Aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs: leucina, isoleucina e valina) são chamados aminoácidos essenciais e a suplementação ou dietas ricas nesses aminoácidos estão associadas a efeitos positivos na regulação da saciedade, síntese proteica muscular e homeostase da glicose. Apesar desses efeitos metabólicos, estudos recentes têm apontado que o aumento da concentração de BCAA sanguínea circulante poderia estar associada a um aumento de risco de diabetes tipo 2 e da resistência à insulina em humanos e alguns modelos animais.
Dois mecanismos têm sido propostos como causa entre aumento da concentração plasmática de BCAA e diabetes ou resistência à insulina.
O primeiro mecanismo é a ativação persistente da serina kinase S6K1 e do mTORC1 (mTORC1 é um regulador de vias de crescimento celular que se integra a diversas interações nutricionais e ambientais), que promove resistência à insulina através da fosforilação de serina do substrato receptor de insulina (IRS-1 e IRD-2), que pode ocorrer em resposta à persistente hiperinsulinemia e aminoacidemia. Ao longo do tempo, o aumento da demanda por insulina devido a ação insulínica prejudicada, junto com inflamação e lipotoxicidade associadas a resistência insulínica, levam a hiperinsulinemia e exaustão da células beta.
Contudo, essa mesma via do mTORC1 também é ativada com o exercício, fator conhecido na prevenção e regressão da resistência à insulina e diabetes. Ademais, suplementação ou aumento dos níveis circulantes de BCAA estão associados com melhoras metabólicas, embora aumente a sinalização da via mTORC1.
Em contraste com estudos que utilizaram altas doses de leucina oral, não está claro se as pequenas mudanças nos níveis do BCAA observados em pacientes com obesidade e resistência à insulina seriam suficientes para independentemente afetar a fosforilação da serina do IRS-1 e IRS-2.
A isoleucina se mostrou capaz de reduzir os níveis de glicose estimulando a captação no músculo esquelético por mecanismos desconhecidos. Por último, no tecido adiposo, mTORC1 está associada aos efeitos positivos na sensibilidade insulínica do organismo. Um grande número de estudos não comprova a relação de ativação sustentada da mTOCR1 causando disfunção da célula beta ou diabetes.
O segundo mecanismo, seria um metabolismo anormal dos BCAAs em obesos, que resulta no acúmulo de metabolitos tóxicos de BCAA e desencadeiam disfunção mitocondrial e estresse de sinalização, associados com resistência à insulina e diabetes. Porém, nenhum modelo animal ou humano conseguiu comprovar a existência de níveis suficientes de metabólitos tóxicos de BCAA em obesos resistentes a insulina ou diabéticos.
Além disso, em indivíduos com metabolismo intacto, a alta ingestão de BCAA é bem tolerada devido a capacidade de reserva da BCKDC (enzima limitadora do metabolismo BCAA) em condições normais.
Ainda são necessários mais estudos para elucidar a contribuição dos diversos processos, como captação tecidual, oxidação e catabolismo de massa magra, em mediar o aumento dos níveis de BCAA encontrados em indivíduos com resistência insulínica e diabetes. Mas, embora mecanismos propostos possam explicar como o aumento dos níveis de BCAA levaria a resistência à insulina ou obesidade, deve ser notado que o aumento dos níveis de BCAA está mais provavelmente relacionado como sendo um marcador de perda de ação da insulina e não, eles próprios, como causadores.
