22/09/2020

Como seus músculos sabem que você está se exercitando?

Com informações da Agência Fapesp
Como seus músculos sabem que você está se exercitando?
A equipe agora pretende estudar o que acontece com o processo quando o corpo não funciona bem.
[Imagem: Anita Reddy et al. - 10.1016/j.cell.2020.08.039]

Succinato

Uma equipe do Brasil e dos EUA descobriu a substância que faz nossos músculos se adaptarem aos esforços físicos.

Por exemplo, quando você começa um programa de atividade física, o esforço provoca dores musculares que dificultam movimentos tão simples como o de levantar-se de um sofá. Com o tempo, porém, os músculos se acostumam à nova demanda, ganham força e a dor some.

Isso é feito por um mediador celular, um metabólito chamado succinato, até agora conhecido apenas por sua participação no processo de respiração celular dentro das mitocôndrias.

"Nossos resultados revelam que, durante o exercício físico, o succinato sai da célula muscular e envia sinais para a vizinhança que induzem um processo de remodelamento do tecido. Os neurônios motores criam novas ramificações, as fibras musculares tornam-se mais homogêneas, o que lhes permite gerar mais força durante a contração, e todas as células passam a captar mais glicose da circulação para produzir ATP [trifosfato de adenosina, o combustível celular]. Há um ganho de eficiência", descreveu o professor Júlio César Ferreira, da USP (Universidade de São Paulo), que fez a pesquisa com colegas da Universidade Harvard (Estados Unidos).

As conclusões do estudo estão baseadas em uma vasta gama de experimentos conduzidos com animais e também com voluntários humanos.

"Além das fibras musculares, o tecido também é composto por células imunes, nervosas e endoteliais. Se cada uma delas fosse uma casa, as ruas entre as casas seriam o espaço intersticial. Nós analisamos isoladamente cada uma das casas e também as ruas para descobrir o que muda na vizinhança após o exercício. Foi então que notamos um aumento significativo de succinato somente nas fibras musculares e no espaço intersticial," contou Júlio César.

O fenômeno foi observado em voluntários saudáveis, com idade entre 25 e 35 anos, durante uma intensa sessão de bicicleta ergométrica com 60 minutos de duração. Nesse caso, a análise foi feita com amostras de sangue obtidas por meio de cateteres inseridos na artéria e na veia femoral. Observou-se que com o exercício a concentração de succinato crescia substancialmente somente no sangue venoso que saía do músculo. Depois, durante a recuperação, esses valores caíam rapidamente.

Na saúde e na doença

Assim que confirmaram que as células musculares liberavam succinato em resposta ao estresse provocado pelo exercício, eles partiram para descobrir como e, principalmente, por quê o succinato deixa a célula, já que ele é normalmente restrito ao ambiente interno das células.

A análise do sangue dos voluntários deu uma pista: outro composto cuja concentração aumentou com o exercício - tanto no sangue venoso quanto no arterial - foi o lactato (forma ionizada de ácido lático), um sinal de que as células tinham ativado seu sistema emergencial de geração de energia.

"O succinato é um metabólito que normalmente não consegue atravessar a membrana e sair da célula. Lá dentro, ele participa do ciclo de Krebs - uma série de reações químicas que ocorrem dentro da mitocôndria e resultam na formação de ATP. Mas quando a demanda energética aumenta muito e a mitocôndria não dá conta de atender, um sistema anaeróbico é ativado, o que causa a formação excessiva de lactato e acidifica o interior celular. Descobrimos que essa alteração de pH causa uma modificação na estrutura química do succinato que lhe permite passar pela membrana e escapar para o meio extracelular," contou o pesquisador Luiz Bozi.

A proteína transportadora, que ajuda o succinato a sair da célula, é a MCT1, uma proteína especializada em carregar moléculas monocarboxiladas de dentro para fora da célula.

A equipe pretende agora estudar os casos em que esse processo não funciona bem.

"O passo seguinte é investigar se esse mecanismo está perturbado em outras enfermidades caracterizadas pela alteração do metabolismo energético e acidificação celular - como é o caso das doenças neurodegenerativas, onde a comunicação entre astrócitos e neurônios é crítica para a progressão da doença," afirmou Júlio César.

Checagem com artigo científico:

Artigo: pH-Gated Succinate Secretion Regulates Muscle Remodeling in Response to Exercise
Autores: Anita Reddy, Luiz H.M. Bozi, Omar K. Yaghi, Evanna L. Mills, Haopeng Xiao, Hilary E. Nicholson, Margherita Paschini, Joao A. Paulo, Ryan Garrity, Dina Laznik-Bogoslavski, Julio C.B. Ferreira, Christian S. Carl, Kim A. Sjøberg, Jørgen F.P. Wojtaszewski, Jacob F. Jeppesen, Bente Kiens, Steven P. Gygi, Erik A. Richter, Diane Mathis, Edward T. Chouchani
Publicação: Cell
DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.039
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