Proteínas corporais estão sendo sintetizadas e degradadas continuamente (1). A rotatividade estimada é de ∼210 g/dia (2). Os aminoácidos resultantes da degradação proteica podem ser reciclados (reutilizados para síntese), mas isto é incompleto. Portanto, a proteína dietética é necessária para a manutenção da massa magra do corpo. Além disso, a proteína dietética é necessária para substituir a proteína perdida pelo desprendimento de pele, cabelo, unhas, células do trato gastrointestinal e secreções contendo proteínas. Entretanto, as perdas reais são estimadas em apenas 6-8 g/dia (3).
Overall, aproximadamente ∼32-46 g de proteína dietética de alta qualidade/dia é relatada como necessária para manter o equilíbrio protéico (2). Isto é consideravelmente menor do que as quantidades de proteína consumidas por adultos americanos (∼65-100+ g/dia) (4). O excesso de aminoácidos derivados de alimento então são oxidados como combustível direta ou indiretamente após conversão em glicose.
Em 1915, usando um preparado de cão phlorhizinizado, Janney (5) demonstrou claramente que os aminoácidos desaminados (esqueletos de carbono) presentes nas proteínas dietéticas poderiam ser usados para produzir glicose endogenamente. Para as proteínas mais comuns, 50-80 g de glicose podem ser derivados de 100 g de proteína ingerida. Entretanto, já em 1913, Jacobson (6) relatou que a ingestão de proteínas não aumentava a glicose no sangue.
Later, em 1924, MacLean (7) deu 50 g de proteína de carne a dois indivíduos, um com e outro sem diabetes leve. A quantidade teórica de glicose que podia ser produzida era de 25 g. No entanto, não houve alteração na glicose no sangue. Ele então alimentou os sujeitos com 25 g de glicose e a glicose no sangue estava claramente elevada. Em 1936, Conn e Newburgh (8) relataram que a ingestão, mesmo de uma quantidade muito grande de proteína como carne (1,3 libras, 0,59 kg), não elevava a glicemia.
p>Subsequentemente, as vias de degradação para cada aminoácido eram elucidadas. Dos 20 aminoácidos encontrados nas proteínas, todos, exceto a leucina, podiam, pelo menos em parte, ser convertidos em glicose e assim contribuir para o pool de glicose em circulação. No entanto, dados de muitos laboratórios, incluindo o nosso, confirmaram que a proteína ingerida per se não aumenta a concentração de glicose em circulação (9,10). A razão para isto permaneceu desconhecida.
A fim de abordar esta questão, há alguns anos atrás (11), determinamos a quantidade real de glicose que entra no pool de glicose circulante usando uma técnica de diluição isotópica de glicose. A formação de uréia foi determinada como um índice da quantidade de proteína ingerida desaminada, e os esqueletos de carbono disponíveis para a síntese da glicose. Os sujeitos jovens normais ingeriram 50 g de proteína de queijo cottage (caseína). Foi calculado que 34 g foram desaminados (68%) ao longo das 8 h do estudo. A quantidade de glicose produzida e entrada na circulação foi de apenas 9,7 g (11). Assim, a quantidade de glicose produzida foi consideravelmente menor do que a quantidade teorizada (∼25 g). A concentração de glicose plasmática não se alterou.
Later, em pessoas com diabetes tipo 2 sem tratamento, a ingestão de 50 g de proteína bovina foi calculada para resultar em apenas 2,0 g de glicose adicional adicionada à circulação durante o período de 8 h do estudo (12). Estes resultados foram bastante surpreendentes porque, como esperado, a taxa de produção de glicose basal nos indivíduos diabéticos foi maior do que a dos indivíduos jovens normais (13-15).
Interessantemente, numerosos estudos demonstraram agora que o fornecimento de qualquer um dos substratos gluconeogênicos comumente ingeridos, frutose, galactose, glicerol, bem como aminoácidos, quando infundidos ou ingeridos não aumentam, ou apenas modestamente, a produção hepática e a liberação de glicose (16) e têm pouco efeito sobre a concentração de glicose em circulação. Isto é devido a um processo autoregulatório hepático que é independente de uma mudança nas concentrações de insulina ou glucagon em circulação (17,18).
Neste número de Diabetes, Fromentin et al. (19) abordaram elegantemente a questão da partição endógena dos aminoácidos absorvidos derivados de uma proteína alimentar (ovo). Eles abordam especificamente a disposição dos esqueletos de carbono derivados dos aminoácidos totais e a taxa de aparência e quantidade de glicose que entra no pool plasmático durante um período de 8 horas usando a tecnologia multitracer.
O seu estudo é único de quatro maneiras: Primeiro, ovos inteiros foram usados como fonte de proteína, ou seja, uma quantidade modesta de gordura, bem como de proteína, foi ingerida. Em segundo lugar, a quantidade de proteína ingerida (23 g) foi inferior à utilizada por outros e está bem dentro de uma quantidade susceptível de ser ingerida em uma única refeição. Em terceiro lugar, foram utilizados marcadores de isótopos estáveis em carbono e nitrogénio derivados da dieta. Assim, tanto o destino do amino meato como as cadeias de carbono do aminoácido foram rastreados. Esta rotulagem foi conseguida através da adição de aminoácidos duplamente rotulados à dieta das galinhas poedeiras. Em quarto lugar, os sujeitos foram encorajados a ingerir uma dieta definida contendo 14% de proteína durante cinco dias antes do estudo.
Os autores calcularam que ∼18 g (79%) dos 23 g de proteína ingerida poderia ser contabilizada por desaminação; assim, esses esqueletos de carbono estavam disponíveis para gluconeogênese e liberação de nova glicose na circulação. O restante, presumivelmente, foi utilizado para nova síntese protéica.
A quantidade total de glicose que entrava na circulação de todas as fontes foi calculada em 50 g durante o período de 8 horas. Entretanto, apenas 4 g (8%) puderam ser atribuídos à proteína ingerida. Isto foi inferior a um máximo teórico, mas como os autores apontam, a conversão fracionada foi a mesma que determinamos anteriormente após a ingestão de caseína (11). Isto sugere um processo altamente regulado. O restante do aminoácido carbono desaminado apareceu como CO2, ou seja, foi oxidado como combustível diretamente.
Os dados são convincentes, mas precisam ser interpretados no contexto da falta de um grupo de controle de 8-h de jejum randomizado e cruzado. Os sujeitos também estavam em balanço negativo de nitrogênio (31 g de proteína oxidada/23 g ingerida). Estudos adicionais utilizando maiores quantidades de proteína em indivíduos adaptados ou não a uma dieta rica em proteínas (∼30% da energia alimentar) seriam de interesse.
Overall, estes dados indicam claramente que a produção endógena e a adição de glicose à circulação a partir da proteína dietética são relativamente pequenas. Os mecanismos regulatórios que controlam a divisão do destino dos aminoácidos derivados de alimentos entre nova síntese proteica, desaminação, oxidação direta como combustível ou conversão em glicose e liberação de glicose na circulação ainda não foram determinados.