Os efeitos agudos de ácidos graxos (AG) sobre o metabolismo de glicose, sinalização à insulina e acoplamento mitocondrial em músculo esquelético foram investigados. O metabolismo de glicose e a sinalização à insulina foram avaliados em músculo sóleo incubado de rato. A polaridade elétrica da membrana interna mitocondrial foi avaliada em cultura de células musculares C2C12 e primária de rato pela técnica da rodamina 123. Expressão das proteínas desacopladoras-2 e -3 (UCP-2 e -3) foi avaliada por PCR em tempo real. A captação de 2-desoxi-[2,6-³H]-D-glicose não foi alterada pelos AG testados (caprílico (8:0), láurico (12:0), mirístico (14:0), palmítico (16:0), esteárico (18:0), oleico (18:1), linoleico (18:2) e eicosapentaenóico (20:5)). Os ácidos caprílico, palmítico e esteárico aumentaram a síntese de [¹⁴C]-glicogênio estimulada pela insulina em 20%, 48% e 31%, respectivamente. Já o ácido linoléico levou a uma redução de 40%. A produção de lactato estimulada pela insulina foi reduzida em 46% e 64% pelos ácidos caprílico e palmítico, respectivamente. Os AG de cadeia longa (16 ou mais carbonos) aumentaram a descarboxilação de [U-¹⁴C]-D-glicose na ausência (³59%) e na presença (³32%) de insulina. Já o ácido caprílico reduziu em 29% este parâmetro na presença do hormônio. Os ácidos caprílico, esteárico, palmítico, oleico e linoleico não tiveram efeito sobre a fosforilação do receptor da insulina. O ácido palmítico reduziu a fosforilação estimulada pela insulina do substrato para o receptor da insulina-1 (IRS-1; 24%), Akt (51%), glicogênio sintase quinase-3 a/b (GSK-3 a/b; 28%) e proteínas quinases ativadas por mitógenos p44 e p42 (MAP quinases p44 e p42; 88%), enquanto que os ácidos oleico e linoleico aumentaram a fosforilação de IRS-1 (38%)  e Akt (23%) em músculo sóleo incubado por 1 h. O bromopalmitato, um análogo não metabolizável do ácido palmítico, reduziu a síntese de glicogênio (27%) estimulada pela insulina. Houve correlação elevada entre aumento na síntese de glicogênio estimulada pela insulina e palmitato e a descarboxilação do ácido graxo (R² = 0,99). O ácido palmítico aumentou o conteúdo intracelular de glicose-6-fosfato (27%) e citrato (13%). Os ácidos palmítico e linoleico aumentaram a oxidação de glicose no músculo extensor digitorium longus (EDL) incubado de rato e reduziram a polaridade elétrica da membrana interna mitocondrial em células musculares esqueléticas em cultura. O ácido palmítico também aumentou o consumo de oxigênio em ratos anestesiados. Não houve alteração na expressão de UCP-2 e -3 em músculo sóleo incubado na presença dos ácidos caprílico e palmítico. Os resultados obtidos são sugestivos de que: 1) ácidos graxos, agudamente, não induzem resistência à insulina quanto à captação de glicose em músculo esquelético; 2) a ocorrência do ciclo de Randle resulta em um desvio preferencial do metabolismo de glicose em favor da síntese de glicogênio ao invés da produção de lactato; 3) o efeito agudo dos AG sobre a sinalização à insulina não está relacionado com o metabolismo de glicose estimulado pelo hormônio e 4) AG de cadeia longa induzem desacoplamento mitocondrial em músculo esquelético, sendo que este efeito não está relacionado com alteração na expressão de UCP-2 e -3.

COMISSÃO JULGADORA DA TESE DE DOUTORADO DO(A) CANDIDATO(A)

SANDRO MASSAO HIRABARA

JUNTO AO PROGRAMA DE FISIOLOGIA HUMANA DO INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOMÉDICAS DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

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Titulo da Tese: "Efeito agudo de ácidos graxos no metabolismo de glicose em músculo esquelético”.

Professor Adjunto do Departamento de Fisiologia do Setor de Ciências Biológicas da Universidade Federal do Paraná.

2.) Prof. Dr. JOSÉ EDUARDO PEREIRA WILKEN BICUDO

Professor Titular do Departamento de Fisiologia do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo.

3.) Profa. Dra. CARLA ROBERTA DE OLIVEIRA CARVALHO

Professor Doutor do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

4.) Prof. Dr. UBIRATAN FABRES MACHADO

Professor Associado do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

5.) Orientador(a): Prof. Dr. RUI CURI

Professor Titular do Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo.

Aprovada “ad referendum” pela Comissão de Pós-Graduação do ICB/USP,

em  24 de agosto de 2005.

Prof. Dr. José Cipolla Neto