-É descrito aumento da UCP3 com a infusão de leptina em ratos ob/ob. No hipotireoidismo ocorre diminuição e no hipertireoidismo ocorre aumento nos níveis de UCP3. Tal proteína poderia explicar vários efeitos dos hormônios tireoidianos na termogênese. A leptina pode influenciar os níveis de UCP3 de forma direta ou indireta, pela ação sobre os níveis séricos de TSH.
-YOSHIDA demonstrou, in vitro, que T3, e não T4, exerce efeito direto nos adipócitos aumentando a expressão e a secreção de leptina. Foi o primeiro estudo a fazer tal demonstração em adipócitos 3T3-L1, apesar de estudos anteriores terem feito tais demonstrações em culturas de adipócitos humanos e de ratos (YOSHIDA,1997).
-ESCOBAR-MORREALE demonstrou achados inversos aos de YOSHIDA, só que em ratos Wistar fêmeas, Observando uma diminuição da síntese de leptina com infusão de T3 e T4. Ratos com hipotireoidismo apresentam altos níveis de RNAm de leptina, os quais normalizam com estabelecimento do eutireoidismo, divergindo dos achados em experimentos in vitro (ESCOBAR-MORREALE,1997) .
Estudos, em humanos, analisando níveis de leptina no hipotireoidismo e os efeitos da levotiroxina nos mesmos, apresentam resultados divergentes.
3-3-3) ASSOCIAÇÃO ENTRE DISFUNÇÃO TIREOIDIANA E LEPTINEMIA
VALCALVI e YOSHIDA demonstraram níveis séricos de leptina mais baixos nos pacientes com hipotireoidismo em relação aos controles e elevação significativa com o restabelecimento do eutireoidismo (VALCALVI, 1997; YOSHIDA, 1998). OZATA também encontrou níveis mais baixos de leptina no hipotireoidismo e mais altos no hipertireoidismo, ocorrendo reversão após o tratamento e manutenção de eutireoidismo por um mês em ambos os grupos. Sua casuística consistiu de 20 mulheres com hipotireoidismo, 20 eutireoidianas e 20 com hipertireoidismo. Não encontrou associação entre níveis de hormônios tireoidanos ou TSH com leptina ou IMC, no eutireoidismo (OZATA,1998).
CORBETTA estudou 114 adultos (65 mulheres), sendo 36 com hipotireoidismo primário (25 mulheres) e 40 com D. Graves (27 mulheres). Encontrou níveis de leptina mais baixos nos homens em relação às mulheres e boa correlação entre IMC e leptina. Não encontrou correlação entre T4 livre e leptina, bem como não encontrou diferenças entre os grupos com hiper ou hipotireoidismo. Nesse estudo também não ficou clara a associação entre níveis de hormônios tireoidanos e leptina. Um subgrupo de pacientes com hipotireoidismo central teve correlação positiva entre níveis de hormônios tireoidianos e leptina, porém dependente do IMC (CORBETTA,1997).
PINKNEY e LEONHARDT demonstraram que níveis séricos de leptina são mais altos nos pacientes com hipotireoidismo em relação aos controles, porém outros autores não encontram qualquer associação entre hipotireoidismo e alterações nos níveis de leptina (PINKNEY,1998; SREENAN,1997; LEONHARDT,1997; CORBETTA,1997; WIDJAJA,1998; SIMÓ, 2000).
PINKNEY posteriormente avaliou 18 indivíduos com hipertireodismo, 22 com hipotireoidismo, 37 eutireoidianos obesos e 32 não obesos. Entre os pacientes com hipotireoidismo 10 foram reavaliados após restabelecimento do eutireoidismo, com período médio de tratamento de sete meses. Os níveis médios de leptina foram mais altos nos obeso e nos hipotireoidianos. Observou-se correlação entre TSH e IMG, bem como TSH e leptina (somente no grupo eutireoidano). O tratamento do hipotireoidsmo gerou redução nos níveis séricos de leptina sem modificações no IMC. Seus dados são consistentes com a hipótese de interação entre leptina e eixo hipotálamo-hipófise-tireóide, e de que no hipotireoidismo ocorre aumento reversível nos níveis de leptina (PINKNEY,1998).
SESMILO avaliou não só níveis de leptina, como também a quantidade de gordura corporal por bioimpedanciometria (BIA). Incluiu 33 indivíduos com doença auto-imune da tireóide, sendo 16 com hipertireoidismo e 17 com hipotireoidismo. Leptina correlacionou-se com percentual de gordura corporal, assim como com IMC. Não foram observadas associações entre níveis de hormônios tireoidianos e de leptina. Os pacientes foram reavaliados no momento em que ocorreu normalização nos níveis séricos de TSH e T4L. Apesar de ocorrerem pequenas modificações do IMC, com o tratamento, não foram detectadas modificações nos parâmetros da bioimpedanciometria. Também não foram encontradas modificações nos níveis de leptina com o tratamento (SESMILO,1998).
ZIMMERMAN avaliou também massa de gordura corporal, porém por densitometria e não encontrou correlação entre níveis séricos de leptina, TSH, T4L ou T3 em 3 grupos de participantes (10 tireotóxicos, 16 indivíduos com Doença de Graves no estado eutireoidiano e 18 indivíduos sem doença tireoidiana). Observou, porém, que ao tratar os tireotóxicos houve aumento significativo nos níveis de leptina em relação aos níveis pré-tratamento e em relação aos encontrado nos sem doença tireoidiana. A quantidade de massa gorda não diferiu entre os tireotóxicos e os eutireoidianos, porém houve aumento significativo com o tratamento. Já a massa magra foi menor no estado de hipertireoidismo, assim como a densidade mineral óssea. Foi observada correlação entre leptina e massa gorda e apesar do aumento de ambos com o tratamento, concluíram que o aumento de cada um dos parâmetros ocorreu de forma independente (ZIMMERMAN, 1998).
MIYAKAWA demonstrou correlação positiva entre leptina e TSH em indivíduos eutireoidianos (MIYAKAWA,1999).
PINKNEY também associou bioimpedanciometria ao estudo dos níveis de leptina em 18 indivíduos com hipertireoidismo, 22 com hipotireoidismo, 32 eutireoidianos não-obesos e 37 eutireoidianos obesos. Outra variável estudada foi o nível sérico de noradrenalina. Encontrou maiores níveis de leptina nos eutireoidianos obesos e nos pacientes com hipotireoidismo. A correlação entre níveis de TSH e leptina, bem como TSH e percentual de massa gorda, só foi encontrada no grupo eutireoidiano. O tratamento do hipotireoidismo gerou diminuição nos níveis séricos de leptina sem modificação no IMC ou nos níveis de noradrenalina (PINKNEY, 2000).
SIMÓ avaliou 24 mulheres e 6 homens em acompanhamento por câncer de tireóide em diferentes estágios de função tireoidiana e não encontrou associação entre TSH e T4L com níveis de leptina em qualquer estágio (SIMÓ,2000).
HSIEH estudou 65 pacientes (55 mulheres) tireoidectomizadas por câncer diferenciado de tireóide e 38 controles. Trinta e três pacientes (26 mulheres) foram acompanhadas e apresentaram diferentes estágios clínicos de função tireoidiana durante o seguimento, tais como eutireoidismo, hipertireoidismo subclínico, hipotireoidismo agudo. Não encontrou diferenças no entre os grupos quanto aos níveis séricos de leptina e parâmetros da BIA. O percentual de gordura corporal foi maior no hipotireoidismo do que no hipertireoidismo subclínico, assim como os níveis de leptina. Níveis de leptina correlacionaram-se com níveis de TSH e T4L, mesmo após análise multivariada controlada para sexo, IMC e percentual de gordura corpórea. Esse autor sugeriu uma ação direta do TSH ou uma menor ação adrenérgica como fatores que gerariam aumento de leptina independente da massa gorda no hipotireoidismo (HSIEH, 2002).
IGLESIAS comparou 20 pacientes com hipotireoidismo e 20 controles eutireidianos e encontrou níveis séricos mais baixos de leptina nos pacientes, os quais se elevaram com o tratamento. Não houve associação entre hipotireoidismo e resistência insulínica e houve ajuste para os valores de IMC entre os grupos. Nesse estudo também foram avaliados pacientes com hipertireoidismo, os quais também apresentavam níveis mais baixos de leptina em relação aos controles. Após análise, por regressão linear, não foi encontrada associação entre níveis de TSH e leptina (IGLESIAS, 2003).
ISOZAKI avaliou 61 mulheres eutireoidianas, sem auto-imunidade tireoidiana e demonstrou correlação negativa entre leptina e relação T4L/TSH (ISOZAKI, 2004).
SANTINI avaliou não só os níveis de leptina, como também os de adiponectina em 45 indivíduos (33 mulheres) em 3 grupos de estudo (15 com hipertireodismo, 15 com hipotireoidsmo agudo e 15 em eutireoidismo). Não encontrou diferenças nos níveis médios das variáveis estudadas entre os grupos.
YATURO avaliou 69 pacientes com Doença de Graves, sendo que 32 foram encaminhados para dose terapêutica com iodo radioativo e reavaliados num momento de hipotireoidismo. Evidenciou diminuição de adiponectina e resistina no hipotireoidismo, porém leptina não esteve associada com função tireoidiana, nem com níveis de resistina ou adiponectina (YATURO, 2004).
OGE avaliou 26 pacientes, de ambos os sexos, com hipotireoidismo, 22 pacientes com hipertireoidismo e 20 indivíduos eutireoidianos. Os pacientes com disfunção tireoidianos foram reavaliados após 2 meses de eutireoidismo restabelecido. Demonstrou que níveis de leptina foram mais altos no hipotireoidismo e mais baixos no hipertireoidismo e que os achados foram reversíveis com os tratamentos específicos. Não foram observadas modificações no IMC com o tratamento, apesar de leptina correlacionar-se com IMC e TSH em todos os grupos, independente de T3L e T4L (OGE, 2005).
3-3-4) MÉTODOS DE AVALIAÇÃO DA QUANTIDADE DE GORDURA CORPORAL
Os tecidos humanos são compostos por quatro elementos químicos: água, proteína, gordura e mineral. A gordura representa grande fração orgânica do peso corporal e encontra-se principalmente na forma de triglicerídeos (HEYMSFIELD, 1991).
A composição corporal pode ser deduzida por métodos indiretos, estabelecendo-se que o organismo está basicamente integrado por dois setores bem diferenciados (lipídico e hídrico) ou por modelos multicomponentes, mais complexos (RIELLA, 1993; MONTEIRO,1998). Entre as técnicas mais utilizadas estão as que se baseiam na premissa de que o tecido celular subcutâneo reflete a proporção total de godura corporal, tais como mensuração das pregas cutâneas e ultra-sonografia de partes moles (MONTEIRO,1998). Outras técnicas utilizam as diferenças entre condutividade elétrica e propriedades dielétricas, dos tecidos gordurosos e dos livres de gordura, tais como a Bioimpedanciometria (BIA) e a avaliação da Condutividade Elétrica Corporal Total (TOBEC), sendo esse último desvantajoso pela não portabilidade e pelo alto custo. Outro método com as mesmas desvantagens do TOBEC e que ainda expõe o paciente a radiações ionizantes é a tomografia computadorizada, a qual é útil para determinação da composição corporal regional (MONTEIRO,1998). A ressonância magnética e a densitometria são métodos seguros, porém que também apresentam limitações pelo custo e assecibilidade e que podem quantificar a massa gordurosa total e discriminar diferenças de distribuição regional de gordura (RIELLA, 1993; MONTEIRO,1998). O método de imagem mais utilizado é a absorciometria de dupla energia de raios X (DEXA), que é amplamente utilizado para avaliar osteoporose (SALMI, 2003).
A Impedanciometria bioelétrica
Esse método baseia-se na natureza da condução de uma corrente elétrica aplicada ao organismo. Em estruturas biológicas, à aplicação de uma corrente alternada, de forma ininterrupta, de nível baixo, constata-se uma impedância para a propagação da corrente, que depende da freqüência. O organismo humano contém líquidos intra e extra-celulares que comportam-se como condutores elétricos e membranas celulares que agem como elementos reativos imperfeitos. Em baixas freqüências (cerca de 1kHz), a corrente passa principalmente através dos líquidos extra-celulares, enquanto que em freqüências elevadas (500-800 kHz) penetra em líquidos intra e extra-celulares. Desta forma, os líquidos do organismo e os eletrólitos são responsáveis pela condução elétrica e as membranas pela capacitância. A determinação de massa corporal livre de gordura está embasada no princípio de que a impedância de um sitema geométrico está relacionada ao comprimento do condutor e à sua configuração, à sua superfície de corte e à freqüência do sinal. Com um sinal de freqüência constante e a configuração de um condutor relativamente constante, a impedância do fluxo pode ser relacionada ao fluxo de uma corrente: Z=pL/A, onde Z é a impedância em ohms, p é a resistência do volume em ohms x cm, L é o comprimento do condutor em centímetro e A é a área de corte do condutor em centímetros. Multiplicando-se ambos os lados da equação por L/L, obtêm-se Z= pL2/AL, onde AL é o volume (V). Em organismos vivos a condução elétrica está relacionada à distribuição de águas e eletrólitos no condutor biológico. Como a massa livre de gordura contém virtualmente toda a água e os eletrólitos condutores do organismo, a condutividade é muito maior na massa livre de gordura do que na massa gordurosa do organismo (MONTEIRO,1998; RIELLA,1993).
Os aparelhos determinam a resistência e a reactância, através de eletrodos colocados nas mãos e pés. Administra-se uma corrente de 800µA, a uma freqüência de 50 Hz. A corrente é introduzida pelos eletrodos inferiores da mão e do pé e a queda de voltagem é detectada pelos eletrodos proximais. O valor mais baixo de resistência é usado para calcular a condução e obter a massa corporal livre de gordura (MONTEIRO, 1998; RIELLA,1993).
O método de impedanciometria tetrapolar tem sido usado para determinação da água corporal total, não havendo discrepâncias entre o método e a determinação de água corporal por diluição de isótopos (MONTEIRO,1998; RIELLA,1993).
3-4) HIPOTIREOIDISMO E AÇÃO INSULÍNICA
3-4-1) METABOLISMO DOS CARBOHIDRATOS
Após a glicose entrar na célula, ela é combinada a um radical fosfato, via glicoquinase ou hexoquinase. Essa combinação pode ser desfeita pela glicose-6- fosfatase (só presente no fígado, intestino e epitélio tubular renal). A glicose combinada ao fosfato não pode sair das células, exceto nas que contém fosfatase. A glicose tem dois caminhos: ser armazenada sobre a forma de glicogênio (glicogênese) ou utilizada para liberar energia (GUYTON, 2002).
A glicogênese ocorre pela transformação da glicose-6-fosfato em glicose-1- fosfato, que posteriormente é convertida em uridina-difosfato-glicose e em glicogênio, pela ação de várias enzimas. Quando há excesso de glicose a mesma também pode ser convertida para gordura (GUYTON, 2002).
A síntese de triglicerídeos a partir dos carbohidratos é um processo em 2 etapas utilizando Malonil Coenzima A e NADPH (nicotinamida-adenosina- dinucleotidase fosfato), após formação de Acetil coenzima A. Quando as cadeias de ácidos graxos atingem 14-18 átomos de carbono, ligam-se ao glicerol formando triglicerídeo. A porção glicerol do triglicerídeo é fornecida pelo alfa-glicero-fosfato (produto da glicólise).
A glicogenólise é a degradação do glicogênio para formar novamente glicose nas células. A glicose também pode ser formada a partir de aminoácidos e do glicerol dos lipídeos em um processo denominado gliconeogênese (GUYTON, 2002). .
A molécula de glicose é clivada aos poucos, por processos enzimáticos, para liberação gradativa de energia. Na glicólise há formação de ácido pirúvico que, posteriormente, é transportado para a matriz mitocondrial e convertido em Acetil coenzima A, numa reação que não libera ATP, mas que libera átomos de hidrogênio que serão posteriormente oxidados, gerando ATP (GUYTON, 2002).
O Ciclo do ácido cítrico, também denominado ciclo do ácido tricarboxílico ou ciclo de Krebs, trata-se de uma sequência de reações químicas nas quais o radical acetil da Acetil coenzima A (AcoA) é degradado até dióxido de carbono (CO2) e átomos de hidrogênio. Todas as reações ocorrem na matriz mitocondrial. Na etapa inicial, a AcoA combina-se com ácido oxalacético para formar ácido cítrico. A coenzima A da AcoA é liberada e pode ser reutilizada para formar mais AcoA (GUYTON, 2002). .
Não há liberação de grande quantidade de energia no ciclo de Krebs, porém os átomos de hidrogênio liberados (por desidrogenases) combinam-se imediatamente com nicotinamida-adenosina-dinucleotidase (NAD), um derivado da
niacina. Cerca de 90% do ATP total formado durante a metabolização da glicose é formada durande oxidação subseqüente de átomos de hidrogênio no processo de fosforilação oxidativa (GUYTON, 2002). .
A liberação contínua de energia pela glicólise seria um processo desperdiçador, por isso existe um mecanismo controlador feed-back, em que o ATP exerce inbição alostérica da fosfofrutoquinase e bloqueia a glicólise, o excesso de citrato inibe fosfofrutoquinase e a diminuição de ADP gera diminuição de substrato para formar ATP (GUYTON, 2002).
Existe ainda a glicólise anaeróbia, em que o ácido pirúvico combina-se com NAD e hidrogênio e sob ação da desidrogenase lática forma-se ácido lático, o qual pode ser reconvertido em ácido pirúvico (GUYTON,2002).
A via da Pentose Fosfato é uma via alternativa, que opera mesmo quando a glicólise está lenta, por inatividade celular. Responsável por até 30% da degradação de glicose no fígado e células adiposas. O hidrogênio que é formado nesse ciclo não se liga com NAD e sim com NADP. O NADPH pode ser utilizado para síntese de lipídeos a partir de carbohidratos. NADPH em excesso ajuda a converter radicais acetil da AcoA em ácidos graxos de cadeia longa- gerando ATP (GUYTON,2002).
3-4-2) MECANISMOS DE AÇÃO INSULÍNICA
A insulina apresenta efeitos em diversos órgãos e os mesmos podem ser divididos em efeitos agudos, principalmente no metabolismo glicídico, e efeitos no metabolismo intermediário, a médio e longo prazo (ANAYA,2005).
Os principais efeitos agudos são: captação de glicose (via facilitação da translocação de glucotransportadores GLUT-4 para membrana plasmática no músculo e tecido adiposo); síntese de glicogênio e inibição de sua degradação no fígado e músculo; metabolização oxidativa da glicose (glicólise); inibição da gliconeogênese hepática; captação e armazenamento de ácidos graxos pelo tecido adiposo; inibição da lipólise no tecido adiposo, por inibição de lipase adipolítica hormônio-sensível (ANAYA,2005).
Os principais efeitos posteriores são sobre metabolismo hidroeletrolítico, síntese e degradação de proteínas, transcrição gênica, crescimento, proliferação e diferenciação celular (ANAYA, 2005; BUSE,2003).
Pode-se dividir o processo de resposta biológica à insulina em três etapas, sendo a primeira a ligação da insulina ao receptor até ativação de fosfatidil-inositol- trifosfato, seguindo-se da ativação de moléculas que atuam como segundo mensageiros intra-celulares, envolvidos no processo de auto-fosforilação e por último a ativação de moléculas envolvidas na resposta efetora da insulina (ANAYA, 2005; BUSE,2003).
Várias células no organismo apresentam receptores para insulina, como fígado, tecido adiposo e músculo, os quais são glicoproteínas de membrana
compostas por duas sub-unidades, uma grande alfa extra-celular e 2 unidades beta (figura 2). Estas últimas, com uma pequena porção extracelular, uma transmembrana e uma intra-citoplasmática. As duas sub-unidades são produtos do mesmo gene. Deve-se compreender o receptor insulínico como uma enzima alostérica, na qual as sub-unidades beta são as sub-unidades catalíticas e as sub- unidades alfa são regulatórias, mantendo-as inibidas. Quando a insulina se liga às sub-unidades alfa, a atividade inibitória destas sobre as sub-unidades beta se perdem. Assim, as sub-unidades beta exercem sua ação catalítica por conterem tirosina quinase e iniciam processo de auto-fosforilação. Esse processo fosforila substratos intra-celulares, incluindo Substratos de Receptor de Insulina- 1 e 2 (IRS-1 e IRS-2). Cada um desses substratos ativados gera ativação de uma das formas de PI3K e essas, fosforilam outras substâncias intra-celulares para continuação da propagação do sinal insulínico, gerando: aumento no transporte de glicose, aumento na glicogênese e lipogênese e estímulo para outras ações metabólicas. Após a ligação da insulina ao receptor, vários complexos “insulina-receptor” são internalizados e não se sabe ao certo se isto é para prolongar ou limitar ação insulínica (BUSE, 2003; ANAYA,2005).
As subunidades beta também possuem residuos de serina e treonina, as quais podem se fosforilar. Quando isso acontece há diminuição da atividade da tirosina-quinase, bem como todos os efeitos insulínicos. Isso gera uma ação regulatória negativa sobre a resposta biológica da insulina.
Figura 2- Representação esquemática do receptor de insulina, adapatado de ANAYA C.O. (ANAYA, 2005).
Até o momento foram identificados 4 substratos de receptor insulínico, sendo que os mais estudados são os IRS1 e 2. Sabe-se que o IRS- 3 é restrito ao tecido adiposo e IRS-4 ao SNC (BUSE, 2003).
O IRS-1 é uma proteína rica em regiões de união a tirosinas fosforiladas, permitindo união ao receptor e fosforilação. Uma vez fosforilado o IRS-1 liga-se a moléculas importantes na resposta biológica à insulina, incluindo Fosfatidilinositol 3- quinase (PI3K) (BUSE, 2003).
Estudos realizados com knock-out genéticos dos genes que codificam IRS-1 e 2 demonstram que animais sem IRS-1 apresentam baixo peso, estatura e desenvolvimento e que animais sem IRS-2 são diabéticos e insulinorresistentes. Parece que IRS-1 media os efeitos "tróficos", da insulina; enquanto que IRS-2 estaria envolvido com os efeitos "metabólicos" (ANAYA, 2005).
Pontes dissulfeto entre cadeia alfa e beta
Área de ligação à insulina Pontes dissulfeto entre duas cadeias alfa
Domínio catalítico tirosina quinase
A PI3K é a enzima da cascata de sinalização da insulina mais estudada. É uma proteína dimérica com uma sub-unidade catalítica (p110) e uma sub-unidade regulatória (p85). A subunidade p85 se une aos IRS fosforilados exercendo atividade inhibitória à sub-unidade p110 (ANAYA, 2005).
A sub-unidade p110 desinibida fosforila varios fosfolípidos de membrana, principalmente o fosfatidilinositol 4,5 bifosfato (PI 4,5P) para gerar fosfatidilinositol trifosfato (PIP3). O PIP3 é o encarregado de fixar-se na membrana e ativar enzimas kinases que mediam a maioria dos efeitos metabólicos da insulina (ANAYA, 2005).
Estudos com bloqueio genético ou farmacológico da atividade de PI3K, resultam em redução dramáticamente da expressão de GLUT-4 na membrana plasmática, perda do efeito antilipólise, inativação da glicogênio sintetase e redução de síntese protéica e de DNA (ANAYA, 2005).
A enzima AKT fosforila várias proteínas ocasionando efeitos metabólicos importantes tais como: fosforilação da VAMP e outras proteínas de fusão presentes nas vesículas de armazenamento de GLUT-4, ocasionando a translocação de GLUT-4 para a membrana e portanto a captação de glicose; fosforilação da GSK3, gerando sua inativação (GSK3 é responsável por fosforilar, ou inativar, glicogênio sintetase e fosforilar ou ativar glicogênio fosforilase) e fosforilação de várias proteínas ribossomais, que são fatores de início de tradução e transcrição, gerando estímulo para síntese protéica (ANAYA, 2005).
A cascata de fosforilação induz a movimentação de proteínas para a membrana, incluindo GLUT-4, transferrina, receptor de LDL-c e de IGF-2 (BUSE, 2003).
3-4-3) MECANISMOS DE RESISTÊNCIA INSULÍNICA
Estudos com clamp euglicêmico, demonstram uma prevalência de 26% de resistência insulínica (RI) entre obesos normotensos de origem caucasiana (GELONEZE, 2006).
A resistência insulínica pode ser por qualquer defeito nos níveis de ação insulínica. A exposição crônica a altos níveis de insulina também gera down-
regulation de seus receptores. Condições associadas a altos níveis de insulina e
baixa ligação da mesma aos receptores incluem: obesidade, dieta rica em