Metaboloepigenética

A metaboloepigenética define a inter-relação dinâmica na qual o metabolismo celular influencia as modificações epigenéticas e, de forma recíproca, os mecanismos epigenéticos regulam as vias metabólicas [1] [2] [3]. Essa comunicação bidirecional permite que as células ajustem a expressão gênica de acordo com sua disponibilidade energética e nutricional.

Metabólitos-chave como S-adenosilmetionina, acetil-CoA, nicotinamida adenina dinucleotídeo, α-cetoglutarato e ATP atuam como cofatores ou substratos essenciais para enzimas modificadoras da cromatina. Dessa forma, o estado metabólico celular é traduzido diretamente em alterações epigenéticas que modulam a transcrição gênica [1] [4] [5].

Essa integração é fundamental para múltiplos processos biológicos, incluindo o desenvolvimento embrionário, a manutenção da homeostase de células-tronco, a regulação das respostas imunes, a velocidade de envelhecimento e a progressão de doenças como câncer, doenças autoimunes e doenças cardiovasculares [2] [6] [7] [3] [1].

Interação entre metabolismo e epigenética

A metaboloepigenética descreve como metabólitos derivados de diferentes vias metabólicas, fortemente influenciados por fatores ambientais como a dieta, funcionam como cofatores para enzimas responsáveis pela metilação e desmetilação do DNA, bem como pela acetilação e desacetilação de histonas [1]. Essa relação faz com que alterações metabólicas impactem diretamente a expressão gênica e as decisões sobre proliferação, diferenciação e destino celular [6] [4].

De maneira complementar, os mecanismos epigenéticos regulam a expressão de genes envolvidos no metabolismo energético, na biossíntese e na função mitocondrial, alterando o metaboloma celular e permitindo a adaptação às mudanças ambientais [2] [8]. Essa regulação recíproca é essencial para a plasticidade celular e é observada tanto em células-tronco quanto em células cancerígenas [9] [8].

Papel na saúde e na doença

O eixo metaboloepigenético exerce papel central em diversos contextos fisiológicos e patológicos. No câncer, a reprogramação metabólica sustenta o crescimento tumoral e promove alterações epigenéticas, enquanto os mecanismos epigenéticos modulam genes metabólicos, favorecendo tumorigênese, metástase e resistência terapêutica [3] [8] [10] [11] [12].

Além do câncer, essa interação é determinante para a diferenciação e função das células imunes. Em infecções virais, câncer e envelhecimento, a coordenação entre metabolismo e remodelação epigenética direciona o destino funcional das células T [7]. Alterações nesse eixo também contribuem para doenças autoimunes, ao comprometer a tolerância imunológica por meio de expressão gênica aberrante associada ao metabolismo energético [1], e para doenças cardiovasculares, como a aterosclerose, conectando disfunções metabólicas à reprogramação epigenética do endotélio vascular [3] [13].

Compreender metaboloepigenética é essencial para quem trabalha com nutrição, saúde, biologia e medicina de precisão. É a base molecular que conecta nutrientes, metabolismo, expressão gênica e doença.

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Referências

1) Z Wang et al. Crosstalk between metabolism and epigenetic modifications in autoimmune diseases: a comprehensive overview. Cellular and molecular life sciences : CMLS (2018). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29974127/

2) R Verdikt et al. Metabolo-epigenetics: the interplay of metabolism and epigenetics during early germ cells development. Biology of reproduction (2021). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34132770/

3) ST Keating et al. Metaboloepigenetics in cancer, immunity, and cardiovascular disease. Cardiovascular research (2022). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35389425/

4) Y Liu et al. Metabolic-epigenetic nexus in regulation of stem cell fate. World journal of stem cells (2022). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36157525/

5) E Montellier et al. Targeting the interplay between metabolism and epigenetics in cancer. Current opinion in oncology (2018). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30562315/

6) D Avitabile et al. Metaboloepigenetics: the Emerging Network in Stem Cell Homeostasis Regulation. Current stem cell research & therapy (2016). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26996232/

7) SH Møller et al. Metabolic programs tailor T cell immunity in viral infection, cancer, and aging. Cell metabolism (2022). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35235773/

8) F Crispo et al. Metabolic Dysregulations and Epigenetics: A Bidirectional Interplay that Drives Tumor Progression. Cells (2019). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31366176/

9) MP Milazzotto et al. Metabolism-epigenetic interactions on in vitro produced embryos. Reproduction, fertility, and development (2023). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36592974/

10) AJF Torres et al. Pancreatic cancer epigenetics: adaptive metabolism reprograms starving primary tumors for widespread metastatic outgrowth. Cancer metastasis reviews (2023). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37316634/

11) S Giuliani et al. Metabolic Reprogramming in Melanoma: An Epigenetic Point of View. Pharmaceuticals (Basel, Switzerland) (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40573249/

12) X Zhang et al. Metabolism and epigenetics in cancer: toward personalized treatment. Frontiers in endocrinology (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40786181/

13) F Santos et al. Metaboloepigenetics: Role in the Regulation of Flow-Mediated Endothelial (Dys)Function and Atherosclerosis. Cells (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40072106/

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/
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Interação entre Genética e Estresse Oxidativo no Envelhecimento

Já chegamos de fábrica com várias programações. Como a programação para crescer até aproximadamente os 20 anos. O envelhecimento também é considerado um processo fisiopatológico geneticamente e epigeneticamente programado, onde o equilíbrio entre alteração e reparo celular define a velocidade do envelhecimento biológico [7]. Os genes influenciam o envelhecimento e a longevidade, incluindo aqueles que regulam a manutenção somática e os sistemas de resposta ao estresse, como observado em síndromes de envelhecimento acelerado como as síndromes de Hutchinson-Gilford e de Werner [8].

O envelhecimento geneticamente programado envolve mecanismos como o encurtamento dos telômeros e o sistema KEAP1-NRF2, que protege contra o estresse oxidativo, conectando influências genéticas e ambientais [5] [6].

Tem gente que dá sorte?

Sim, existem pessoas que possuem uma genética abençoada. Aproximadamente 20% da variação na longevidade é atribuível a fatores genéticos, com maior impacto em idades extremas.

Vários genes estão associados à extensão da vida saudável:

FOXO3 (transcrição de respostas a estresse, reparo de DNA e metabolismo).

  1. SIRT1 (regulação do metabolismo energético, inflamação, senescência).

  2. APOE (metabolismo lipídico e risco de doenças cardiovasculares e neurodegenerativas).

  3. GHR/IGF-1 (eixo somatotrópico relacionado à resistência ao estresse oxidativo).

  4. BPIFB4 variante associada a longevidade (LAV-BPIFB4) correlaciona-se com menor inflamação, melhor função cardiovascular e resposta imune.

Epigenética e envelhecimento

Epigenética refere-se a modificações que regulam expressão gênica sem alterar a sequência de DNA. Envelhecer envolve mudanças epigenéticas profundas:

  • Hipometilação global do DNA e hipermetilação em loci específicos.

  • Perda de heterocromatina e alterações de histonas que desregulam a expressão gênica.

  • Ativação de elementos transponíveis com impacto negativo na homeostase celular.

Interação entre genética e epigenética

  • Variações genéticas influenciam o estado epigenético (por exemplo, meQTLs que afetam metilação em genes de regulação).

  • LAV-BPIFB4 pode modular modificações histônicas e alterar a epigenética em modelos experimentais, incluindo redução da “idade epigenética” em camundongos.

Fatores de estilo de vida

O envelhecer também é influenciado por fatores ambientais, incluindo o estresse oxidativo [1] [2]. A Teoria do Estresse Oxidativo do Envelhecimento (OSTA) postula que o envelhecimento é impulsionado pelo acúmulo de danos oxidativos; no entanto, estudos em camundongos com expressão alterada de antioxidantes frequentemente não mostram alterações na expectativa de vida, mas sim em patologias relacionadas à idade [3] [4].

  • Alimentação equilibrada, restrição calórica moderada e exercício físico estão associados a padrões epigenéticos mais favoráveis e maior saúde ao longo da vida.

  • Estresse, tabagismo, sono insuficiente e outros fatores negativos aceleram alterações epigenéticas associadas ao envelhecimento.

As influências ambientais e epigenéticas tornam-se ainda mais predominantes na segunda metade da vida [5]. O exposoma, que engloba todas as exposições ambientais, impacta significativamente o envelhecimento e o surgimento de doenças relacionadas à idade, potencialmente por meio do estresse oxidativo, da inflamação e da modulação epigenética [2]. Por isso, se cuidar muito bem vai influenciará se você chegará ou não aos 80 anos e se ultrapassará esta marca.

Biomarcadores epigenéticos (relógios epigenéticos)

  • Medidas de metilação em CpGs permitem estimar “idade biológica”, que pode divergir da idade cronológica e correlacionar-se com risco de doenças e mortalidade.

  • Relógios como PhenoAge, GrimAge e outros aperfeiçoam essa estimativa e ajudam a avaliar intervenções sobre o envelhecimento.

Figura adaptada de Ciaglia et al., 2025

Muitas pessoas assistem vídeos na internet e saem suplementando de tudo, na tentativa de desacelerar o envelhecimento. O próprio David Sinclair já precisou se retratar sobre seus estudos com resveratrol e sirtuínas. O que a ciência aponta hoje é que, se polifenóis como resveratrol ajudarem, provavelmente as concentrações benéficas são baixíssimas, obtidas pela dieta (que é o fator mais importante, junto à atividade física) ou pela suplementação em baixa dose.

Longevidade humana resulta da interação entre genética, alterações epigenéticas e ambiente. Entender esses mecanismos permite identificar alvos para promover envelhecimento saudável e reduzir doenças associadas à idade.

Referências

1) UE Warraich et al. Aging - Oxidative stress, antioxidants and computational modeling. Heliyon (2020). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32509998/

2) MA Kareem et al. The Role of the Exposome in Aging and Age-Related Diseases: A Comprehensive Review. Journal of pharmacy & bioallied sciences (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40511040/

3) YH Edrey et al. Revisiting an age-old question regarding oxidative stress. Free radical biology & medicine (2014). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24704971/

4) AB Salmon et al. Update on the oxidative stress theory of aging: does oxidative stress play a role in aging or healthy aging?. Free radical biology & medicine (2009). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20036736/

5) P Hamet et al. Genes of aging. Metabolism: clinical and experimental (2003). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14577056/

6) D Matsumaru et al. The KEAP1-NRF2 System in Healthy Aging and Longevity. Antioxidants (Basel, Switzerland) (2021). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34943032/

7) RK Mikheev et al. [Molecular and cellular mechanisms of ageing: modern knowledge (literature review)]. Problemy endokrinologii (2023). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37968951/

8) JA Knight et al. The biochemistry of aging. Advances in clinical chemistry (2000). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11040957/

9) A Płóciniczak et al. The Complexity of Oxidative Stress in Human Age-Related Diseases-A Review. Metabolites (2025). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40710578/

10) E Di Carlo et al. Oxidative Stress and Age-Related Tumors. Antioxidants (Basel, Switzerland) (2024). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39334768/

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/
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