O artigo “Brain Metabolism during Fasting”, publicado em 1967 no Journal of Clinical Investigation, investigou uma pergunta central da fisiologia humana: como o cérebro continua funcionando durante várias semanas sem ingestão calórica relevante? A resposta observada pelos autores foi direta: após cerca de 5 a 6 semanas de jejum, o cérebro deixou de depender predominantemente da glicose e passou a usar principalmente corpos cetônicos, especialmente β-hidroxibutirato e acetoacetato.
Por que essa pergunta era importante
Em períodos curtos sem comida, o cérebro humano costuma ser descrito como um órgão altamente dependente de glicose. O próprio artigo menciona estimativas anteriores de consumo cerebral de glicose entre 110 e 145 gramas por dia após períodos breves de jejum pós-absortivo. Isso criava um problema fisiológico: se o cérebro realmente exigisse tanta glicose durante semanas de privação alimentar, o corpo teria de produzir essa glicose a partir de proteínas corporais, principalmente músculo.
Essa conta não fechava bem. Os estoques de glicogênio são limitados, e a conversão líquida de ácidos graxos em glicose não ocorre de forma relevante em mamíferos. Ainda assim, seres humanos conseguem sobreviver por períodos prolongados sem comida, desde que haja reservas corporais suficientes. O estudo foi desenhado justamente para esclarecer esse aparente paradoxo.
Como o estudo foi feito
Os pesquisadores avaliaram três pacientes obesos submetidos a jejum prolongado como tratamento para obesidade. Eles permaneceram em jejum por 38 a 41 dias, recebendo diariamente apenas uma cápsula multivitamínica, cloreto de sódio e água. O estudo não representa um protocolo comum de jejum intermitente, nem deve ser lido como recomendação prática para jejum prolongado sem supervisão médica.
Para medir o metabolismo cerebral, os autores utilizaram cateterização de vasos sanguíneos cerebrais. Essa abordagem permitiu comparar o sangue que chegava ao cérebro com o sangue que saía dele, estimando quais substratos estavam sendo consumidos ou liberados.
Esse detalhe metodológico é importante. O estudo não se baseou apenas em medidas indiretas no sangue periférico. Ele analisou diferenças arteriovenosas relacionadas ao cérebro, uma forma mais direta de observar o uso de combustíveis pelo tecido cerebral.
O que aconteceu com a glicose
Depois de 5 a 6 semanas de jejum, o cérebro ainda consumia alguma glicose, mas em quantidade muito menor do que a observada em condições habituais. Os autores relataram uma captação cerebral média de glicose de 0,26 mmol/L, com produção de lactato e piruvato. Após correções, eles estimaram que a oxidação de glicose pelo cérebro ficava em torno de 24 gramas por dia, valor muito inferior às estimativas clássicas de 110 a 145 gramas por dia.
Esse achado é central. Ele mostra que o cérebro não “desliga” por falta de carboidrato, mas muda sua estratégia metabólica. A glicose continua tendo função, porém deixa de ser o combustível predominante quando a cetose está bem estabelecida.
O papel dos corpos cetônicos
Os corpos cetônicos avaliados no estudo foram principalmente β-hidroxibutirato e acetoacetato. Após semanas de jejum, suas concentrações arteriais estavam elevadas, e o cérebro demonstrava captação significativa desses compostos.
Na média dos três participantes, a concentração arterial de β-hidroxibutirato foi de 6,67 mmol/L, enquanto a de acetoacetato foi de 1,17 mmol/L. Nas diferenças arteriovenosas cerebrais, o cérebro captava ambos, indicando uso metabólico direto.
Em termos simples, a gordura corporal armazenada era mobilizada, transformada pelo fígado em corpos cetônicos e, então, usada pelo cérebro como combustível. Isso ajuda a explicar por que o corpo consegue preservar proteína corporal durante jejum prolongado: quanto mais o cérebro usa corpos cetônicos, menor tende a ser a necessidade de produzir glicose a partir de aminoácidos.
O cérebro usou gordura diretamente?
Um ponto frequentemente mal compreendido é a diferença entre usar gordura e usar produtos derivados da gordura. O cérebro não passou a captar grandes quantidades de ácidos graxos livres diretamente. No estudo, a diferença arteriovenosa para ácidos graxos livres não foi significativa.
O que apareceu com clareza foi o uso de corpos cetônicos. Eles funcionam como uma forma de energia derivada da gordura, mas quimicamente diferente dos ácidos graxos livres. Essa distinção é importante para evitar simplificações: durante o jejum prolongado, o cérebro não se torna simplesmente um órgão “movido a gordura”; ele passa a usar corpos cetônicos em grande escala.
Preservação de proteína e adaptação ao jejum
Durante o jejum prolongado, a perda diária de nitrogênio urinário foi relativamente baixa. Os autores calcularam que a produção líquida de glicose a partir de proteína e glicerol seria limitada, em torno de dezenas de gramas por dia. Isso reforça a ideia de que o corpo reduziu a dependência cerebral de glicose para poupar tecido proteico.
Essa adaptação tem lógica biológica. A gordura corporal é uma reserva energética densa e abundante. Já a proteína corporal, especialmente músculo e órgãos, não pode ser consumida indefinidamente sem prejuízo funcional. Ao permitir que o cérebro use corpos cetônicos, o organismo reduz a pressão sobre a gliconeogênese a partir de aminoácidos.
O achado sobre o quociente respiratório
O estudo também relatou um quociente respiratório cerebral inesperadamente baixo. Os autores observaram que a quantidade de dióxido de carbono medida era menor do que a esperada pela oxidação completa dos substratos consumidos. Eles sugeriram que poderia haver algum mecanismo de carboxilação envolvido, embora não tenham definido exatamente a via responsável.
Esse ponto deve ser interpretado com cautela. Trata-se de um achado fisiológico interessante, mas não é a parte mais prática do estudo. A mensagem principal permanece: em jejum prolongado, corpos cetônicos se tornam combustível predominante para o cérebro.
O que o estudo não prova
Apesar de clássico, o estudo tinha limitações claras. Ele avaliou apenas três pessoas, todas obesas, em condições de jejum prolongado e supervisionado. Portanto, não permite concluir que todas as pessoas responderiam exatamente da mesma forma, nem serve para recomendar jejum prolongado como prática comum.
Também não é um estudo sobre dieta cetogênica, dieta carnívora ou restrição de carboidratos em contexto alimentar normal. Ele investigou jejum extremo, com ingestão calórica praticamente ausente. Ainda assim, seus achados ajudam a entender a base fisiológica da cetose: quando a disponibilidade de glicose dietética cai por tempo suficiente, o corpo aumenta a produção de corpos cetônicos, e o cérebro consegue utilizá-los de maneira substancial.
Por que esse estudo continua relevante
A relevância do artigo está em mostrar que o cérebro humano é metabolicamente flexível. A ideia de que o cérebro depende obrigatoriamente de grandes quantidades diárias de carboidrato não se sustenta quando se observa a adaptação ao jejum prolongado.
O estudo não nega a importância da glicose. Ele mostra algo mais específico: a exigência de glicose pelo cérebro diminui muito quando há cetose sustentada. Nessa situação, corpos cetônicos passam a cobrir grande parte da demanda energética cerebral.
Essa distinção é essencial para debates sobre jejum, cetose e metabolismo energético. O cérebro pode usar glicose, mas também pode usar corpos cetônicos. Em determinadas condições fisiológicas, essa mudança ajuda a preservar proteína corporal e permite a continuidade da função cerebral mesmo quando a ingestão alimentar está ausente.
Ao final, os autores observaram que os participantes não apresentaram déficit nos testes psicométricos e mantiveram traçados eletroencefalográficos sem alterações relevantes. Para o contexto do estudo, isso sugeriu que os corpos cetônicos atenderam de forma satisfatória à principal demanda energética cerebral durante o jejum prolongado.