A perda de uma enzima, a PHD3, promove capacidade aumentada para exercícios de resistência, publicado no Cell Metabolism

Açúcares e gorduras são os principais combustíveis que abastecem todas as células¹, tecidos e órgãos. Para a maioria das células¹, o açúcar² é a fonte de energia de escolha, mas quando os nutrientes são escassos, como durante a fome ou o esforço extremo, as células¹ passam a quebrar as gorduras.

Sabe-se que alterações rápidas no metabolismo³ celular permitem que os tecidos mantenham a homeostase durante as mudanças na disponibilidade de energia. Mas os mecanismos de como as células¹ reconfiguram seu metabolismo³ em resposta às mudanças na disponibilidade de recursos ainda não são totalmente compreendidos. Agora novas pesquisas revelam uma consequência surpreendente quando um desses mecanismos é desativado: uma capacidade aumentada para exercícios de resistência.

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Em um estudo publicado na edição de 4 de agosto da Cell Metabolism, pesquisadores da Harvard Medical School identificaram um papel crítico da enzima⁴ prolil hidroxilase 3 (PHD3) em detectar a disponibilidade de nutrientes e regular a capacidade das células musculares⁵ de quebrar as gorduras. Quando os nutrientes são abundantes, a PHD3 atua como um freio que inibe o metabolismo³ desnecessário da gordura⁶. Este freio é liberado quando o combustível está baixo e mais energia é necessária, como durante o exercício.

Surpreendentemente, o bloqueio da produção de PHD3 em camundongos leva a melhorias dramáticas em certas medidas de aptidão, mostrou a pesquisa. Comparados com seus irmãos de ninhada normais, os camundongos sem a enzima⁴ PHD3 correram 40% mais tempo e 50% mais longe em esteiras e tinham VO2 máximo, um marcador de resistência aeróbica que mede o consumo máximo de oxigênio durante o exercício.

O regulador metabólico central acetil-CoA carboxilase 2 (ACC2) é fortemente fosforilado durante o estresse energético celular pela proteína quinase ativada por AMP (AMPK) para aliviar sua supressão da oxidação de gordura⁶. Embora o ACC2 também possa ser hidroxilado pela prolil hidroxilase 3 (PHD3), a consequência fisiológica⁷ disso é pouco compreendida.

Nesse novo estudo, descobriu-se que a fosforilação e a hidroxilação de ACC2 ocorrem de forma inversa. A hidroxilação de ACC2 ocorre em condições de alta energia e reprime a oxidação dos ácidos graxos. Camundongos sem PHD3 demonstram perda de hidroxilação de ACC2 no coração⁸ e músculo esquelético⁹ e apresentam elevada oxidação de ácidos graxos.

A perda de PHD3 específica para todo o corpo ou músculo esquelético⁹ aumenta a capacidade de exercício durante um desafio de exercício de resistência.

Em suma, esses dados identificam uma ligação inesperada entre AMPK e PHD3, e um papel para a PHD3 na capacidade de resistência ao exercício agudo¹⁰ e no metabolismo³ do músculo esquelético⁹.

As descobertas lançam luz sobre um mecanismo chave de como as células¹ metabolizam os combustíveis e oferecem pistas para uma melhor compreensão da função muscular e aptidão física, disseram os autores.

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Fontes:
Cell Metabolism, publicação em 4 de agosto de 2020.
Harvard Medical School, notícia publicada em 13 de agosto de 2020.