Leucina: Mecanismos e Aplicações no Metabolismo Proteico, Obesidade e Diabetes

Leucina: Mecanismos e Aplicações no Metabolismo Proteico, Obesidade e Diabetes

Introdução

A leucina, um aminoácido essencial (AAE) e parte dos aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA), desempenha um papel fundamental na síntese proteica muscular (SPM). Além de ser um “bloco de construção” para as proteínas, a leucina atua como um sinalizador crucial para vias anabólicas. Este documento explora os mecanismos de ação da leucina e suas implicações em contextos como a síntese proteica, obesidade e diabetes.

Leucina e Síntese Proteica

A leucina é essencial tanto como substrato para a síntese proteica quanto como um sinalizador primário para a SPM (1). Tanto o aumento da concentração plasmática de leucina (leucinemia pós-prandial) quanto o aumento de sua concentração intracelular são estímulos que resultam em elevação da SPM (1).

Estudos demonstram que uma quantidade aumentada de leucina, seja na alimentação ou via suplementação, é capaz de promover uma maior síntese proteica muscular, o que pode compensar a perda natural da sensibilidade ao estímulo que ocorre em idosos (4, 5). O fornecimento otimizado de leucina e outros aminoácidos essenciais, inclusive através do whey protein, é uma das melhores estratégias para reduzir a perda de massa muscular (4).

A leucina impacta a massa muscular por diversas vias:

• Atua como um “bloco de construção” para as proteínas.
• É uma sinalizadora chave para a ativação da via mTOR (mammalian target of rapamycin), tanto de forma insulina-dependente quanto independente (4, 5, 6).
• É capaz de estimular fatores anabólicos como a via do mTOR e 70-kDA, e inibir fatores catabólicos como MuRF-1 e MAFbx (4).

Estudos em roedores indicam que a leucina é o AAE com a maior propriedade anabólica, sendo sua concentração o fator primário no estímulo pós-prandial de síntese proteica (4).

O chamado limiar anabólico de leucina, o nível de leucina no qual a síntese proteica muscular é maximamente otimizada, é de aproximadamente 3g por refeição (3).

A ingestão de leucina aumenta a síntese proteica miofibrilar aproximadamente 45 minutos após uma refeição. Entre 45 e 90 minutos, a síntese atinge seu pico, retornando aos valores pré-prandiais rapidamente após os 90 minutos (4). Estudos recentes demonstraram que a adição de leucina a um suplemento de proteínas hidrolisado + carboidratos foi superior no estímulo da síntese proteica quando comparada ao suplemento de proteínas e carboidratos sem a adição de leucina (5).

Contudo, é importante considerar que, assim como na suplementação de AACR, a disponibilidade de outros AAEs necessários para a produção de proteína muscular intacta também limita a resposta à suplementação de leucina (1, 6). Além disso, o excesso de leucina pode prejudicar a síntese proteica ao diminuir a captação de outros aminoácidos (2). Apesar disso, alguns estudos mostraram que um aumento na proporção de leucina em relação aos aminoácidos essenciais pode melhorar a hipertrofia em idosos.

É crucial diferenciar que a síntese proteica não necessariamente significa hipertrofia. É fundamental avaliar o balanço nitrogenado e, se possível, a hipertrofia. A síntese proteica pode estar relacionada a uma maior oxidação, que, no final, não se traduz necessariamente em hipertrofia.

Leucina em Condições Metabólicas

Obesidade

A leucina é capaz de atenuar a adiposidade, aumentando a oxidação lipídica e a biogênese mitocondrial tanto nos adipócitos quanto no tecido muscular (4). Um estudo sugeriu que a leucina pode ser útil no manejo da obesidade e de suas comorbidades associadas, devido a esse aumento na oxidação lipídica, além da diminuição do estresse oxidativo e da inflamação (4).

Diabetes

A leucina é capaz de interagir com a sinalização da insulina e com o metabolismo da glicose (4). O tratamento de longo prazo com leucina demonstrou atenuação da disfunção na secreção de insulina das ilhotas pancreáticas em diabéticos através da “up-regulation” de genes metabólicos chave (4). Um modelo em ratos mostrou que a suplementação de leucina por 8 meses melhorou significativamente o controle glicêmico por diversas vias em diferentes tecidos (4).

A leucina tem uma ação de aumento da insulina, o que sugere que whey protein (rico em leucina) pode ser útil para diabéticos por conta disso.

Referências Bibliográficas

1. LANCHA JR., A. H.; ROGERI, P. S.; PEREIRA-LANCHA, L. O. Suplementação Nutricional no Esporte. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2019. 266 p.
2. WOLFE, R. R. Branched-chain amino acids and muscle protein synthesis in humans: myth or reality? Journal of the International Society of Sports Nutrition, [s.l.], v. 14, n. 1, 2017.
3. TROMMELEN, J. et al. Presleep dietary protein-derived amino acids are incorporated in myofibrillar protein during postexercise overnight recovery. Am J Physiol Endocrinol Metab, [s.l.], v. 314, n. 5, p. E457–E467, 2018.
4. XU, Z. R. et al. The effectiveness of leucine on muscle protein synthesis, lean body mass and leg lean mass accretion in older people: A systematic review and meta-Analysis. Br J Nutr, [s.l.], v. 113, n. 1, p. 25–34, 2015.
5. DRUMMOND, M. J. et al. Nutritional and contractile regulation of human skeletal muscle protein synthesis and mTORC1 signaling. J Appl Physiol, [s.l.], v. 106, n. 4, p. 1374–1384, 2009.
6. JEUKENDRUP, A. E.; GLEESON, M. Nutrição no Esporte – Diretrizes Nutricionais e Bioquímica e Fisiologia do Exercício. 3. ed. São Paulo: Manole; 2021. 559 p.