5) T Liang et al. Gut microbiota-driven BCAA biosynthesis via Staphylococcus aureus -expressed acetolactate synthase impairs glycemic control in type 2 diabetes in South China. Microbiological research (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40138872/

6) N Li et al.. BCAA dysmetabolism in the host and gut microbiome, a key player in the development of obesity and T2DM. Medicine in Microecology (2023). https://doi.org/10.1016/j.medmic.2023.100078

Dra. Andreia Torres é Nutricionista, especialista em nutrição clínica, esportiva e funcional, com mestrado em nutrição humana, doutorado em psicologia clínica e cultura/ensino na saúde, pós-doutorado em saúde coletiva. Também possui formações no Brasil e nos Estados Unidos em práticas integrativas em saúde. Para contratar envie uma mensagem: http://andreiatorres.com/consultoria/
Comment

Importância da carga dos aminoácidos

A carga elétrica dos aminoácidos é fundamental para o funcionamento das proteínas e para as interações bioquímicas dentro das células. As cargas positivas (ex.: lisina, arginina, histidina) e negativas (ex.: aspartato, glutamato) formam pontes salinas (ligações iônicas). Essas interações ajudam a manter a forma tridimensional das proteínas, estabilizando dobras e estruturas secundárias (hélices α e folhas β).

Aminoácidos carregados são hidrofílicos (gostam de água), pois interagem bem com moléculas polares de água. Já os aminoácidos hidrofóbicos tendem a se agrupar no interior da proteína, longe do ambiente aquoso — isso contribui para o enovelamento proteico.

Muitos sítios ativos de enzimas contêm aminoácidos carregados que participam diretamente das reações químicas (por exemplo, doando ou aceitando prótons). Cargas ajudam no reconhecimento entre moléculas, como na ligação entre enzimas e substratos, receptores e ligantes, ou anticorpos e antígenos.

A carga total de uma proteína depende do pH do meio. Em pH baixo (ácido), aminoácidos ganham prótons e ficam mais positivos; em pH alto (básico), perdem prótons e ficam mais negativos.

Aminoácidos com cadeias laterais polares, mas sem carga

Ser, Thr, Asn, Gln são polares, ou seja, formam ligações de hidrogênio com a água ou outras partes da proteína. Não têm carga elétrica total em pH fisiológico (≈7,4), mas têm átomos eletronegativos (O, N) que criam dipolos.

  • Ajudam na solubilidade das proteínas em meio aquoso.

  • Participam da formação de pontes de hidrogênio, essenciais para a estrutura terciária e quaternária das proteínas.

  • Podem participar de reações químicas (por exemplo, a serina pode atuar no sítio ativo de enzimas como as serino-proteases).

Casos especiais (Cys, Gly, Pro)

🔹 Cisteína (Cys):

  • Contém um grupo –SH (sulfidrila) que pode formar pontes dissulfeto (–S–S–) com outra cisteína.

  • Essas pontes criam ligações covalentes fortes que estabilizam a estrutura de proteínas (como a queratina e a insulina).

🔹 Glicina (Gly):

  • Tem apenas um átomo de hidrogênio como cadeia lateral → é muito pequena e flexível.

  • Permite dobras apertadas na estrutura da proteína.

  • Não tem carga, e sua polaridade é neutra.

🔹 Prolina (Pro):

  • A cadeia lateral forma um anel que se liga ao nitrogênio do grupo amino.

  • Isso limita a rotação e confere rigidez à estrutura da proteína.

  • É importante em voltas e curvas das cadeias polipeptídicas.

  • Também não tem carga elétrica no pH fisiológico.

Aminoácidos com cadeias laterais hidrofóbicas

Ala, Val, Ile, Leu, Met, Phe, Tyr, Trp têm cadeias laterais não polares, compostas principalmente por carbono e hidrogênio. São neutros (sem carga) e repelidos pela água.

  • Tendem a se agrupar no interior das proteínas, longe do ambiente aquoso → isso é o efeito hidrofóbico, crucial para o enovelamento proteico.

  • Ajudam a formar o núcleo hidrofóbico, que mantém a estabilidade estrutural da proteína.

  • Em membranas celulares, muitas dessas cadeias hidrofóbicas ficam em contato com os lipídios.

Dra. Andreia Torres é Nutricionista, especialista em nutrição clínica, esportiva e funcional, com mestrado em nutrição humana, doutorado em psicologia clínica e cultura/ensino na saúde, pós-doutorado em saúde coletiva. Também possui formações no Brasil e nos Estados Unidos em práticas integrativas em saúde. Para contratar envie uma mensagem: http://andreiatorres.com/consultoria/
Comment