Exercício e transporte de glicose dependente de insulina

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A insulina se liga ao seu receptor no músculo e ativa uma cadeia de proteínas que leva o GLUT4 à membrana, facilitando a captação de glicose. Na resistência à insulina essa via fica comprometida, mas o exercício físico volta a estimulá-la com eficiência e melhora a sensibilidade à insulina, de forma aguda e crônica. O texto também cita outras vias envolvidas, como Rac1, TRB3/Akt e adiponectina.

Pontos principais

A insulina ativa IR, IRS, PI3K, Akt e aPKC, o que leva o GLUT4 à membrana e facilita a captação de glicose.
O exercício de curta ou longa duração melhora a sensibilidade à insulina de forma aguda e crônica.
O exercício estimula a via da Rac1 e reduz a TRB3, melhorando a atividade da Akt e a captação de glicose.
O exercício aumenta a adiponectina, que atua em tecidos responsivos à insulina e melhora sua sensibilidade.
Obesidade, sedentarismo e fatores genéticos são os principais fatores da resistência à insulina.

Como a insulina age no músculo

A insulina é um hormônio liberado pelas células B das ilhotas pancreáticas e sua ação acontece pela ligação no receptor de insulina (IR). Essa ligação causa a fosforilação dos substratos do IR (IRS), principalmente IRS-1 e IRS-2, ativando a proteína fosfatidilinositol-3-cinase (PI3K), que por sua vez, catalisa a formação de fosfatidilinositol-3,4,5-trifosfato (PI3P), um regulador alostérico da cinase fosfatidilinositol-dependente (PDK). A PDK ativa a Akt e a proteína cinase C atípica (aPKC), essa última relacionada ao transporte de glicose intramuscular estimulada pela insulina. Essa via estimula a translocação do transportador de glicose GLUT4 para membrana, facilitando a captação de glicose. Ela também pode ser estimulada pelo aumento do cálcio intramuscular (estimulado pelo exercício), no entanto, essa via é comprometida no estado de resistência à insulina (RI), mas a prática de exercício físico (EF) volta a estimular ela com eficiência. O EF de curta ou longa duração atua de forma aguda e crônica na melhora da sensibilidade à insulina, potencializando seus efeitos no músculo, melhorando o aproveitamento de glicose para síntese de glicogênio, através da fosforilação do IR, IRS-1, IRS-2 e PI3K/Akt.

A via da Rac1 e o alongamento muscular

Também existe a via da Rac1, que está ligada ao citoesqueleto da actina (proteína muscular contrátil) e é estimulada pelo EF, aumentando a captação de glicose pelo músculo. O alongamento muscular contribui para ativação da Rac1, e essa via está prejudicada no estado de RI, mas o EF estimula à melhora da sensibilidade a insulina mesmo em músculos com deficiência de Rac1. Isso mostra que o impacto do EF em outras vias é mais pronunciado do que na via do Rac1.

TRB3, Akt e a captação de glicose

A proteína TRB3 tem sua ação aumentada na obesidade e pode prejudicar a função da proteína AKt, que é uma importante mediadora para a translocação de GLUT4 e consequente captação de glicose. O exercício é capaz de reduzir a TRB3, e melhorar a atividade da Akt, aumentando a captação de glicose.

Adiponectina e sensibilidade à insulina

O exercício também promove aumento da adiponectina, que tem efeito protetor no sistema cardiovascular. A adiponectina pode também suprimir a gliconeogênese hepática, estimulando a oxidação de ácidos graxos livres (AGL) no músculo e inibindo a transcrição de genes envolvidos na produção de glicose. A adiponectina também atua em tecidos responsivos à insulina, melhorando a sensibilidade à insulina. A diminuição de adiponectina acontece na obesidade e esta relacionada com a diminuição da lipoproteína de alta densidade (HDL), bem como a elevação de triglicerídeos e glicemia, hipertensão e aumento do risco de síndrome metabólica, dobrando o risco de aterosclerose. A elevação de adiponectina induzida principalmente pelo EF combinada com a dieta, mesmo sem alterações na composição corporal tem efeitos positivos no metabolismo e resposta à insulina.

Resistência à insulina e seus fatores

A RI é se desenvolve de forma silenciosa com possível progressão à falência pancreática, com início na resistência dos tecidos-alvo à ação da insulina, posteriormente aumentando a produção insulinêmica pancreática em resposta ao evento resistente e por fim a inabilidade do pâncreas de continuar a produzir insulina. Isso abre portas para o desenvolvimento do diabetes mellitus tipo 2 (DM2), que por sua vez está associado a doenças como a hipertensão e dislipidemia. Os principais fatores que levam a esta síndrome são a obesidade, o sedentarismo e fatores genéticos. Todos mecanismos citados contribuem para melhora do quadro.

Referências:

FERRARI, F. et al. Mecanismos Bioquímicos e Moleculares da Captação da Glicose Estimulada pelo Exercício Físico no Estado de Resistência à Insulina: Papel da Inflamação. Arq Bras Cardiol. 2019