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Alimentos funcionais no esporte Vanessa L. P. dos Santos Nutricionista Funcional – CRN3 17401 Doutora na área de Nutrigenômica - UNESP Pós-Graduação em Nutrição Esportiva - UNIRP Tópicos abordados na aula Estresse Oxidativo Mitocôndria Nutrigenômica, Nutrigenética e Atleticogenômica Microbioma Humano Alimentos Funcionais Prática regular de exercício físico � estilo de vida saudável – prevenção de doenças e diminuição da mortalidade redução da inflamação e EO EO = em atletas há aumento do stress mecânico nas fibras musculares esqueléticas células dos sistemas osteo-articular e cardiovascular. Temperatura corporal e TMB Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 Exercício físico agudo ocorre sobrecarga orgânica oxidativa com consequente lesão de membranas cell musculares �dependente da intensidade, duração e tipo de exercício realizado (maratonas e triatlon) Estresse oxidativo �músculos esqueléticos, outros órgãos e sistemas corporais responsáveis pela regulação e manutenção da homeostasia orgânica Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 A ingestão de alimentos funcionais por atletas e esportistas ���� relação com ação antioxidante e diminuição da produção RL atividades de longa duração. Durante a prática esportiva: 10-20x consumo total O2 e 100-200x captação O2 pelo tecido muscular � ocorrência de danos celulares (recuperação muscular) e alteração SI Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 Estresse oxidativo Estresse oxidativo -- definidefiniççãoão • O EO ocorre quando existe um desequilíbrio entre a ação dos agentes oxidantes e dos antioxidantes, a favor dos primeiros Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 � Radicais livres: grupo de substâncias químicas que se caracterizam por possuírem um ou mais elétrons desemparelhados numa das suas orbitais externas �podem induzir alterações severas na estrutura de moléculas fundamentais para a manutenção da homeostasia celular, resultando numa possível perda de funcionalidade ou até mesmo na perda de viabilidade da célula Classificação dos RL de acordo com o átomo que contém o elétron desemparelhado Radicais livresRadicais livres Regulação de importantes mecanismos fisiológicos sinalização celular regulação da expressão gênica mediação da reação inflamatória potenciação dos mecanismos de defesa orgânica EROS: englobam os RL e não-radicais que apesar de não possuírem átomos com elétrons desemparelhados, são potencialmente geradoras desses radicais Superóxido: não atravessa facilmente membranas celulares e reage com AG dos fosfolipídios na membrana celular. Por ação enzimática gera o H2O2. �O radical hidroxila possui elevada reatividades com as biomoléculas adjacente � é a ERRO que induz maus alterações estruturais no organismo �Ao retirar um átomo de hidrogênio dos AGPI das membranas celulares � inicia processo de peroxidação lipídica causando estruturais e funcionais nas membranas celulares. Inosina Monofosfato HIPÓXIA � Alteração de permeabilidade e fluxo iônico das membranas �perda da seletividade para a entrada e saída de nutrientes e substâncias tóxicas à célula; compromete componentes da matriz extracelular � Evento citotóxico primário � apoptose celular PeroxidaPeroxidaçção lipão lipíídicadica PeroxidaPeroxidaçção lipão lipíídicadica 8-hidroxi-2´-deoxiguanosina (8-OHdG) Corrida de longa duração – por até 72h Gênese EROS Gênese EROS -- locaislocais • Mitocôndrias: principal fonte de ERO no músculo Esquelético (repouso ou durante o exercício agudo) • Retículo endoplasmático • Lisossomas • Membranas celulares • Peroxissomas • Citosol Mecanismos indutores de lesão celularMecanismos indutores de lesão celular A base nitrogenada guanina é altamente sensível à oxidação por RL Processos mutagênicos e carcinogênicos Ação integrada dos diferentes mecanismos antioxidantes, enzimáticos e não-enzimáticos Cu, Zn, Mn FeSe adaptação do sistema de defesa enzimático Quanto maior é a intensidade do exercício (≥ 70% VO2máx), maior é a síntese de ERO Exercícios intensos e prolongados ou treinos exaustivos ou com frequência de treinamento muito elevada � diminuiu capacidade do sistema antioxidante endógeno causando graves lesões musculares ( processo inflamatório local e EO) Após exercícios intensos e prolongados há aumento na concentração plasmática de outros antioxidantes não enzimáticos (vitaminas E, C e ácido úrico) reduzir o estresse oxidativo promovido pelas ERO. Há diminuição da atividade de enzimas AO SOD, CAT e GPx causada pela inativação e proteólise desta enzimas e estimulada pela elevada produção de RL. síntese de ERO em exercícios anaeróbios � ativação da cadeia de transporte de elétrons � síntese aumentada das enzimas xantina-oxidase e NADPH-oxidase � prolongado processo de isquemia e reperfusão tecidual � atividade fagocítica � aumento da síntese de ácido lático, catecolaminas e o elevado processo inflamatório Há aumento da peroxidação lipídica no plasma e na LDL após competições esportivas � necrose de fibras musculares e aumento de CK, DHL e AST (marcadores de lesão muscular) Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 ExercExercíício regular induz cio regular induz Aumento de enzimas AO Aumento de mitocôndrias no músculo, porem a concentração de enzimas é inalterada � ERON Reduz ligação de ferro nos músculos� proteção contra lesão oxidativa via reação de Fenton Neutrófilos produzem menos ERON �menor inflamação muscular Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 Xantina Oxidase: enzima está presente em grandes quantidades no endotélio vascular dos músculos esqueléticos Lesão oxidativa: Músculo esquelético, coração, pulmão, rim e fígado Exercício Neutrófilos fagocitam a fibra muscular lesada por meio da ativação do sistema enzimático NADPH e da liberação de enzimas proteolíticas a partir dos seus grânulos intracelulares ILIL--6 e exerc6 e exercííciocio � Aumento da massa muscular, melhora do sistema cardiovascular, redução da incidência de doenças e infecções �é devida às adaptações induzidas sobre os diversos sistemas corporais, incluindo o sistema antioxidante endógeno Óxido Nítrico: induz síntese ERO via resposta inflamatória iNOS é ativada por citocinas que em estados de elevado processo inflamatório crônico �oxidação de proteínas essenciais a homeostasia celular, PL e EO Antioxidantes – prevenção de dano muscular • Betacaroteno • Vitamina C associados • Vitamina E: CK e DHL • NAC: GSH • Coenzima Q10 • Selênio: GPx e Peroxidação lipídica • Mn, Zn Tratado de Nutrição Esportiva Funcional. Paschoal, V; Naves, A. 2014 Produzidos por peroxidação do ácido araquidônico Oxidação do DNA Vitaminas importantes nos cofatores de transferência de elétrons: Tiamina B1(TPP), riboflavina B2(FAD), Niacina B3 (NAD), Pantotenato (ou ácido pantotênico, ou pantotenato de cálcio) B5 (CoA), Acido lipóico (Ácido lipóico), Biotina (conversão de acetato em malato, de piruvato em oxalacetato) Enzimas antioxindantes endogenas: Glutationa Peroxidase - GPx: Selenio Superoxido Dismutase -SOD: zinco, cobre e manganês Mitocôndrias Suplementação Biogênese Mitocondrial • Ômega 3 • Taurina, NAC (para formação de glutationa) • Magnésio: 1/3 estão nas mitocôndrias, complexado com ATP e Componente da membrana e ácidosnucléicos, cofator cadeia de transporte de elétrons, participa na cascata de sinalização da insulina • Antioxidantes exógenos: Manganês, selênio, zinco, vitamina C, Vitamina E • Vitaminas B1, B2, B3 e B5 • Antioxidantes fitoquímicos: catequinas, resveratrol, picnogenol, crataegus, quercitina, Capsaicina • Ácido lipóico (300-600mg ) • Acetil L carnitina 500mg ou L Carnitina 2g • Q10: na forma oleosa, em gotas ou cápsulas • Elevar produção ATP ���� exercício físico • Restrição calórica • Fibras T3: Estimula a respiração mitocôndrial Estimulo Mitocondrial Biogênese Mitocondrial Mudança na massa mitocôndrial Nutrientes: Tirosina, Selênio, Iodo, Antioxidantes NUTRIGENÔMICA Como os nutrientes e compostos bioativos dos alimentos influenciam o estado saúde e doença por meio da modulação da expressão gênica German JB. JADA, 103: 530-531, 2005 Kanherkar et al. Epigenetics across the human lifespan. Front. Cell Dev. Biol., 09 September 2014 • Polifenóis (chá verde, uva, vinho, curcumina, oliva, romã) e seus metabólitos atuam na modulação de vias de sinalização celular e não somente tem um efeito direto como antioxidante Nrf2 = fator 2 nuclear de transcrição relacionado ao eritrócito • Fator chave da modulação do sistema de defesa contra toxinas e carcinógenos • Induz enzimas de fase II da detoxificação • Fitoquímicos ativam Nrf2 atuando na expressão gênica Oxid Med cCell Longev. 2016;2016:7857186 Sulforafano e Nrf2 • Não está presente naturalmente nas brássicas e é formado com o corte/ mastigação da brássica, sendo rapidamente degradado. Brócolis contém 75% de glicorafanina na forma de glucosinolato. • Ação da mirosina é dependente de Bifidobacterium, Lactobacillus, e Bacteroides Oxid Med cCell Longev. 2016;2016:7857186 Oxid Med cCell Longev. 2016;2016:7857186 Nrf2 é sequestrado do citoplasma pela KEAP-1 que é rica em cisteína e após ligação com grupos sulfidrila é solto e transloca-se para o núcleo No núcleo se liga ao Elemento de resposta antioxidante (ARE), atuando na expressão gênica de GSH e enzimas fase II detox KEAP-1 é ativado quando há alteração do equilíbrio redox Sulforafano e Nrf2 Biodisponibilidade dos compostos fitoquímicos • Sulforafano: 30mg/dia ou 200g brócolis � atinge pico plasmático em 1 hora. • Quercetina: 300 – 500mg/dia • Curcumina: 300-400mg/dia + 8mg piperina (melhor biodisponibilidade) • Silimarina: 300-400mg/dia Oxid Med cCell Longev. 2016;2016:7857186 Ativadores de Nrf2 • Brássicas (sulforafano) • Curcumina • Resveratrol • Quercetina • Silimarina • Vitaminas D e E • Selênio, Zinco, cromo • Coenzima Q10 • Gengibre • Alho Oxid Med cCell Longev. 2016;2016:7857186 • Berries , maçãs; frutas cítricas • Vinho tinto • Chás: verde, branco, preto e oolong • Cacau e Café • Grão de bico • Brotos de feijão • Pimenta picante • Alecrim, Sálvia, Tomilho, Salsão, cebolinha e salsa Nutrigenética Avalia como a constituição genética (SNPs) influencia a resposta em relação à ingestão de uma determinada dieta German JB. JADA, 103: 530-531, 2005. Costa V. Journal of Nutritional Biochemistry 21 (2010) 457–467. FTO • O gene FTO (fat mass and obesity associated) • alelo variante: rs9939609 Obesidade desmetilação do DNA (estresse oxidativo) gene FTO: papel importante na lipólise e padrão de distribuição da gordura corpórea Hunt et al., 2008; Gerken et al., 2007; Sanchez-Pulido & Andrade-Navarro, 2007; Zabena et al .,2009. SNPs e obesidade • Revisão de estudos GWAS • FTO: controla ingestão alimenta, termogênese e metabolismo AG � aumento peso e gordura corporal • TBC1D1: aumento risco obesidade devido aumento absorção AG • TMEM18: obesidade, SM • SDCCAG8, MSRA, TNKS: atuam na regulação peso e homeostase energética SNP metabolismo cafeína e DCV Cafeína pode levar ao aumento da PA e risco de doença isquêmica cardíaca •antagonista aos receptores de adenosina = vasoconstrição •Inibição das fosfodiesterases, com acúmulo de adenosina monofosfato cíclica (c-AMP) e intensificação dos efeitos das catecolaminas, como adrenalina e noradrenalina. Reflexo na resposta psicoativa, aumento da pressão arterial, além da sobrecarga no sistema cardiovascular. v v
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