EFEITO DA SUPLEMENTAÇÃO A CURTO PRAZO DE CREATINA SOBRE O EIXO GH-IGF-I, FUNÇÃO NEUROMUSCULAR E VIAS DE SÍNTESE E DEGRADAÇÃO PROTÉICA MUSCULAR EM RATOS

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EFEITO DA SUPLEMENTAÇÃO A CURTO PRAZO DE 
CREATINA SOBRE O EIXO GH-IGF-I, FUNÇÃO 
NEUROMUSCULAR E VIAS DE SÍNTESE E DEGRADAÇÃO 
PROTÉICA MUSCULAR EM RATOS 
Any Almeida e Elisama Paes 
Creatina 
• 1927 – Fosfocreatina no tecido muscular; 
• 1962 Cain e Davies- Inibição da Ck e diminuição dos níveis de 
ATP; 
• 1977 Atkinson – Função da fosfocreatina (ressíntese rápida de 
ATP) 
• Rápida ressíntese de ATP; 
 
• Na fosforização e geração do ATP, utiliza além de ADP, prótons de 
H. Quando ocorre contrações intensas o acoplamento das reaçõs 
das ATPases e da PCk pode prevenir a acidificação celular; 
Funções da Fosfocreatina 
Lançadeira de Fosfocreatina 
• ATP distribuído homogeneamente no citoplasma e alcançando 
todos os sítios de utilização rápida por difusão; 
 
• Novas evidências com experimento de isquemia no músculo 
esquelético, interrupção da contração, apesar dos níveis de 
ATP estarem exauridos apenas 10% e a fosfocreatina estava 
exaurida; 
 
• Creatina promove um estimulo na respiração mitocondrial; 
 
• Compartimento mitocondrial e citoplasmático interconectado 
por um sistema de transferência de energias; 
 
 
• Aumento da hidrolise de ATP se acumula a ADP e ocorre a 
ativação da enzima Adenilato Quinase (Ak) que catalisa a 
reação de ATP em AMP a partir de duas moléculas de ADP; 
 
• A Ck recicla o ATP e evita a perda de nucleotídeos de adenina 
na célula; 
 
• A Creatina Quinase (Ck) se contra presente presente nos 
sitios de ligação durante as modificações na contração 
muscular, acopladas com as ATPases; 
 
METABOLISMO DA CREATINA 
• Formada por Carbono, Hidrogênio e Nitrogênio 
 
• Sintetizado nos rins, pâncreas e fígado (Glicina, Arginina, 
Metionina); 
 
• 2g de creatina são convertidos por ação não enzimática que 
atravessa a membrana livremente 
 
• Estoque intracelular de Cr total é de 120g em um individuo de 
70kg, 95% encontrado no musculo esquelético; 
• Concentração 40% de Cr do músculo do quadríceps e 60% 
na forma livre de PCr; 
 
• PCr em fibras do tipo II ( rápidas) é superior as do tipo I ( 
lentas); 
 
• Músculo cardíaco tem menos atividade de Ck e menos níveis 
de PCr devido a alta utilização mitocondrial; 
 
• Músculos esqueléticos tem maiores valores de Ck e PCr, 
rápida diminuição em exercícios intensos; 
• Nas fibras glicoliticas onde a principal via de geração de ATP 
é a via glicolitica, a Ck encontra-se acoplada funcionalmente 
a glicólise; 
 
• No miocárdio e nas fibras oxidativas no músculo esquelético 
as mitocondriais se organizam em complexos funcionais com 
o reticulo sarcoplasmático e os sarcomêros, nas chamadas 
Unidades Energéticas Intracelulares; 
 
• A creatina provoca atenuação da fadiga e tem ação 
antioxidante 
 
• Suplementação com creatina proporciona uma melhoria 
significativa em atividades de alta intensidade; 
 
 
 
GH 
• GH ou somatotropina ( Hormônio do crescimento humano) 
 
• Leva o nome de “humano” por ser o único que tem a 
estrutura molecular diferente daquele sintetizado por animais 
 
• Duas formas: A principal com 191 aminoácidos e uma segunda 
forma com 176 aminoácidos; 
 
SÍNTESE/ SECREÇÃO 
• Hipotálamo > Hormônio GHRH > hipófise anterior > O GHRH 
liga-se a receptores da membrana dos somatotrofos o que 
induz as secreção > GH 
 
• O GH é secretado de forma pulsátil, com pulsos ocorrendo de 
2 a 3 horas, variando a amplitude. O maiores pulsos ocorrem 
a noite, nas fases iniciais do sono. Tem meia vida de 20 min 
 
• Outros fatores podem influenciar na secreção de GH : 
nutricionais, quantidade de sono, gordura corporal, estresse 
e atividade física ou grau de treinamento; 
 
• A síntese de GH também pode ser realizada por feedback 
negativo (elevada concentração do GH na circulação pode 
promover redução de estímulos a sua síntese da 
adenohipofise ou reduzir a interação com os receptores dos 
tecidos corporais); 
 
 
Excesso/falta de secreção de GH 
• Hipersecreção: gigantismo 
• Hiposecreção : nanismo 
 
• Uma criança ativa tende a crescer mais que uma criança sedentária; 
 
• Problemas com a utilização de GH como agente ergogênico exógeno 
entre atletas é a acromegalia devido a hipersecreção, que é 
crescimento exagerado dos ossos em espessura, casos de morte 
súbita por para cardíaca e pode ter um efeito diabetogênico por 
estimular as células beta a secretar insulina extra 
Nanismo/Gigantismo Acromegalia 
RECEPTOR DE GH 
• O GH esta presente na circulação ligado com proteínas 
especificas a GHBP; 
 
• O GHBP também pode regular as funções dos receptores de 
membranas do GH; 
 
Funções do GH 
• Aumento da captação de aminoácidos e da síntese proteica 
pela redução da quebra de proteínas; 
 
• Estimulação da reprodução celular; 
 
• Estimulação do crescimento da cartilagem e do osso; 
Estimulo/ Inibição de GH 
• Somatostatina (SRIF) , produzida no fígado, inibe a secreção 
do GH; 
 
• GHRH estimula a secreção de GH; 
 
• SRIF e GHRH tem sua síntese influenciada por diversos 
neurotransmissores, como: serotonina, dopamina, acetilcolina 
e noradrenalina; 
 
 
 
AÇÕES 
• O GH tem ação anabólica ao estimular o crescimento tecidual 
e metabólica, alterando o fluxo , a oxidação e o metabolismo 
de praticamente todos os nutrientes da circulação. Os 
mecanismos envolvidos com estas ações são bastante 
complexos: 
 
AÇÃO DIRETA 
Após a ligação do GH com seu receptor, ocorre a dimerização do GHR, 
fato esse essencial para transdução do sinal intracelular, que se inicia a 
partir da fosforilação um resíduo de tirosina, por meio de proteínas 
acopladas ao GHR, como a JAK2. Uma vez que o GHR esta fosforilado 
diversas proteínas intracelulares podem se ligar a ele, resultando em 
fosforilação das mesmas. Essas proteínas fosforiladas transmitem o 
sinal do GH para dentro da célula. Entre os principais fatores celulares 
ativados pelo GH estão a família de proteínas conhecidas como STAT, 
que após a fosforilação, também sofrem dimerização e migram para o 
núcleo da célula para regular a expressão dos genes alvos do GH. 
A parte considerável dos efeitos anabólicos do GH ocorre por 
meio dessa modulação de expressão genica. O GH também ativa 
outras proteínas, como a MAP quinase, a proteína quinase C e o 
substrato receptor de insulina. 
 
 
AÇÃO INDIRETA 
• Entre os efeitos indiretos do GH, o mais importante é a 
modulação e a síntese de IGF-I que é um grande mediador do 
efeito anabólico do GH, principalmente relacionados no 
crescimento em estatura. O IGF-I hepático age como 
hormônio, estimulando o crescimento de diversos tecidos, 
como o muscular e o ósseo. Atualmente se sabe que diversos 
tecidos podem sintetizar o IGF-I. 
 
• Os IGFs exercem suas ações mediante interação com dois 
receptores diferentes denominados receptores de IGF tipo 1( 
IGF-1R) e tipo 2 ( IGF-2R). 
 
• A tipo 1 IGF-1R,( estrutura similar ao receptor de insulina) 
uma vez ativada promove fosforilação de resíduos de tirosina 
do próprio receptor e de proteínas-substrato associadas. Tem 
múltiplas vias de sinalização. Esse receptor apresenta 
afinidade tanto pelo IGF-1 quanto pelo IGF-2. 
 
• A maioria das ações dos IGFs é mediada via IGF-IR, não sendo 
muito claro o papel fisiológico do IGF-2R. Recentemente 
demonstrou-se que poliformos do gene IGF-2R estão 
associados a menor crescimento nos primeiros anos de vida. 
 
 
• O GH estimula o fígado a secretar as somatomedinas ou fatores de 
crescimento semelhantes a insulina ( IGF-I, IGF-II), eles atuam em 
conjunto, acentuando mutuamente seus efeitos tem receptor 
especifico GHR, comdomínio extracelular na porção 
transmembranica e domínio citoplasmático 
 
IGF 
• Capaz de estimular a proliferação, diferenciação e fusão das 
células satélites, sendo um importante mediador no 
treinamento de força; 
 
• Se relaciona com a hipertrofia das fibras musculares e se 
mostrou elevado após 48 horas após uma sessão de 
treinamento para membros inferiores; 
• Isoforma de IGF-I no musculo esquelético MGF, quando o musculo 
é submetido a sobrecarga; 
 
• O IGF-I produzido no fígado não parece ser determinante para a 
hipertrofia. Nos camundongos transgênicos não expressavam o IGF-
1 hepático, apesar da baixa concentração deste hormônio, não 
tiveram prejuízos; 
 
• A administração de GH ou IGF-I não parece ser um estimulo eficaz 
para o aumento de massa muscular na ausência de sobrecarga 
mecânica; 
 
 
GH no exercício físico 
• Exercício físico libera GH quanto maior for a intensidade do 
exercício ( Inibe a produção de somatostatina); 
• Aumentos da quantidade de massa muscular; 
• Aumento da força; 
• Sessões com duração maior de 30 minutos aumentam a 
liberação do GH; 
• Sessões de maior volume (> 8 e >15 repetições por série) 
resultam em maior liberação de GH; 
• Intervalos curtos entre as séries aumentam a liberação de GH; 
• Aumento no VO2Max; 
• Aumento de peso corporal; 
• Individuos mais velhos (> 40 anos) menos liberação de GH; 
 
Excreção do GH em exercício 
Físico 
PLASTICIDADE MUSCULAR 
Funções alteradas devido a estímulos que modificam a atividade 
contrátil: 
 
• Exercícios; 
• Estimulação elétrica; 
• Desnervação; 
• Exercícios com carga; 
• Intervenções nutricionais; 
• Fatores externos ( hipóxia, estresse térmico); 
CONTROLE TRADUCIONAL DA 
SÍNTESE PROTEÍCA 
• Controlado por intervenções desde o DNA até a tradução do 
mRNA. O ganho ou perda de proteínas no musculo é 
determinado pelo balanço entre esses dois; 
A tradução do mRNA em proteína é um passo fundamental e é 
dividido em 3 etapas: 
 
• Iniciação, no qual o metionil-tRNA iniciador ( contendo o primeiro 
aminoácido, metionina, da cadeia polipeptídica a ser formada) e o 
RNAm são ligadas as unidades ribossômicas; 
 
• Alongamento, o passo no qual os aminoácidos são incorporados a 
cadeia peptídica nascente; 
 
• Terminação, quando o peptídeo completo é liberado do ribossomo; 
 
A iniciação envolve 12 fatores, mas dois são regulados de forma 
especialmente importante: 
 
• Ligação do metRNAi à subunidade 40S mediada pelo Eif2 
 
• Ligação do mRNA a subunidade 40S e envolve proteínas eIF4 
 
PAPEL DO SISTEMA UBIQUITINA-PROTEASSOMA NA 
ATROFIA MUSCULAR 
• É um sistema de degradação de proteínas dependente de 
ATP; 
 
• Envolve a participação de um complexo enzimático 
denominado proteossoma 26S, formado por 2 unidades 
regulatórias (19S) e uma subunidade catalítica ( 20S); 
 
• A subunidade 19S reconhece as proteínas marcadas com 
uma cadeia de ubiquitina; 
3 componentes são necessários para ligar a cadeia de ubiquitina nas 
proteínas destinadas 
 
• Enzima E1 ( ativadora de ubiquitina) 
 
• Enzima E2( proteína conjugadora de Ub) 
 
• Enzima E3 ( Ub-ligases) enzima chave, confere especificidade, liga a 
Ub à proteína, que então é reconhecida pelo proteossoma 26 que 
degrada as proteínas em fragmentos menores. 
 
• Atrogin-1 e MuRf tem grande importância na atrofia 
muscular; 
 
• Enzimas desubiquitinadoras desempenham um papel 
importante, catalisando a remoção de UB das proteínas, 
livrando da degradação; 
 
• Ubiquitinação pode servir como sinal para outros processos 
também; 
Experimentos Ubiquitinação 
• Em condições que levam a atrofia muscular, 
desnervação, hipertireoidismo e sepse, a 
utilização de um inibidor de proteossoma 
reduziu a degradação muscular em 70%, 40-70% 
e 100%, demonstrando a importância do sistema 
ubiquitina-proteossoma em condições de 
intenso catabolismo; proteico muscular 
EXPERIMENTOS 
PAPEL DO IGF-I DA ATROFIA MUSCULAR 
• Camundongos transgênicos que super-
expressam IGF-I apresentam hipertrofia 
muscular, atenuação da atrofia relacionada a 
idade e melhoria na massa e força muscular, o 
que parece ser devido ao aumento da replicação 
das células satélites e, consequentemente , do 
numero de mionucleicos, evidenciado pelo 
aumento do conteúdo total de DNA. 
 
• Em ratos diabéticos há um declínio na taxa de síntese 
proteica muscular em consequência da diminuição da 
iniciação da tradução, devido a uma diminuição na 
atividade da eIF2B, e inibição da ligação do RNAm ao 
complexo de iniciação 43S, aumentando a 
disponibilidade de eF4E ativa. O tratamento destes 
animais com insulina restaura a taxa de tradução. 
Algumas intervenções com administração de 
aminoácidos, hormônios e treinamento de força ativam 
as vias de sinalização que ativam os fatores de iniciação, 
levando um aumento na síntese proteica; 
•Foi demonstrado que a hipertrofia de miotubulos in vitro induzida 
por IGF-1 depende da via iniciada pela PI3K e Akt, que leva a ativação 
da mTOR. Foi demonstrado que animais transgênicos que possuíam 
uma forma da Akt constitutivamente ativa expressa condicionalmente 
na musculatura esquelética apresentaram um aumento de cerca de 
100% na área media das fibras musculares após 2 a 3 semanas. As 
proteínas p70s6k e 4E-BP1 são alvos da mTOR. Dessa forma, o IGF-1 
promove síntese proteica, ao estimular a síntese de proteínas 
ribossomais e a etapa de inicio de tradução. Rapamicina, um inibidor 
seletivo da mTOR, bloqueou a hipertrofia em todos os modelos 
experimentais testados, sem causar atrofia em músculos de controle. 
Em contrapartida, a inibição da via da calcineuria não bloqueou a 
hipertrofia nesses modelos. 
 
• A administração de IGF-1 a animais em jejum provocou a inibição 
da expressão de atrogin-1( atrofia muscular), que se mostrou 
elevada nos animais não tratados. Além disso, a adição deste 
hormônio inibiu a expressão da ubequitina-ligase ( enzima chave 
no processo de degredação de proteínas) também em células 
musculares em cultura submetida a altas doses de glicocorticoides. 
Assim o IGF-1, além de seus efeitos anabólicos, parece atuar na 
degradação proteica, via sistema ubiquitina-proteassoma. 
 
• Foi demonstrado que durante a atrofia muscular por desuso ou 
desnervação há um prejuízo na tradução e, consequentemente, na 
síntese proteica, com aumento de fosforilação da 4E-BP1 ( fator de 
crescimento) e queda na associação de eIF4E com a eIF4G, além de 
diminuir a atividade da mTOR e S6k1. O contrário foi verificado nos 
músculos submetidos a estímulos de sobrecarga durante 14 dias, que 
levou a hipertrofia das fibras musculares. Em conjunto, esses dados 
mostram que em condições de diminuição ou aumento de demanda 
funcional do musculo esquelético estas vias de síntese e degradação 
proteicas são importante moduladores dos processos de 
remodelamento do tecido muscular. 
 
CREATINA E METABOLISMO PROTEICO 
MUSCULAR 
 
• Em humanos, ganhos no desempenho, exercício de força e 
potência e ganho de massa magra tem sido atribuídos a 
Creatina. Buscou-se avaliar os mecanismos celulares pelos 
quais esta suplementação poderia influenciar no aumento da 
síntese proteica e hipertrofia muscular; 
• Células do musculo esquelético e cardíaco, 
quando incubadas com creatina, apresentam 
maior incorporação de leucina marcada à cadeia 
pesada da miosina (MHC). Além disso, o conteúdo 
proteico total mostrou-se elevado, após 2 a 4 dias 
de incubação. Foi mostrado também que a fusão 
das células satélites miogênicas é aumentada 
quando creatinaé adicionada ao meio durante a 
fase de diferenciação. 
 
Experimentos com Creatina 
• Foi incubado celular musculares C2C12 com Cr e verificaram 
aumento da expressão do RNAm do IGF-I a partir de 24 
horas, alcançando um aumento de 3,7 vezes após 72 horas. 
Além disso, houve hipertrofia das fibras musculares, 
evidenciadas pelo aumento do diâmetro das fibras em cerca 
de 40% e aumento no conteúdo proteico nos miotubulos. 
Além do IGF-I fatores de regulação da miogenese tiveram sua 
expressão aumentada, aumento da diferenciação, com maior 
incorporação de metionina marcada em proteínas 
sarcoplasmáticas e miofibrilares . 
 
• Além disso a expressão MHC-II, troponina T e titina mostraram-se 
significativamente aumentadas. A creatina aumentou a 
fosforização da Akt em 60%. O aumento da expressão de MHC-II 
não foi abolido quando se utilizou um inibidor do receptor de IGF-
I, indicando que a ação da Cr não ocorre exclusivamente via 
aumento de IGF-I. Estas proteínas estão envolvidas no processo 
de síntese proteica e, consequentemente, da hipertrofia 
muscular. 
 
• Em humanos, a suplementação com creatina monihidratada 
também foi capaz de regular as concentrações de IGF-I. A 
suplementação resultou num aumento do RNAm de IGF-1 
muscular em repouso. Após uma sessão de exercícios, a 
expressão também se mostrou elevada, mas sem diferença 
significativa entre o grupo suplementado e placebo. Também 
foi verificado que o exercício, independente da 
suplementação, foi eficaz em elevar o conteúdo de IGF-1 
muscular ( +54%). Entretanto, o grupo que recebeu a 
suplementação com creatina monohidratada apresentou um 
aumento significativamente maior no conteúdo deste 
hormônio ( +67%).