A principal função dos receptores de LDL é mediar a captação de colesterol transportado pelas partículas de LDL, que são responsáveis por levar o colesterol do fígado para os tecidos periféricos. Assim, este receptor permite que o LDL seja transportado para dentro da célula. Dentro do citosol, o LDL é levado até os lisossomos, onde ocorre a quebra em colesterol que é disponibilizado para os demais processos celulares (hormônios e membranas celulares). Esse mecanismo tem um papel central na regulação do nível de colesterol no sangue de modo que alguma falha nesse receptor possui a capacidade de causar um aumento preocupante dos níveis de colesterol. Então, as vias alternativas para compensar a falha nesse receptor são diversas, porém entre elas, destacam-se a captação hepática de colesterol por receptores alternativos (como LRP e receptores scavenger), o aumento da excreção de colesterol para a produção de sais biliares, a intensificação do transporte reverso de colesterol via HDL e a inibição da síntese endógena de colesterol pela HMG-CoA redutase. No entanto, essas vias compensatórias são limitadas e não conseguem substituir totalmente a função do receptor de LDL. Como consequência, há acúmulo de colesterol LDL no sangue, o que leva ao desenvolvimento de xantomas tendíneos, como o caso de Lucas, e aumenta significativamente o risco metabólico do paciente, especialmente para doenças cardiovasculares precoces, como infarto do miocárdio e aterosclerose. Isso pode ser analisado nesses indivíduos por meio de um perfil lipídico alterado.
A carnitina é uma molécula essencial no metabolismo dos ácidos graxos de cadeia longa. Sua principal função é transportar essas moléculas do citosol para o interior das mitocôndrias, onde ocorre a β-oxidação. Esse transporte é realizado por meio do sistema da carnitina, o qual envolve duas enzimas principais: a CPT-I (carnitina palmitoiltransferase I), que atua na membrana mitocondrial externa, e a CPT-II (carnitina palmitoiltransferase II), que atua na membrana mitocondrial interna. A CPT-II é responsável por reconverter os ácidos graxos ligados à carnitina em acil-CoA e carnitina livre dentro da mitocôndria, permitindo, assim, que esses ácidos graxos entrem na β-oxidação. Quando há deficiência da enzima CPT-II, os tecidos mais afetados são o fígado e os músculos, uma vez que ambos dependem fortemente da oxidação de ácidos graxos como fonte de energia, especialmente em situações de estresse metabólico, como o jejum prolongado ou a prática de exercício físico intenso. Nos músculos, essa deficiência manifesta-se principalmente por meio de sintomas como fraqueza muscular, dor e, em casos mais graves, rabdomiólise. Já no fígado, a oxidação dos lipídios é essencial para a realização da gliconeogênese, processo que mantém os níveis de glicose no sangue durante períodos de jejum. Dessa forma, a hipoglicemia observada na deficiência de CPT-II decorre da falha na produção de energia na forma de ATP em quantidade suficiente, comprometendo a gliconeogênese hepática. Além disso, a ineficiência no transporte de ácidos graxos para o interior da mitocôndria leva ao acúmulo de acilcarnitinas no sangue e à deficiência de corpos cetônicos, substâncias que também servem como fontes alternativas de energia durante o jejum. Diante disso, o tratamento e o manejo clínico desses pacientes devem se basear em estratégias que previnam episódios de descompensação metabólica. A medida mais importante é evitar o jejum prolongado, garantindo uma ingestão regular de alimentos, com ênfase em carboidratos, que fornecem glicose como fonte alternativa de energia. Recomenda-se, portanto, uma dieta rica em carboidratos complexos, com refeições fracionadas ao longo do dia, a fim de manter a glicemia estável. Além do controle alimentar, é indicado limitar o consumo de ácidos graxos de cadeia longa, já que esses dependem do sistema da carnitina para serem metabolizados. Em contrapartida, a suplementação com triglicerídeos de cadeia média pode ser benéfica, pois esses lipídios conseguem entrar diretamente nas mitocôndrias sem a necessidade de carnitina, sendo metabolizados de forma eficiente e segura. Por fim, é fundamental evitar a prática de exercícios físicos extenuantes, que aumentam significativamente a demanda energética dos músculos e podem precipitar crises metabólicas.
Em dietas com baixo teor de carboidratos, a disponibilidade de glicose para a geração de energia é reduzida, levando o fígado a metabolizar ácidos graxos do tecido adiposo para formar corpos cetônicos. Esses corpos cetônicos, como a acetona e o acetoacetato, são produzidos a partir da cetogênese e utilizados como fonte alternativa de energia, especialmente pelos músculos e pelo cérebro. A formação de corpos cetônicos, chamada de cetogênese, ocorre na matriz mitocondrial das células hepáticas. Quando há escassez de glicose, os ácidos graxos são convertidos em acetil-CoA, que normalmente entra no ciclo de Krebs. No entanto, com a diminuição do oxaloacetato — desviado para a gliconeogênese —, o excesso de acetil-CoA é transformado em corpos cetônicos. O acúmulo dessas substâncias no sangue, principalmente o acetoacetato e o beta-hidroxibutirato, pode levar à acidose, ou seja, à diminuição do pH sanguíneo. O organismo tenta compensar essa acidose por meio da hiperventilação, eliminando CO₂ para ajudar a restabelecer o equilíbrio ácido-base. No entanto, quando a produção de corpos cetônicos é muito elevada, essa compensação se torna insuficiente, resultando em sintomas graves. Apesar desses riscos, a cetogênese pode ser benéfica em algumas situações clínicas, como na epilepsia refratária, na síndrome de GLUT1 e em casos de obesidade ou resistência à insulina. Na epilepsia refratária, dietas cetogênicas são usadas como terapia adjuvante, especialmente em crianças. Já na síndrome de GLUT1, em que há deficiência no transportador de glicose, os corpos cetônicos funcionam como fonte alternativa de energia para o cérebro. Além disso, a dieta cetogênica pode auxiliar na perda de peso e na melhora da sensibilidade à insulina em pacientes com obesidade ou diabetes tipo 2, desde que acompanhada por um profissional de saúde.
Está em acidose metabólica descompensada (HCO3- está baixo - deve aumentar para tentar compensar a acidose)
O complexo I da cadeia respiratória tem a função de transferir elétrons do NADH para a ubiquinona, uma coenzima Q10, e, para isso, recebe elétrons do NADH e, ao mesmo tempo, bombeia prótons H⁺ para o espaço intermembranar da mitocôndria. Essa transferência começa com a oxidação do NADH, que doa dois elétrons para o grupo prostético FMN, em seguida, esses elétrons passam por vários centros ferro-enxofre, que os conduzem até a ubiquinona e a reduzem. A energia liberada durante esses eventos é utilizada para o bombeamento de prótons, formando o gradiente necessário para a produção de ATP na fosforilação oxidativa. No entanto, quando há disfunção do complexo I, não é gerado o potencial necessário para a ATP sintase produzir ATP, o que leva a célula a entrar em estresse. Além disso, com a ineficiência da cadeia respiratória, o NADH não é reoxidado a NAD⁺, bloqueando a glicólise, que depende da presença de NAD⁺. Como o bloqueio da glicólise é crítico, dado que diversas células têm esse processo como principal fonte de energia, a célula ativa a fermentação lática para manter o funcionamento da glicólise, e o excesso de NADH é reoxidado a NAD⁺ pela conversão de piruvato em lactato. Assim, como esse processo é ativado continuamente na deficiência da cadeia respiratória, há um acúmulo de lactato mesmo na presença de oxigênio. Por conseguinte, os tecidos com alta demanda metabólica necessitam de maior suprimento de ATP, sendo a respiração celular uma via essencial para sua síntese, já que gera de 30 a 32 ATPs por molécula de glicose consumida. Portanto, ao impedir a realização da cadeia respiratória, importante etapa da respiração celular, esses tecidos são lesados pela falta de ATP necessário à sua função. Dessa maneira, a deficiência energética decorrente da disfunção da cadeia respiratória compromete o funcionamento das fibras musculares e das células nervosas, por não oferecer o ATP indispensável a processos como a contração muscular, sinalização química, transdução de sinal, transporte ativo de bomba de Na⁺ e K⁺ e liberação de neurotransmissores. Como consequência, a fermentação láctica e a glicólise ocorrerão mais intensamente, na tentativa de compensar a falta de produção de ATP via respiração celular. Uma evidência disso é a elevada concentração de lactato e de piruvato, os produtos finais da fermentação láctica e da glicólise respectivamente, e consequentemente redução do pH sanguíneo do paciente.