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O que é
A fermentação é um processo anaeróbico (sem a participação de oxigênio), a qual tem como uma das suas funções a oxidação de NADH+H em NAD+, este o qual pode ser reutilizado, na glicólise por exemplo para a transferência de elétrons. Além disso, existem vários tipos de fermentação, como a fermentação láctica e a alcoólica, sendo que apenas a primeira ocorre em humanos.
Fermentação Láctica
A fermentação láctica ocorre em eritrócitos, músculos de contração rápida (branco) e diversos microorganismos. Nela, a enzima lactato desidrogenase catalisa reversivelmente a redução do piruvato em L-lactato e a oxidação do NADH+H em NAD+. Ou seja:
Enzima lactato desidrogenase - piruvato + NADH+H -> L-lactato + NAD+
Assim, como o lactato provoca acidose, ele é reconvertido em piruvato ou ele entra no Ciclo de Cori, no qual o lactato é exportado da célula até o fígado, onde é usado na síntese de glicose.
Fermentação Alcoólica
Já a fermentação alcoólica, ausente em vertebrados, é presente em leveduras e outros microorganismos, sendo muito importante na fabricação de pães, cervejas, champanhes etc. Ela ocorre em duas etapas, sendo elas:
Enzima piruvato descarboxilase, cofator Mg+, tiamina pirofosfato (TPP) - piruvato -> acetaldeído + CO2
Enzima álcool desidrogenase - acetaldeído + NADH+H -> etanol + NAD+
Assim, apesar de humanos não realizarem a fermentação alcoólica, consumimos bebidas as quais contêm etanol e, portanto, possuímos uma série de enzimas para a metabolização do álcool. Ela ocorre principalmente no fígado e envolve duas etapas, sendo elas:
Enzima citosólica álcool desidrogenase (ADH) - etanol + NAD+ -> acetaldeído + NADH+H
Enzima mitocondrial acetaldeído desidrogenase (ALDH) - acetaldeído+ NAD+ -> acetato + NADH+H
Enzima acetil-CoA sintetase - acetato + CoA + ATP -> acetil-CoA + AMP
Na clínica
Efeito de Warburg / Glicólise Aeróbica
A fim de crescerem, sobreviverem e se proliferarem mais rápido, células cancerígenas possuem um metabolismo diferente da de células normais ao terem um maior consumo de glicose e ao realizarem fermentação láctica mesmo na presença de oxigênio. Assim, apesar da fermentação ser menos eficiente que a respiração aeróbica na reciclagem de transportadores de elétrons, a primeira consome glicose de 10 à 100 vezes mais rápido que a segunda, sendo, portanto capaz de suprir a demanda energética celular.
Polimorfismo Genético
As enzimas ADH e ALDH apresentam diferentes isoformas codificadas por diferentes genes. Devido a isso, existe uma variabilidade entre etnias e indivíduos quanto à metabolização do álcool.
Indivíduos portadores da ADH3 (alelo da rápida metabolização do álcool) apresentam um risco aumentado de desenvolvimento de cancro de boca, quando comparados com os indivíduos portadores da ADH1(Carrard et al., 2006).
Já a ALDH possui isoformas citosólicas (ALDH1 e ALDH3) e mitocondriais (ALDH2 e ALDH4), sendo a ALDH2 a mais eficiente na metabolização do acetaldeído. Assim, indivíduos com mutações no gene da ALDH2 - muito frequente em populações do oeste asiático e seus descendentes -, possuem a atividade desta enzima fortemente afetada e, como consequência, passam a acumular acetaldeído no organismo após a ingestão de álcool. Visto isso, indivíduos com essa mutação que são consumidores de álcool são mais suscetíveis a desenvolverem alguns tipos de câncer, como o de esôfago, fígado, cabeça e pescoço, etc.
Alcoólatras Crônicos
Indivíduos que ingerem uma grande quantidade de etanol, como alcoólatras crônicos, podem apresentar a atividade da enzima álcool desidrogenase (ADH) bloqueada, realizando então a conversão do etanol em acetaldeído por meio de uma via alternativa, como pelo Sistema Mitocondrial de oxidação do etanol (MEOS) ou pela enzima catalase. Seja pela ADH, MEOS ou catalase, na metabolização do etanol há a formação de acetaldeído, um composto tóxico para a célula que pode causar desnaturação proteica, peroxidação lipídica e intensificação dos efeitos de radicais livres. Além disso, ao depender do consumo de NAD+ para a sua metabolização, a grande ingestão de etanol provoca um desequilíbrio na razão NAD+/NADH+H, afetando diversos outros metabolismos, como o de ácidos graxos e proteínas.
Assim, visto a necessidade de tratamento farmacológico para alguns dependentes, existem medicamentos que podem ser usados como por exemplo o dissulfiram, naltrexona e acamprosato. O dissulfiram especificamente atua como um inibidor da ALDH, provocando um acúmulo ainda maior de acetaldeído no organismo quando há a ingestão alcoólica, resultando consequentemente em diversos efeitos colaterais conhecidos como efeito antabuse ou efeito dissulfiram - como queda de pressão arterial, taquicardia, náusea, vômito, confusão mental, fraqueza, rubor, sudorese e cefaléia.
Referência Bibliográfica
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