Cetose - Ketosis
| Cetose | |
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| Outros nomes | Cetonemia |
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| Corpos cetônicos : acetona, ácido acetoacético e ácido beta-hidroxibutírico | |
| Pronúncia | |
| Especialidade | Endocrinologia |
A cetose é um estado metabólico caracterizado por níveis elevados de corpos cetônicos no sangue ou na urina. A cetose fisiológica é uma resposta normal à baixa disponibilidade de glicose , como dietas com baixo teor de carboidratos ou jejum , que fornece uma fonte adicional de energia para o cérebro na forma de cetonas. Na cetose fisiológica, as cetonas no sangue são elevadas acima dos níveis basais, mas a homeostase ácido-básica do corpo é mantida. Isso contrasta com a cetoacidose , uma produção descontrolada de cetonas que ocorre em estados patológicos e causa uma acidose metabólica , que é uma emergência médica. A cetoacidose é mais comumente o resultado de deficiência completa de insulina no diabetes tipo 1 ou diabetes tipo 2 em estágio avançado . Os níveis de cetona podem ser medidos no sangue, urina ou respiração e geralmente estão entre 0,5 e 3,0 milimolar (mM) na cetose fisiológica, enquanto a cetoacidose pode causar concentrações sanguíneas superiores a 10 mM.
Os níveis de traços de cetonas estão sempre presentes no sangue e aumentam quando as reservas de glicose no sangue estão baixas e o fígado muda de metabolizar principalmente carboidratos para metabolizar ácidos graxos. Isso ocorre durante estados de oxidação aumentada de ácidos graxos, como jejum, fome, restrição de carboidratos ou exercícios prolongados. Quando o fígado metaboliza rapidamente os ácidos graxos em acetil-CoA , algumas moléculas de acetil-CoA podem ser convertidas em corpos cetônicos: acetoacetato , beta-hidroxibutirato e acetona . Esses corpos cetônicos podem funcionar como fonte de energia e também como moléculas sinalizadoras. O próprio fígado não pode utilizar essas moléculas para obter energia, então os corpos cetônicos são liberados no sangue para uso pelos tecidos periféricos, incluindo o cérebro.
Quando a cetose é induzida por restrição de carboidratos, às vezes é chamada de cetose nutricional. Uma dieta moderada em proteínas com baixo teor de carboidratos que pode levar à cetose é chamada de dieta cetogênica . A cetose está bem estabelecida como um tratamento para a epilepsia e também é eficaz no tratamento do diabetes tipo 2. O possível efeito em uma série de doenças neurológicas, síndrome metabólica , câncer e outras condições está atualmente sob investigação.
Definição
Cetose fisiológica
A cetose fisiológica é um estado fisiológico caracterizado por cetonas séricas elevadas e glicose e pH sanguíneos normais . O aumento da produção de corpos cetônicos é uma resposta à baixa disponibilidade de glicose que cria uma fonte alternativa de energia para o cérebro. A cetose fisiológica pode resultar de qualquer estado que aumente a oxidação de ácidos graxos, incluindo jejum, exercícios prolongados ou dietas com muito baixo teor de carboidratos, como a dieta cetogênica . Quando a cetose fisiológica é induzida pela restrição de carboidratos, às vezes é chamada de cetose nutricional. Os níveis de cetona geralmente permanecem abaixo de 3 mM.
Cetoacidose
A cetoacidose é um estado patológico de produção descontrolada de cetonas que resulta em acidose metabólica . A cetoacidose é mais comumente causada por uma deficiência de insulina no diabetes tipo 1 ou diabetes tipo 2 em estágio avançado, mas também pode ser o resultado do uso crônico de álcool, envenenamento por salicilato ou ingestão de álcool isopropílico. A cetoacidose causa distúrbios metabólicos significativos e é uma emergência médica com risco de vida. A cetoacidose é diferente da cetose fisiológica, pois requer falha na regulação normal da produção de corpos cetônicos.
Causas
Os níveis elevados de cetonas no sangue são mais frequentemente causados pela produção acelerada de cetonas, mas também podem ser causados pelo consumo de cetonas exógenas ou precursores.
Quando as reservas de glicogênio e glicose no sangue estão baixas, ocorre uma mudança metabólica para economizar glicose para o cérebro, que é incapaz de usar ácidos graxos como energia. Essa mudança envolve o aumento da oxidação de ácidos graxos e da produção de cetonas no fígado como uma fonte alternativa de energia para o cérebro, bem como para os músculos esqueléticos, coração e rim. Níveis baixos de cetonas estão sempre presentes no sangue e aumentam em circunstâncias de baixa disponibilidade de glicose. Por exemplo, após um jejum noturno, 2-6% da energia vem das cetonas e isso aumenta para 30-40% após um jejum de 3 dias.
A quantidade de restrição de carboidratos necessária para induzir um estado de cetose é variável e depende do nível de atividade, sensibilidade à insulina , genética, idade e outros fatores, mas a cetose geralmente ocorre ao consumir menos de 50 gramas de carboidratos por dia por pelo menos três dias .
Recém-nascidos, mulheres grávidas e mulheres lactantes são populações que desenvolvem cetose fisiológica especialmente rapidamente em resposta a desafios energéticos, como jejum ou doença. Isso pode progredir para cetoacidose no contexto da doença, embora ocorra raramente. A propensão para a produção de cetonas em neonatos é causada por sua dieta rica em leite materno, sistema nervoso central desproporcionalmente grande e glicogênio hepático limitado.
Bioquímica
Os precursores dos corpos cetônicos incluem ácidos graxos do tecido adiposo ou da dieta e aminoácidos cetogênicos . A formação de corpos cetônicos ocorre por meio da cetogênese na matriz mitocondrial das células hepáticas.
Os ácidos graxos podem ser liberados do tecido adiposo pela sinalização da adipocina de altos níveis de glucagon e epinefrina e baixos níveis de insulina. Alto glucagon e baixo nível de insulina correspondem a períodos de baixa disponibilidade de glicose, como o jejum. Os ácidos graxos ligados à coenzima A permitem a penetração na mitocôndria. Uma vez dentro da mitocôndria, os ácidos graxos ligados são usados como combustível nas células, predominantemente por meio da oxidação beta , que cliva dois carbonos da molécula de acil-CoA em cada ciclo para formar acetil-CoA . O acetil-CoA entra no ciclo do ácido cítrico , onde sofre uma condensação aldólica com oxaloacetato para formar o ácido cítrico ; o ácido cítrico então entra no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), que coleta um rendimento de energia muito alto por carbono no ácido graxo original.
A acetil-CoA pode ser metabolizada por meio do ciclo do TCA em qualquer célula, mas também pode sofrer cetogênese na mitocôndria das células hepáticas. Quando a disponibilidade de glicose é baixa, o oxaloacetato é desviado do ciclo do TCA e, em vez disso, é usado para produzir glicose por meio da gliconeogênese . Esta utilização de oxaloacetato na gliconeogênese pode torná-lo indisponível para condensar com acetil-CoA, impedindo a entrada no ciclo do TCA. Nesse cenário, a energia pode ser obtida da acetil-CoA por meio da produção de cetonas.
Na cetogênese, duas moléculas de acetil-CoA se condensam para formar acetoacetil-CoA via tiolase . Acetoacetil-CoA brevemente combina com outro acetil-CoA via HMG-CoA sintase para formar hidroxi-β-metilglutaril-CoA . Hidroxi-β-metilglutaril-CoA forma o acetoacetato do corpo cetônico via HMG-CoA liase . O acetoacetato pode então se converter reversivelmente em outro corpo cetônico - D-β-hidroxibutirato - via D-β-hidroxibutirato desidrogenase. Alternativamente, o acetoacetato pode se degradar espontaneamente em um terceiro corpo cetônico (acetona) e dióxido de carbono , o que gera concentrações muito maiores de acetoacetato e D-β-hidroxibutirato. Os corpos cetônicos resultantes não podem ser usados para energia pelo fígado, portanto, são exportados do fígado para fornecer energia ao cérebro e aos tecidos periféricos.
Além dos ácidos graxos, os aminoácidos cetogênicos desaminados também podem ser convertidos em intermediários no ciclo do ácido cítrico e produzir corpos cetônicos.
Medição
Os níveis de cetona podem ser medidos testando a urina, sangue ou respiração. Existem limitações na comparação direta desses métodos, pois medem diferentes corpos cetônicos.
Teste de urina
O teste de urina é o método mais comum de teste de cetonas. As tiras de teste de urina utilizam uma reação de nitroprussiato com acetoacetato para fornecer uma medida semiquantitativa com base na mudança de cor da tira. Embora o beta-hidroxibutirato seja a cetona circulante predominante, as tiras de teste de urina medem apenas o acetoacetato. As cetonas urinárias freqüentemente se correlacionam mal com os níveis séricos devido à variabilidade na excreção de cetonas pelos rins, à influência do estado de hidratação e à função renal.
Teste de soro
Os medidores de cetonas digitais permitem o teste instantâneo dos níveis de beta-hidroxibutirato no sangue, semelhantes aos glicosímetros . Os níveis de beta-hidroxibutrato no sangue também podem ser medidos em laboratório.
Usos médicos
Epilepsia
A cetose induzida por uma dieta cetogênica é um tratamento há muito aceito para a epilepsia refratária . Foi usado pela primeira vez na década de 1920 e agora é amplamente implementado para pacientes pediátricos e adultos.
Diabetes tipo 2
A cetose induzida por uma dieta com muito baixo teor de carboidratos é considerada um tratamento eficaz para o diabetes tipo 2 e pode melhorar os indicadores de glicose no sangue, mesmo com a redução ou descontinuação de medicamentos antidiabéticos. A cetose pode ser um tratamento eficaz para essa população, reduzindo a carga de glicose na dieta, aumentando a sensibilidade à insulina e reduzindo a produção de glicose hepática. Isso resulta na redução da glicose e da insulina em jejum e da hemoglobina A1c , bem como na redução da necessidade de insulina exógena.
Obesidade e síndrome metabólica
A cetose pode melhorar os marcadores da síndrome metabólica por meio da redução dos triglicerídeos séricos , elevação da lipoproteína de alta densidade (HDL), bem como aumento do tamanho e volume das partículas de lipoproteína de baixa densidade (LDL). Essas alterações são consistentes com um perfil lipídico melhorado, apesar dos aumentos potenciais no nível de colesterol total .
Pesquisar
A cetose está sendo investigada para um número crescente de doenças, no entanto, as recomendações clínicas para essas condições ainda não podem ser feitas com base no nível de evidência atual.
Doenças neurológicas: além de seu uso para epilepsia, a cetose está sendo investigada em outras doenças neurológicas por causa de seus efeitos neuroprotetores propostos, incluindo doença de Alzheimer , esclerose lateral amiotrófica (ELA), autismo , enxaqueca , neurotrauma , dor, doença de Parkinson e sono desordens .
Câncer: estudos pré - clínicos indicaram que a cetose pode ter efeitos antitumorais, embora os ensaios clínicos tenham sido limitados por amostras pequenas e não tenham demonstrado benefício conclusivo.
Glicogenose A cetose foi relatada para aliviar os sintomas relacionados à glicogenose, como em algumas doenças de armazenamento de glicogênio . GSDs que são caracterizados pela incapacidade dos tecidos de utilizar os estoques de glicogênio, como a doença de McArdle , podem ser gerenciados com uma dieta cetogênica, garantindo que os tecidos estejam usando corpos cetônicos para energia e não as vias prejudicadas de utilização de glicogênio para glicólise.
Outras doenças: Há evidências emergentes para o uso de cetose em outras condições, como diabetes tipo 1, doença hepática gordurosa não alcoólica , acne , doença renal policística e síndrome dos ovários policísticos , embora a qualidade da evidência seja limitada por amostras pequenas.
Segurança
A segurança da cetose em dietas com baixo teor de carboidratos é frequentemente questionada por médicos, pesquisadores e pela mídia. Uma preocupação comum de segurança origina-se do mal-entendido sobre a diferença entre cetose fisiológica e cetoacidose patológica. Também há um debate contínuo se a cetose crônica é um estado saudável ou um estressor a ser evitado. Alguns argumentam que os humanos evoluíram para evitar a cetose e não deveriam estar em cetose a longo prazo. O contra-argumento é que não há necessidade fisiológica de carboidratos na dieta, pois a energia adequada pode ser produzida por meio da gliconeogênese e da cetogênese indefinidamente. Alternativamente, a mudança entre um estado cetótico e alimentado foi proposto como tendo efeitos benéficos na saúde metabólica e neurológica. Os efeitos da sustentação da cetose por até dois anos são conhecidos por estudos de pessoas que seguem uma dieta cetogênica estrita para epilepsia ou diabetes tipo 2; estes incluem efeitos adversos de curto prazo levando a potenciais efeitos de longo prazo. No entanto, falta literatura sobre os efeitos de longo prazo da cetose intermitente.
Considerações sobre medicação
Alguns medicamentos requerem atenção quando em estado de cetose, especialmente várias classes de medicamentos para diabetes. Os medicamentos inibidores do SGLT2 foram associados a casos de cetoacidose euglicêmica - um estado raro de cetonas altas que causa acidose metabólica com níveis normais de glicose no sangue. Isso geralmente ocorre com a perda de doses de insulina, doença, desidratação ou adesão a uma dieta pobre em carboidratos enquanto estiver tomando a medicação. Além disso, os medicamentos usados para reduzir diretamente a glicose no sangue, incluindo insulina e sulfonilureias, podem causar hipoglicemia se não forem titulados antes do início de uma dieta que resulte em cetose.
Efeitos adversos
Pode haver efeitos colaterais ao passar do metabolismo da glicose para o metabolismo da gordura. Isso pode incluir cefaleia, fadiga, tontura, insônia, dificuldade de tolerância aos exercícios, constipação e náusea, especialmente nos primeiros dias e semanas após o início de uma dieta cetogênica. A respiração pode desenvolver um sabor doce e frutado por meio da produção de acetona que é exalada por causa de sua alta volatilidade.
A maioria dos efeitos adversos relatados da cetose em longo prazo ocorre em crianças, devido à sua longa aceitação como tratamento para a epilepsia pediátrica. Estes incluem saúde óssea comprometida, crescimento atrofiado, hiperlipidemia e cálculos renais.
Contra-indicações
A cetose induzida por uma dieta cetogênica não deve ser perseguida por pessoas com pancreatite devido ao alto teor de gordura na dieta. A cetose também é contra-indicada na deficiência de piruvato carboxilase , porfiria e outras doenças genéticas raras do metabolismo da gordura .
Medicina veterinária
Em vacas leiteiras , a cetose geralmente ocorre durante as primeiras semanas após o parto de um bezerro e às vezes é chamada de acetonemia . Este é o resultado de um déficit de energia quando a ingestão é inadequada para compensar o aumento da demanda metabólica da lactação. As concentrações elevadas de β-hidroxibutirato podem deprimir a gliconeogênese, a ingestão de alimentos e o sistema imunológico, além de impactar a composição do leite. Os testes de diagnóstico no local de atendimento podem ser úteis para rastrear cetose em bovinos.
Em ovelhas , a cetose, evidenciada por hipercetonemia com beta-hidroxibutirato no sangue acima de 0,7 mmol / L, é referida como toxemia da gravidez . Isso pode se desenvolver no final da gestação em ovelhas com múltiplos fetos e está associado às consideráveis demandas metabólicas da gestação. Em ruminantes, como a maior parte da glicose no trato digestivo é metabolizada por organismos ruminais , a glicose deve ser fornecida pela gliconeogênese . A toxemia da gravidez é mais provável de ocorrer no final da gravidez devido à demanda metabólica do rápido crescimento fetal e pode ser desencadeada pela ingestão insuficiente de energia alimentar devido às condições climáticas, estresse ou outras causas. A recuperação imediata pode ocorrer com parto natural, cesariana ou aborto induzido. A prevenção por meio de alimentação adequada e outro manejo é mais eficaz do que o tratamento de estágios avançados de toxemia da gravidez.
Veja também
Referências
Leitura adicional
- Lawrie RA, Ledward D (2014). Lawrie's Meat Science . Elsevier Science. ISBN 978-1-84569-161-5.
- Volek JS, Phinney SD (2012). The Art and Science of Low Carbohydrate Performance . Além da obesidade. p. 91. ISBN 978-0983490715.
- Lowery R, Wilson J (2017). A Bíblia Cetogênica: O Guia Autorizado para Cetose . Cinto da Vitória. ISBN 978-1628601046.
links externos
| Classificação |
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- Cetoacidose diabética na eMedicine
- NHS Direct: cetose
- O Manual Merck -