Conhecendo Artigos #1 - Selective susceptibility of different populations of sympathetic neurons to diabetic neuropathy in vivo is reflected by increased vulnerability to oxidative stress in vitro

Alguns grupos de neurônios do Sistema Nervoso Autônomo Simpático desenvolvem neuropatia em pessoas diabéticas, enquanto outros neurônios Simpáticos não...
Por que será?

Esse artigo do SEMRA e companhia, de Taipei em Taiwan. Eles explicam a diferença que existe entre esses dois subgrupos de nervos simpáticos.

Indica já existir diferença entre esses nervos em condições normais, mas também há um diferente padrão de resposta à hiperglicemia.

Foi mostrado nesse artigo que essas diferenças culminam em uma maior suscetibilidade a ser afetado e sofrer danos por Espécies Reativas de Oxigênios (EROs).

Percebe-se na figura a distribuição dos nervos autônomos, será focado nesse trabalho três nervos simpáticos, dois comumente afetado pela Neuropatia Autonômica Diabética (os nervos provenientes do Gânglio Celíaco e Mesentérico Superior) e um outro que não sofre dano devido a diabetes.

Continuando sobre a anatomia do Sistema Nervoso Autônomo, podemos através dessa figura perceber onde ficam a maioria dos gânglios simpáticos, bem próximos a coluna vertebral.

Esses nervos possuem gânglios mais afastados da coluna e são responsáveis pela inervação do Tubo Gastrointestinal.

Os nervos mais comumente afetados pela Neuropatia Autonômica em diabéticos são os que inervam o Sistema Gastrointestinal, Cardiovascular e Urogenital.

* Então como dito anteriormente:

Um exemplo de subgrupo de nervo simpático que não é afetado pela Neuropatia Autonômica Diabética é o nervo Cervical Superior.

Sabe-se quanto a Neuropatia Diabética que ocorre em nervos periféricos, como nervos sensitivos, que o Estresse Oxidativo possui um papel importante no desenvolvimento dessa doença nos nervos, contribuindo para a desmielinização e degeneração deles.

Mas não se sabe muito do papel do Estresse Oxidativo na Neuropatia que ocorre em nervos Autônomos. 

* Com o intuito de saber se o Estresse Oxidativo pode ser o responsável pelo desenvolvimento da Neuropatia Diabética somente em certos subgrupos de nervos simpáticos e em outros não, foi feito esse trabalho.

Para ver se esses subgrupos reagiam ao Estresse Oxidativo igualmente.

Apesar de sabermos que o Estresse Oxidativo causa danos à esses nervos, temos que considerar todos os outros fatores que são desencadeados no meio hiperglicêmico que também podem influenciar para o desenvolvimento da doença nos nervos.

Alguns exemplos de fatores que influenciam é a modificação do metabolismo dessas células, irrigação sanguínea desses nervos, entre outros.

 Algumas das características que esses nervos simpáticos mais suscetíveis à Neuropatia Autonômica Diabética apresentam em meio normoglicêmico encontradas na literatura foi o fato de apresentarem menor atividade de enzimas antioxidantes. 

* Além de:

Quando em meio hiperglicêmico, esses nervos são comumente afetados pela Neuropatia Diabética, desenvolvendo características como Distrofia Axonal e Aumento da atividade da Tirosina Hidroxilase.

Apesar disso, as células nervosas não morrem com a Neuropatia, somente têm suas funções prejudicadas.

Algo interessante de se assinalar é que a Tirosina Hidroxilase tem sua atividade aumentada devido as mudanças metabólicas que a hiperglicemia causa. 

Essa enzima produz EROs e com sua atividade aumentada contribui para o aumento do Estresse Oxidativo nos nervos.

A mudança da função da mitocôndria durante o diabetes levando a produção de EROs é considerada uma fonte importante para o aumento do Estresse Oxidativo e desenvolvimento da Neuropatia.

O esquema do modelo experimental utilizado mostra que foi feito cultura das células nervosas, elas foram expostas ao agente oxidante e analisadas por Imunohistoquímica.

Resultados

...

Conclusão que se chegou foi que os nervos dos gânglios Celíaco e Mesentérico Superior são mais suscetíveis ao Estresse Oxidativo.

De Repouso ao Exercício Físico

Do Repouso Ao Exercício Físico

Quando se inicia um exercício físico, mais energia é necessária.

Para que haja maior produção de energia há um maior consumo de oxigênio pelos músculos em trabalho, porém os níveis de oxigênio levam um tempo para aumentar dos níveis em homeostase até um novo limiar criando um novo estado estável (diferente do estado em homeostase), caso esse exercício físico seja mantido.

Pelo fato dos níveis de O2 que estão sendo captados e transportados no sangue (consequentemente, os níveis de consumo de O2) não aumentarem instantaneamente com o início do exercício físico, uma outra fonte de formação de energia (que não necessite de O2) deve suprir as necessidades nesse tempo.

Essas fontes de energia são anaeróbicas, não utilizam o oxigênio para gerar ATP.

Fontes Anaeróbias

* A primeira forma de energia utilizada no início do exercício físico são:
- As moléculas de ATP que já estão presentes no sarcoplasma (citoplasma das células musculares) que é uma quantidade muito pequena;

Moléculas de ADP que são transformadas em ATP através de sua ligação a um grupo de fosfato inorgânico que provem de moléculas presentes nas células musculares chamadas de fosfato de creatina.

- Fosfato de creatina, ou sistema ATP-PC, são moléculas para liberação de fosfato formando moléculas de ATP de forma rápida para atividades que ocorrem em questões de segundos.

Quando ocorre aumento de ADP devido a quebra de ATP para fazer a contração muscular, esse ADP é capaz de agir como um regulador alostérico na enzima creatina quinase estimulando a quebra do fosfato de creatina para a formação de ATP.


Obs: A glicólise tem sua enzima fosfofrutoquinase como reguladora da via e essa enzima possui como um dos seus inibidores a presença de fosfato de creatina (PC).
* Outra via anaeróbica que entra em ação secundariamente para fornecer energia é a glicólise, há quebra de glicose em 2 piruvato resultando em 2 moléculas de ATP e 2 de NADH + H+.

A fosforilase, enzima que libera moléculas de glicose a partir do glicogênio muscular, pode ser estimulada pela presença de Ca++ e pela adrenalina (a adrenalina é responsável pela formação de AMPcíclico e ele que diretamente ativa a fosforilase)

A glicólise é rapidamente ativada durante o início de um exercício físico por ser uma via anaeróbica, a qual pode ajudar a suprir a maior necessidade de ATP que o organismo passa a ter, sem necessitar de aumento do fluxo sanguíneo e do aparelho respiratório.

Glicólise ocorre no próprio sarcoplasma (citoplasma das células musculares) e acumula nele grandes quantidades de:

- Ácido pirúvico (entra na mitocôndria como piruvato para participar do ciclo de Krebs)

- NADH + H+ (entra na mitocôndria para participar da cadeia de elétrons)

Ambas vias aeróbias, por isso que na falta de O2 suficiente, essas vias aeróbias têm baixa atividade e esses substratos acumulam.

O NADH é mandando para dentro da mitocôndria e em grande quantidade inibe o ciclo de Krebs (mais especificamente, a isocitratodesidrogenase).

Se houver acúmulo de NADH no citoplasma, ele é destinado à reação inversa (de volta para NAD+) através de sua oxidação pelo piruvato.

Nessa reação, o piruvato que também estiver acumulado é transformado em lactato (que será dispensado em sua maior parte no sangue).

O acúmulo de piruvato e NADH não pode ocorrer no citoplasma, pois impossibilitaria a glicólise, sendo assim o piruvato é constantemente removido, principalmente no início do exercício (quando existe pouco suprimento de O2 para as outras vias - as aeróbias) e durante exercícios físicos de alta intensidade (onde ATP é necessário em grandes e rápidas quantidades) ele é em grande parte transformado em lactato.

O Lactato

O lactato pode servir como fonte de energia no fígado principalmente após o exercício físico, onde será substrato para gliconeogênese. 

No momento pós exercício, a gliconeogênese terá sua atividade elevada já que poderá ter grande parte do suprimento de oxigênio destinado a ela e também terá grande quantidade de substrato. 

Remoção do lactato é um dos motivos pelo qual a oferta de oxigênio permanece, após exercício, maior do que é realmente necessário para o repouso. 

Considerando uma pessoa que está em repouso logo após o exercício, no entanto para remoção do lactato e reposição de glicose, ATP, PC e estoques de O2 nas células e sangue, faz com que os níveis de consumo de O2 continuem mais elevados do que os valores de homeostase, por um tempo, mesmo que em uma queda constante e lenta (esse fenômeno é chamado de EPOC - Excesso de Consumo de Oxigênio Pós exercício - devido ao metabolismo que permanece elevado).

#A utilização de oxigênio para ressíntese de ATP, PC, repor estoques de O2 nas células e sangue, assim como sua utilização na gliconeogênese, não são os únicos motivos que fazem ocorrer o EPOC (também tem a ver com retardo dos sistemas fisiológicos que permanecem elevados, temperatura corporal alta, concentração de hormônios circulantes, entre outros)# 

É importante ressaltar que novos dados estimam que somente cerca de 20% do lactato produzido durante exercício vai para o fígado e passa pela gliconeogênese.

Sabe-se hoje em dia que cerca de 70% do ácido lático é convertido pelas células do coração e da musculatura esquelética em piruvato e utilizado como energia pelas vias aeróbicas.
E essa maior facilidade de remoção através de sua utilização como substrato aeróbio, pode ser percebida pelo maior decréscimo da concentração de lactato no sangue, de uma pessoa que pós exercício permanece fazendo um exercício físico de intensidade leve.

                                                                               Fisiologia do Exercício - Edward T. Howley

Déficit de Oxigênio

É chamado assim os momentos iniciais quando uma pessoa passa do repouso para um exercício físico (leve ou moderado) e a maior quantidade de energia é suprida por vias anaeróbicas.

O Déficit de Oxigênio é definido como a diferença entre o consumo de oxigênio nos primeiros minutos do exercício físico e um período de tempo igual após o Estado Estável ter sido alcançado.

O tempo de Déficit de Oxigênio, ou seja, o tempo para alcançar o Estado Estável é menor em um indivíduo treinado em comparação a não treinados.

Em geral ocorre por volta de dois minutos de exercício físico.

Tendo os indivíduos treinados ativação do sistema aeróbio (maior função do sistema) mais precocemente do que um não treinado, indica que haverá menor produção de lactato nos treinados.

- Importante:

O que leva essa lentidão nas respostas aeróbicas de atingirem o potencial necessário para suprir as necessidades do organismo em exercício, não é somente devido a pouca oferta de oxigênio chegando a esses músculos durante o tempo inicial de adaptação dos sistemas fisiológicos cardiovascular e pulmonar. 

Mas se deve também a lentidão para ativar os mecanismos aeróbios (fazê-los saírem do basal) de forma com que eles possam atingir os níveis em que são necessários, principalmente devido a regulação dessas vias ter como agente estimulador ADP + Pi (fosfato inorgânico) que se acumulam ao longo do início do exercício e vão ativando a via aeróbica até ela atingir o ponto em que a produção de energia é suficiente para suprir o desenvolvimento do exercício físico em questão.

Fisiologia do Exercício - Edward T. Howley

#Não confunda Débito de Oxigênio (nome antigo para EPOC) com Déficit de Oxigênio, um ocorre no final do exercício (quando o metabolismo ainda permanece elevado) e o outro no começo, respectivamente#

Homeostase Vs. Estado Estável

* Homeostasia: É a manutenção pelo organismo das condições fisiológicas normais de repouso. 
Não sofrendo influencia e modificações dos "parâmetros internos de repouso" devido a variáveis do meio externo.

Por exemplo o jejum seria uma variável externa, porém o organismo através de mecanismos reguladores que são alterados consegue manter suas atividades normais e, portanto, estado normal (para isso mantem por exemplo os níveis de glicose no sangue e produção de energia normais). 

Então mesmo em jejum a homeostasia continua.

Enquanto o organismo consegue através de suas próprias regulações, manter as condições fisiológicas do corpo esperadas para o repouso, independente das influências do meio externo, ele está em estado de homeostase.

Porém Homeostasia é diferente de estado estável.

* Steady State ou Estado Estável: Esse é um termo muito utilizado na fisiologia do exercício, onde o corpo sai da homeostasia (condições constantes que ocorrem no repouso), como por exemplo, temperatura corporal à 37 graus Celsius. 
Criando-se, no entanto, um estado constante novo para as variáveis fisiológicas.
Um estado que o corpo mantem constante também (através de mecanismos reguladores), pois representa o necessário para o desenvolvimento da atual atividade que o corpo está fazendo.

Esse estado ocorre algum tempo depois do início de uma atividade que necessita de maior função do organismo (leva-se um tempo até adaptar todas as funções fisiológicas à maior demanda, porém quando o faz esse estado é mantido para que essa nova atividade possa continuar sendo desenvolvida adequadamente).


- O estado estável ocorre para a maioria dos sistemas durante um exercício intenso ou prolongado em um ambiente frio:
Onde o corpo é capaz de remover as grandes quantidades de calor que os músculos em atividade produzem evitando o superaquecimento, assim como é capaz de aumentar a ventilação pulmonar e o fluxo sanguíneo para aumentar a liberação de O2 ao músculo e retirar o CO2 produzido pelo metabolismo.


Em um ambiente térmico neutro um exercício submáximo torna o estado estável da temperatura corporal por volta dos 20 minutos como 38 graus Celsius que perdura durante todo o exercício.


# Alguns outros fatores que são mantidos em um limiar estreito durante exercício físico, podendo sair dos valores homeostáticos (além da glicemia e temperatura) são: concentração de sódio, cálcio e potássio, quantidade de água e o pH. #