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CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU INSTITUTO NACIONAL DE ENSINO SUPERIOR INADES SUPLEMENTOS ERGOGÊNICOS SUPLEMENTOS ERGOGÊNICOS Profa. Dtda. Audrey Yule Coqueiro APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA/CURSO Objetivo da disciplina: Discutir, com base em evidências científicas e nas legislações vigentes, a aplicabilidade dos suplementos ergogênicos mais administrados na prática clínica. Objetivos específicos: Apresentar as principais definições acerca da ciência dos suplementos ergogênicos. Apresentar a instrução normativa mais recente da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) acerca dos suplementos alimentares. Discutir os mecanismos de ação e as principais situações em que determinados suplementos ergogênicos poderiam ser utilizados. Apresentar, com base em evidências científicas e nas declarações da ANVISA, os protocolos de administração e alegações dos suplementos mais utilizados na prática clínica. Abordar possíveis efeitos colaterais do uso de determinados suplementos ergogênicos. Habilidades e competências a serem alcançadas: Compreender as definições acerca da ciência dos suplementos ergogênicos. Interpretar a instrução normativa mais recente da ANVISA referente aos suplementos alimentares. Compreender o mecanismo de ação de diversos suplementos, bem como as situações mais propicias para administrá-los, os seus protocolos de administração, suas alegações e seus possíveis efeitos colaterais. Identificar, com base no conteúdo apresentado, os suplementos com maior potencial ergogênico (baseado em evidências científicas), bem como os mais seguros à saúde. Ementa da disciplina: A disciplina aborda diversos aspectos referentes aos suplementos ergogênicos mais utilizados na prática clínica, incluindo seus mecanismos de ação, alegações de uso, protocolos de administração e possíveis efeitos colaterais. As informações apresentadas são baseadas em evidências científicas e nas declarações apresentadas na instrução normativa mais recente da ANVISA acerca dos suplementos alimentares. BIBLIOGRAFIA BÁSICA DA DISCIPLINA: TIRAPEGUI, J. Nutrição, metabolismo e suplementação na atividade física. 2ª Ed. São Paulo: Atheneu. 2012. LANCHA JR, A.H.; ROGERI, P.S.; PEREIRA-LANCHA, L.O. Suplementação nutricional no esporte. 2ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 2018. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Instrução Normativa 28/2018. Estabelece as listas de constituintes, de limites de uso, de alegações e de rotulagem complementar dos suplementos alimentares. 2018. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR DA DISCIPLINA: BIESEK, S.; ALVES, L.A.; GUERRA, I. Estratégias de nutrição e suplementação no esporte. 2ª. Ed. São Paulo: Manole, 2010. ROSSI, L. Nutrição em academias: do fitness ao wellness. São Paulo: Roca, 2013. GUALANO, B. Suplementação de creatina: efeitos ergogênicos, terapêuticos e adversos. 1ª Ed. São Paulo: Manole, 2014. AULA 01: DEFINIÇÕES E INSTRUÇÃO NORMATIVA DA ANVISA INTRODUÇÃO O mercado dos suplementos alimentares tem crescido de forma expressiva nos últimos anos, existindo um vasto número de marcas e produtos disponíveis. Entretanto, apenas algumas das substâncias contidas nos suplementos apresentam efeito de saúde e/ou efeito ergogênico comprovado cientificamente (Tirapegui e Castro, 2012). Em vista da expansão do mercado de suplementos, o consumidor, por sua vez, passou a adquirir e consumir suplementos alimentares com maior frequência e em maior quantidade. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), em dados publicados em 2015, 54% (mais da metade) dos domicílios brasileiros apresentavam pelo menos um integrante que havia consumido suplementos alimentares nos últimos seis meses. Como forma de regularizar o consumo de suplementos pela população, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) publicou a Instrução Normativa MS- ANVISA nº 28, de 26/07/18 DOU de 27/07/18 p.141 - seção 1 n°144, que estabelece as listas de constituintes, de limites de uso, de alegações e de rotulagem complementar dos suplementos alimentares. Neste contexto, apenas as alegações de uso com comprovação científica suficiente podem ser inseridas no rótulo do produto, fato que evita a disseminação de informações sem base científica. Em razão da importância desta temática na área da Nutrição Esportiva, bem como para a Ciência da Nutrição, de um modo geral, esta seção objetivou discutir sobre conceitos, categorias e recomendações apontadas pela ANVISA em sua mais recente Instrução Normativa acerca dos suplementos alimentares. Definições e categorias De acordo com a ANVISA, o termo suplemento alimentar é definido como: “produto para ingestão oral, apresentado em formas farmacêuticas, e destinado a suplementar a alimentação de indivíduos saudáveis com nutrientes, substâncias bioativas, enzimas ou probióticos, isolados ou combinados”. Neste conceito, o termo formas farmacêuticas faz menção ao modo de apresentação dos suplementos, que compreende pastilhas, géis, barras, gomas de mascar, suspensões, soluções e líquidos. De um modo geral, estas formas farmacêuticas têm como princípio distinguir os suplementos dos alimentos convencionais. Cabe ressaltar, ainda, que, nesta definição, os indivíduos saudáveis foram incluídos como a população-alvo do uso de suplementos, havendo uma separação regulatória entre a categoria de suplementos e as demais categorias, como a de medicamentos e de alimentos para fins especiais – produtos utilizados por pessoas com patologias. Quanto ao termo substâncias bioativas, este designa apenas substâncias encontradas naturalmente nos alimentos, independente da sua forma de obtenção. Já os probióticos são os microrganismos com comprovação de benefício à saúde humana. Os suplementos alimentares são subdivididos em diversas categorias, como apresentado na Figura 1, dentre elas os suplementos para atletas, cujo objetivo principal, mas não exclusivo, seria de promover efeito ergogênico, ou seja, melhorar o desempenho físico. Figura 1. Subcategorias dos suplementos alimentares. Lista de constituintes No momento da elaboração desta Instrução Normativa, a ANVISA recebeu diversas propostas para a inclusão de vários constituintes. No entanto, muitos deles tratavam- se de substâncias que ainda não se encontravam disponíveis no mercado brasileiro ou que não apresentavam identificação precisa dos nutrientes e/ou substâncias bioativas e, portanto, não foram incluídos. Deste modo, foram incluídos, nesta Instrução Normativa, apenas 35 constituintes, com destaque para os triglicerídeos de cadeia média (TCM) e aminoácidos, como alanina, ácido glutâmico, arginina, aspartato, glicina, prolina e serina, totalizando 279 constituintes na lista da ANVISA. Este número (279 constituintes) representa os constituintes que já estavam na lista somados aos 35 que foram adicionados. Cabe salientar que a ANVISA permite o uso de ingredientes não previstos na lista, desde que eles não descaracterizem os suplementos, não sejam classificados como novos ingredientes e não sejam destacados na rotulagem. Ressalta-se, ainda, que algumas substâncias vastamente utilizadas na prática clínica, como a beta-alanina, não foram incluídas na lista pelas questões acima mencionadas. A lista de constituintes foi fracionada de acordo com os grupos populacionais propostos (quadro 1), ou seja, determinados constituintes só podem ser utilizados em suplementos destinados para um dado grupo populacional. Como exemplo, cita-se a caseína, que pode ser um constituinte de suplementos alimentares, desde que estes não se destinem a lactentes (0 a 12 meses) ou crianças de primeira infância (1 a 3 anos). Quadro 1. Grupos populacionais propostos pela ANVISA. Grupos populacionais propostos Lactentes de 0 a 6 meses Lactantes de 6 a 12 meses Crianças de 1 a 3 anos Crianças maiores de 4 anos até 8 anos Indivíduos maiores de 9 anos até 18 anos Indivíduos maiores de 18 anos Gestantes Nutrizes Fonte: ANVISA, 2018. Limites mínimo e máximo dos constituintes Nesta Instrução Normativa, a ANVISA apresenta os limites mínimo e máximo dos constituintes dos suplementos de acordo com o grupo populacional. Logo, os suplementos devem conter, na recomendação diária de consumo proposta pelo fabricante, uma quantidade do constituinte que seja igual ou maior que o limite mínimo e igual ou menor que o limite máximo para o grupo populacional ao qual se destina. Desse modo, suplementos destinados para adultos (indivíduos acima de 19 anos) podem conter, no mínimo, 409,50 mg e, no máximo, 5.660 mg de leucina, por exemplo. Em alguns casos, os limites mínimo e máximo são iguais, por exemplo, para indivíduos com idade superior a 19 anos, sugere-se 3.000 mg de creatina como limite mínimo e máximo. Finalmente, a proposta dos limites mínimo e máximo tem como principal objetivo garantir a eficácia do suplemento e, concomitantemente, garantir segurança ao indivíduo que o está ingerindo. Alegações autorizadas para uso na rotulagem A ANVISA, no momento da elaboração desta Instrução Normativa, recebeu diversos pedidos de inclusão de novas alegações, porém, foram inseridas apenas aquelas que já são bem definidas e aprovadas por autoridades internacionais. Desta feita, a lista proposta pela ANVISA contempla 148 alegações para 36 constituintes. O objetivo de propor alegações foi de evitar o engano do consumidor quanto as reais características dos suplementos, evitando, assim, a disseminação de informações sem comprovação científica. No quadro 2 são apresentadas as alegações de alguns constituintes propostas pela ANVISA. Quadro 2. Alegações de alguns constituintes propostas pela ANVISA. Constituintes Alegações autorizadas Requisitos específicos de composição e rotulagem Proteínas As proteínas auxiliam na formação dos músculos e ossos. A alegação é restrita aos suplementos alimentares cuja: 1. Quantidade de proteína atenda aos valores mínimos estabelecidos nesta Instrução Normativa; 2. Quantidade de aminoácidos indispensáveis por grama de proteína do produto atenda aos valores mínimos estabelecidos para a proteína de referência, conforme estabelecido nesta Instrução Normativa. Carboidratos Os carboidratos auxiliam na recuperação da função muscular normal após exercícios extenuantes. A alegação é restrita aos suplementos alimentares cuja: 1. Quantidade de carboidratos metabolizáveis atenda aos valores mínimos desta Instrução Normativa; 2. Informação sobre o consumo na dose de 4 g/kg de peso corpóreo, nas primeiras 4 a 6 horas após o exercício extenuante, conste na rotulagem do produto. Carboidratos e eletrólitos Auxilia a manutenção do equilíbrio de fluidos e eletrólitos e no desempenho de exercícios físicos de resistência. A alegação é restrita aos suplementos alimentares que: 1. Forneçam carboidratos como principal fonte de energia; 2. Contenham no mínimo 80 kcal/l e no máximo 350 kcal/l; 3. Contenham no mínimo 75% da energia derivada de carboidratos metabolizáveis; 4. Contenham no mínimo 20 mmol/l (460 mg/l) de sódio (na forma de na+) e máximo 50 mmol/l (1150 mg/l) de sódio (na forma de na+); e 5. Apresentem osmolalidade entre 200 e 330 mosml/kg de água. Cafeína A cafeína auxilia no aumento do estado de alerta e na melhora da concentração. A alegação é restrita aos suplementos alimentares cuja quantidade de cafeína atenda aos valores mínimos desta Instrução Normativa. A cafeína auxilia no aumento da capacidade de resistência e no A alegação é restrita aos suplementos alimentares cuja quantidade recomendada de cafeína seja de 200 mg, consumida uma hora antes do exercício. desempenho de exercícios físicos de resistência. Creatina A creatina auxilia no aumento do desempenho físico durante exercícios repetidos de curta duração e alta intensidade. A alegação é restrita aos suplementos alimentares cuja quantidade de creatina atenda aos valores mínimos desta Instrução Normativa. Fonte: ANVISA, 2018. Ferramentas pedagógicas (EAD) Para saber mais: TIRAPEGUI, J.; CASTRO, I.A. Introdução à suplementação. Em: TIRAPEGUI, J. Nutrição, metabolismo e suplementação na atividade física. 2ª Ed. São Paulo: Atheneu. 2012. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Suplementos alimentares: principais alterações após debates técnicos. Janeiro de 2018. http://portal.anvisa.gov.br/documents/3845226/0/Principais+altera%C3%A7%C3%B5 es+ap%C3%B3s+debates+t%C3%A9cnicos.pdf/3ae7d03c-7c74-45dd-aea0- 76b2f5f5f8a4 AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Instrução Normativa 28/2018. Estabelece as listas de constituintes, de limites de uso, de alegações e de rotulagem complementar dos suplementos alimentares. 2018. GLOSSÁRIO 1. Enzima: proteínas produzidas por seres vivos e capazes de catalisar reações químicas. 2. Ergogênico: substância ou artifício que aumenta a capacidade para o trabalho corporal ou mental, especialmente pela eliminação de sintomas de fadiga, visando à melhoria de desempenho. 3. Nutrientes: são as unidades básicas e estruturais que compõem os alimentos, sendo considerados como os elementos responsáveis pela realização de todos os processos bioquímicos e fisiológicos do organismo, promovendo saúde. AULA 02. SUPLEMENTAÇÃO COM CARBOIDRATOS, PROTEÍNAS E LIPÍDIOS INTRODUÇÃO As recomendações de ingestão de macronutrientes – carboidratos, proteínas e lipídios – normalmente são diferentes para atletas quando comparadas com indivíduos sedentários. De modo geral, os atletas necessitam de um aporte glicídico maior que os não atletas, pois os carboidratos compõem o glicogênio muscular e hepático – importantes substratos energéticos utilizados durante o exercício. Pelo fato de os estoques musculares e hepáticos de glicogênio serem limitados, a reposição destes deve ser feita de forma constante, mesmo durante o exercício físico, para garantir um bom rendimento do atleta (Burke et al., 2011). A ingestão de proteínas pode variar de acordo com o tipo de esporte, sendo maior para atletas engajados em exercícios de força, comparados aos de endurance (exercícios de resistência). Sugere-se que a ingestão de proteínas esteja próxima ao valor máximo da recomendação, para garantir a sua propriedade plástica e favorecer o anabolismo proteico muscular (Tirapegui et al., 2012). A proporção de lipídios pode diminuir em função do aumento da proporção de carboidratos; entretanto, cabe ressaltar que essas condutas nutricionais não são generalizadas, haja vista que cada esporte implica em necessidades diferenciadas e cada momento do dia do atleta exigirá a predominância de um determinado nutriente (Hernandez e Nahas, 2009). Levando em consideração que a recomendação de ingestão de determinados macronutrientes aumenta para atletas, a suplementação alimentar pode ser necessária, especialmente quando a dieta não é capaz de suprir as necessidades nutricionais do indivíduo. Deste modo, a presente seção objetivou discutir sobre as recomendações de ingestão e a suplementação de macronutrientes para atletas. Carboidratos No período que antecede o treinamento, sugere-se o consumo de carboidratos de baixo a moderado índice glicêmico, visto que carboidratos de alto índice glicêmico são rapidamente absorvidos e, portanto, não mantêm a glicemia adequada por períodos prolongados. Recomenda-se a ingestão de uma refeição que contemple de 1 – 4 gramas de carboidratos por kg de peso no intervalo de 1 – 4 horas antes da sessão de treino. Quanto maior o intervalo antes do exercício, maior deve ser o consumo de carboidratos, ou seja, caso a refeição seja realizada 4 horas antes do treino, ela deve conter, aproximadamente, 4 gramas de carboidratos por kg de peso e assim sucessivamente, logo, 3 gramas/kg de peso para 3 horas antes, 2 gramas/kg de peso para 2 horas antes e 1 grama/kg de peso para 1 hora antes. Neste período, normalmente, o aporte de carboidratos é obtido por meio de alimentos e não por suplementos alimentares (Gomes et al., 2012; Casazza et al, 2018). Para exercícios físicos com duração superior a uma hora, recomenda-se a suplementação com carboidratos (como maltodextrina) durante a atividade, na quantidade de 30 – 60 gramas/hora em exercícios com duração de até 2 horas e 30 minutos e 90 gramas/hora em exercícios com duração superior a 2 horas e 30 minutos. A forma como os carboidratos são oferecidos para o consumo – líquida ou sólida, parece não interferir no seu efeito ergogênico (Burke et al., 2011; Gomes et al., 2012; Casazza et al, 2018). A inclusão de diferentes carboidratos, como glicose e frutose, em uma mesma fórmula, pode apresentar resultados interessantes. A absorção intestinal destes carboidratos ocorre de forma distinta, o que permite uma maior eficiência na absorção de substratos energéticos. Além disso, a combinação de carboidratos favorece a maior absorção de sódio e água, evitando a desidratação do atleta. É importante mencionar que, em condições ambientais quentes, a oferta de bebidas com baixa concentração de carboidratos (4 a 6%) é mais adequada para evitar o retardo do esvaziamento gástrico e a ocorrência de distúrbios gastrointestinais (Burke et al., 2011; Casazza et al., 2018). Vale salientar que a suplementação deve ser recomendada apenas por profissionais capacitados, como o nutricionista, levando em consideração diversos fatores, como os objetivos e a tolerância do atleta (Gomes et al., 2012). Após o treino, ou seja, no período de recuperação, é recomendada a ingestão de carboidratos de alto índice glicêmico que induzam a síntese de glicogênio de forma rápida (Burke et al., 2011; Gomes et al., 2012). Sugere-se a ingestão de 1,0 a 1,2 gramas de carboidratos/kg de peso/hora durante as primeiras 4 – 6 horas após o exercício a fim de favorecer a reposição dos estoques de glicogênio e a recuperação do atleta. Neste período, o aporte de carboidratos pode ser obtido por alimentos ou suplementos, dependendo, principalmente, da tolerância do atleta (Gomes et al., 2012). Os órgãos internacionais “American College of Sports Medicine”, “Academy of Nutrition and Dietetics” e “Dietitians of Canada” sugerem diversas recomendações de consumo de carboidrato, que variam de acordo com a duração e intensidade da sessão de treino (quadro 3). Quadro 3. Resumo das recomendações diárias de ingestão de carboidratos para atletas. Intensidade do exercício Tipo de exercício e duração Recomendações diárias Leve Exercícios de intensidade baixa ou atividades baseadas em habilidades 3 a 5 gramas/kg de peso Moderada Programa de exercícios de intensidades moderadas (até 1 hora por dia) 5 a 7 gramas/kg de peso Alta Programas de endurance (1 a 3 horas/dia, moderada-alta intensidade) 6 a 10 gramas/kg de peso Muito alta Exercícios de “extremo comprometimento” (> 4 a 5 horas/dia, moderada-alta intensidade) 8 a 12 gramas/kg de peso Fonte: Position of the Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance, 2016. Além destas recomendações, estes órgãos ainda propuseram diversas estratégias de ingestão de carboidratos que poderiam melhorar o desempenho físico do atleta (quadro 4). Quadro 4. Estratégias de ingestão de carboidratos para o aprimoramento do desempenho físico. SITUAÇÃO ESTRATÉGIA Preparação para eventos com duração inferior a 90 minutos. 7 a 12 g/kg de peso no período de 24 horas antes do evento. Preparação para eventos de exercício contínuo/intermitente com duração superior a 90 minutos. 10 a 12 g/kg de peso no período de 36 a 48 horas antes do evento. Recuperação entre duas sessões de exercício com intervalo inferior a 8 horas. 1 a 1,2 g/kg de peso/hora nas primeiras 4 horas e em seguida retomar as recomendações diárias. Período que antecede exercícios com duração superior a 60 minutos. 1 a 4 g/kg de peso a serem consumidos no intervalo proporcional de 1 a 4 horas antes do exercício. Fonte: Position of the Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance, 2016. Proteínas A recomendação de ingestão diária de proteínas para atletas, tanto de endurance quanto de força, é superior à de indivíduos sedentários ou moderadamente ativos (de 0,8 a 1,0 g/kg de peso). Para atletas de endurance, sugere-se a ingestão diária de 1,2 a 1,4 gramas de proteína por kg de peso, enquanto para atletas engajados em exercícios de força, a recomendação de ingestão diária é ainda maior: 1,7 a 1,8 gramas de proteína por kg de peso (Tirapegui et al., 2012). Em situações específicas, como em períodos de restrição calórica, a recomendação de ingestão proteica pode ser superior (2,3 a 3,1 gramas de proteína/kg de peso/dia), com o intuito de manter a massa magra corporal (Jäger 2017). No entanto, é válido salientar que a ingestão de quantidades excessivas de proteína não promove efeitos adicionais na síntese de proteínas totais corporais e, dessa forma, não deve ser encorajada (Tirapegui et al., 2012). Além da quantidade, a qualidade da proteína também deve ser levada em consideração. Proteínas de alto valor biológico, ou seja, que contemplam todos os aminoácidos indispensáveis em quantidades adequadas, seriam as mais apropriadas para serem consumidas ao longo do dia (~0,3 gramas/kg de peso a cada 3 – 5 horas) (Jäger 2017). Estudos indicam, ainda, que proteínas com alto teor de leucina (aminoácido com potencial de induzir a síntese proteica) e de rápida digestão, como as proteínas do soro do leite (whey protein), são mais efetivas em induzir o anabolismo proteico e promover hipertrofia muscular, quando associadas ao exercício físico (Bauer et al., 2013; Mcdonald et al., 2016). O consumo destas proteínas imediatamente após a sessão de exercício (cerca de 20 a 40 gramas ou 0,3 gramas/kg de peso) parece ser uma estratégia importante para favorecer a síntese proteica muscular e a recuperação no período pós-treino (Bauer et al., 2013; Jäger 2017). Salienta-se que, após o exercício, a ingestão de carboidratos e de proteínas deve ser adequada, visto que, no consumo insuficiente de carboidratos, as proteínas serão desviadas ao fornecimento de energia, não cumprindo com a sua função anabólica (Tirapegui et al., 2012; Jäger 2017). Lipídios A recomendação de ingestão de lipídios para atletas, de acordo com a Sociedade Brasileira de Medicina do Exercício e do Esporte, é a mesma sugerida para indivíduos sedentários, isto é, 1 grama de lipídio por kg de peso por dia, representando, aproximadamente, 30% do valor energético total (VET) da dieta, sendo 10% (ou menos) de ácidos graxos saturados, 10% de poli-insaturados e 10% de monoinsaturados (Hernandez et al., 2009). A suplementação com lipídios de cadeia média e longa para atletas, embora seja razoavelmente comum na prática clínica, não é encorajada pela Sociedade Brasileira de Medicina do Exercício e do Esporte, em decorrência da escassez de evidências científicas que suportem esta prática (Hernandez et al., 2009). Atletas vegetarianos e veganos podem necessitar de suplementação com ômega 3, pois a biodisponibilidade deste ácido graxo em vegetais é inferior quando em comparação a alimentos de origem animal, comumente restritos nestas dietas (Rogerson, 2017). Ferramentas pedagógicas (EAD) Para saber mais: TIRAPEGUI, J.; ROSSI L.; ROGERO, M. Proteínas e atividade física. Em: TIRAPEGUI, J. Nutrição, metabolismo e suplementação na atividade física. 2ª Ed. São Paulo: Atheneu. 2012. GOMES, M.; GUERRA, I.; TIRAPEGUI, J. Carboidratos e atividade física. Em: TIRAPEGUI, J. Nutrição, metabolismo e suplementação na atividade física. 2ª Ed. São Paulo: Atheneu. 2012. HERNANDEZ, A.J.; NAHAS, R.M. Modificações dietéticas, reposição hídrica, suplementos alimentares e drogas: Comprovação de ação ergogênica potenciais riscos para a saúde. Revista Brasileira de Medicina do Esporte. 2009;15(3 SUPPL.):3–12. BURKE, L.M.; HAWLEY, J.A.; WONG, S.H.S.; JEUKENDRUP, A.E. Carbohydrates for training and competition. J Sports Sci. 2011;29 (SUPPL. 1). CASAZZA, G.A.; TOVAR, A.P.; RICHARDSON, C.E.; CORTEZ, A.N.; DAVIS, B.A. Energy availability, macronutrient intake, and nutritional supplementation for improving exercise performance in endurance athletes. Curr Sports Med Rep. 2018;17(6):215–23. Position of the Academy of Nutrition and Dietetics, Dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: Nutrition and Athletic Performance. J Acad Nutr Diet. 2016;116:501–28. JÄGER, R.; KERKSICK, C.M.; CAMPBELL, B.I.; CRIBB, P.J.; WELLS, S.D.; SKWIAT, T.M.; et al. International Society of Sports Nutrition Position Stand: protein and exercise. J Int Soc Sports Nutr. 2017;14(20):1–25. ROGERSON D. Vegan diets: practical advice for athletes and exercisers. J Int Soc Sports Nutr. 2017;14(36):1–15. GLOSSÁRIO 1. Aminoácidos indispensáveis: aminoácidos que não são sintetizados pelo organismo e, portanto, devem ser ingeridos diariamente por meio da dieta. 2. Anabolismo: fase do metabolismo que contempla reações de biossíntese, que dependem de energia proveniente dos componentes celulares. 3. Catabolismo: fase do metabolismo em que ocorre a degradação de macromoléculas com a liberação de energia. 4. Exercícios de endurance: exercícios de resistência, como maratonas. 5. Glicogênio: estoque de glicose encontrado especialmente no músculo esquelético e no fígado. 6. Hipertrofia muscular: aumento do diâmetro da célula muscular. AULA 03. CREATINA E BETA-ALANINA – SUPLEMENTOS UTILIZADOS EM EXERCÍCIOS DE CURTA DURAÇÃO E ALTA INTENSIDADE INTRODUÇÃO Nesta seção, dois dos suplementos mais utilizados por indivíduos engajados em exercícios de curta duração e alta intensidade, a creatina e a beta-alanina, serão discutidos. Ressalta-se que a creatina está incluída na lista de constituintes dos suplementos alimentares proposta pela ANVISA na Instrução Normativa 28/2018, tendo como alegação de uso a capacidade de auxiliar no aumento do desempenho físico durante exercícios repetidos de curta duração e alta intensidade. A beta-alanina, embora não tenha sido citada nesta Instrução Normativa, será discutida nesta seção, tendo em vista a sua vasta utilização na prática clínica. Creatina – características e metabolismo A creatina (ácido α-metil-guanidinoacético) é uma amina de ocorrência natural em células eucarióticas, sendo encontrada apenas em alimentos de origem animal, como carnes vermelhas, peixes e laticínios (Harris, 2011) (quadro 5). Quadro 5. Quantidade de creatina em alguns alimentos Alimento Porção Quantidade de creatina (g) Arenque 225 g 2,0 a 4,0 Salmão 225 g 1,5 a 2,5 Bacalhau 225 g 0,7 Linguado 225 g 0,5 Atum 225 g 0,9 Carne bovina 225 g 1,5 a 2,5 Carne suína 225 g 1,5 a 2,5 Leite 250 ml 0,05 Adaptado de Heaton et al., (2017). No organismo humano, a creatina está presente nas formas livre e fosforilada (fosforilcreatina), nas quantidades de 60-70% e 30-40%, respectivamente, sendo que cerca de 95% do total de creatina estão armazenados no tecido muscular esquelético. Estima-se que um homem de 70 kg apresente, aproximadamente, 120 a 130 mmol de creatina para cada kg de peso seco, embora este valor varie de acordo com o conteúdo de massa muscular do indivíduo (Heaton et al., 2017). Endogenamente, a síntese de creatina ocorre, especialmente, no fígado, nos rins e no pâncreas, por meio dos aminoácidos arginina, metionina e glicina. A primeira reação da síntese é a transferência de um grupo amidino da arginina para o grupo amino da glicina, que é catalisada pela enzima L-arginina: glicina amidinotransferase (AGAT) e gera guanidinoacetato e ornitina. A segunda reação é o agrupamento da S- adenosilmetionina ao metilato guanidinoacetato, sintetizando creatina e S-adenosil- homocisteína, sendo catalisada pela enzima guanidinoacetato metiltransferase (GAMT) (Harris et al., 2011). Os órgãos com maior atividade da AGAT são os rins e o pâncreas, enquanto o fígado possui maior atividade da GAMT. Neste sentido, é possível compreender a síntese de creatina como o produto do metabolismo interórgãos que, além de envolver o rim, pâncreas e fígado, envolve, em menor dimensão, outros tecidos, como cérebro e testículos, que também expressam AGAT e GAMT (Edison et al., 2007). Diariamente, cerca de 2 gramas de creatina são convertidos espontaneamente à creatinina e excretados na urina. Neste cenário, é necessário que a síntese endógena seja de 2 gramas ou mais para manter as concentrações corporais de creatina. Em mulheres e idosos a síntese endógena é menor, quando comparada a de homens saudáveis, sendo importante que o consumo dietético mantenha os níveis orgânicos de creatina (Snow et al., 2003). Mecanismos de ação e suplementação com creatina A principal função da creatina é a rápida provisão de energia por meio da doação de fosfato da fosforilcreatina para a adenosina difosfato (ADP), ressintetizando a adenosina trifosfato (ATP), processo denominado sistema creatina fosfato (figura 2). Esse sistema é de suma importância para tecidos com alta demanda energética, como o músculo esquelético e o cérebro, e durante atividades físicas de alta intensidade e curta duração (Gastin, 2001). Desse modo, diversas evidências científicas indicam melhora da performance anaeróbia (aumento do pico de torque muscular, da potência de pico e da potência média no cicloergômetro, entre outros) com a suplementação de creatina (Birch et al., 1994; Barnett et al., 1996; Cooke et al., 1995; Febbraio et al., 1995). Figura 2. Sistema creatina fosfato. Abreviações: ADP: adenosina difosfato; ATP: adenosina trifosfato; C: creatina; P: fosfato. A suplementação com creatina é comum no âmbito esportivo e, em algumas modalidades, pode chegar a ser utilizada por cerca de 75% dos atletas (Rawson e Clarkson, 2004). Desde 1992, é sabido que a suplementação com creatina (5 gramas) aumenta as concentrações musculares de creatina e fosforilcreatina, sendo que o pico de creatina plasmática ocorre cerca de uma hora após a administração. É, também, conhecido que a ingestão de várias doses deste nutriente ao longo do dia (20 gramas fracionadas em quatro vezes), durante cinco dias, é capaz de elevar de maneira significativa o conteúdo intramuscular das formas livre e fosforilada de creatina. Interessantemente, os indivíduos mais responsivos à suplementação são aqueles com baixas concentrações basais desta amina, sendo que o oposto ocorre com indivíduos com elevados níveis musculares de creatina pré-suplementação (Harris et al., 1992). Com base nestes resultados, sugeriu-se que existe um limite máximo da concentração de creatina muscular, correspondendo a, aproximadamente, 160 mmol/kg de músculo seco, que foi denominado de “ponto de saturação”. Neste cenário, indivíduos que iniciam a suplementação já com valores elevados de creatina muscular podem ser pouco responsivos à intervenção, o que explicaria os dados controversos apresentados na literatura. Estes indivíduos são chamados de non responders e, normalmente, apresentam elevado consumo dietético de creatina (Spillane et al., 2009). Deste modo, surgiram protocolos de suplementação com o objetivo de aumentar rapidamente o conteúdo intramuscular de creatina (fase de carregamento/loading) e evitar que as concentrações alcançadas sejam reduzidas (fase de manutenção). A fase de carregamento envolve a ingestão de altas doses de creatina – 20 a 30 gramas por dia ou 300 mg/kg de peso corporal/dia – e, geralmente, dura de cinco a sete dias, enquanto a fase de manutenção, que se inicia logo após o loading, normalmente tem duração de três meses e consiste na ingestão de doses de cerca de 5 gramas por dia ou 0,06 g/kg de peso corporal/dia (McKenna et al., 1999). É válido ressaltar que existem outras formas de suplementação que excluem o período de carregamento, sendo o resultado bastante semelhante ao protocolo apresentado acima, apesar do tempo para alcançar o pico de creatina muscular ser mais longo. Embora a maior parte dos protocolos compreenda a suplementação por até três meses, a duração da intervenção dependerá, também, das necessidades e objetivos do atleta (Gualano, 2014). Possíveis efeitos colaterais da suplementação com creatina Os principais efeitos colaterais decorrentes da suplementação com creatina são: desconforto e distúrbios gastrointestinais, cãibras, hipertermia, disfunções hepáticas e renais, entre outros. Concernente aos eventos gastrointestinais, acredita-se que após a administração, as partículas de creatina no trato gastrointestinal podem aumentar o conteúdo hídrico neste compartimento, resultando em desconforto e episódios de diarreia e vômito (Gualano, 2014). Alguns estudos observaram aumento na incidência de cãibras após a suplementação com creatina, enquanto outros não verificaram a presença deste efeito colateral. Hipoteticamente, o mecanismo que explicaria este evento seria relacionado ao desequilíbrio hidroeletrolítico decorrente do aumento da quantidade de água intracelular e, por consequência, alteração na concentração dos íons (Powers et al., 2003). Pela mesma hipótese acima, ou seja, por ser osmoticamente ativa, a creatina poderia causar desidratação e hipertermia, visto que o aumento na quantidade de água retida intracelularmente repercute em menor liberação de água para o meio extracelular, influenciando diretamente a termorregulação. Embora alguns estudos apresentem este efeito adverso, outros não demonstram este evento, sendo que não há evidências científicas bem controladas que sustentem a hipótese de que a creatina afete a hidratação e a termorregulação (Powers et al., 2003; Gualano, 2014). Possivelmente, os impactos da suplementação com creatina na função renal são os mais debatidos na literatura. Os principais relatos de alterações renais ocorrem quando a intervenção é aplicada para pacientes com distúrbios renais, e não para indivíduos saudáveis. Considerando que o metabolismo da creatina ocorre, também, no fígado e que uma parte das concentrações desta amina é armazenada neste órgão, surgiu a hipótese de que a ingestão de creatina poderia tem um impacto na função hepática. Tal como com os outros efeitos colaterais, há um extenso conflito na literatura acerca desta temática (Gualano, 2014). Salienta-se que nem todos os indivíduos experimentaram todos os efeitos colaterais advindos da suplementação com creatina, sendo que muitos pacientes não apresentaram nenhum evento adverso e, a maioria destes efeitos, é considerada de frequência rara (Gualano, 2014). Beta-alanina – características, metabolismo, mecanismos de ação e suplementação A beta-alanina é um aminoácido considerado não essencial e não-proteinogênico, visto que não é precursor de proteínas. Considerando a síntese hepática de beta- alanina, este aminoácido é encontrado na dieta apenas em alimentos de origem animal, como carnes e aves. No fígado, a beta-alanina é produzida a partir da uracila e timina, sendo o produto final da degradação destas substâncias (Trexler et al., 2015). Embora evidências científicas indiquem melhora da performance física após a suplementação com este aminoácido, a beta-alanina per si apresenta propriedades ergogênicas limitadas. Interessantemente, a beta-alanina é precursora de carnosina, um dipeptídeo com diversas funções biológicas, dentre elas a capacidade de tamponar prótons intracelulares, atenuando a acidose muscular e, por consequência, o desenvolvimento de fadiga (Trexler et al., 2015). O acúmulo de íons H+ (prótons) decorrentes da dissociação de ácidos carboxílicos, como o ácido láctico, que ocorre naturalmente durante as reações glicolíticas, é considerado como uma das principais causas de fadiga em exercícios de alta intensidade e curta duração (onde há predomínio dos sistemas energéticos creatina- fosfato e glicolítico) (Finsterer, 2012). Neste cenário, estratégias capazes de atenuar a acidose celular, com destaque para a suplementação com beta-alanina, teriam potencial ergogênico. É recomendada a administração de beta-alanina para indivíduos engajados em atividades com duração de 60 a 240 segundos, como no exercício resistido. Em atividades com duração inferior a 60 segundos, a suplementação com este aminoácido não é recomendada, tendo em vista que a acidose muscular não é um fator limitante nestes tipos de exercício. Salienta-se que, embora a beta-alanina seja comumente administrada em exercícios com caráter anaeróbio, há evidências sugerindo efeito ergogênico desta intervenção também em atividades aeróbias. Entretanto, os estudos referentes ao uso de beta-alanina para atletas de endurance são controversos, tendo em vista que há possibilidade de redução da capacidade aeróbia após intervenção com este aminoácido (Trexler et al., 2015). Evidências demonstram que doses de 4 – 6 gramas/dia de beta-alanina, durante quatro semanas, elevam as concentrações de carnosina em 64% no músculo esquelético, comparados aos valores basais, sendo que com dez semanas de suplementação este aumento ultrapassa 80%. Vale ressaltar que há uma intensa variabilidade individual, que distingue os indivíduos entre os que respondem muito (high responders) e os que respondem pouco (low responders) à suplementação com beta-alanina, podendo promover variação de 15 – 55% no aumento de carnosina muscular durante 5 – 6 semanas de intervenção. Possivelmente, o valor basal de carnosina muscular e a composição das fibras musculares contribuem para a variabilidade entre indivíduos (Baguet et al., 2009). Considerando que alimentos de origem animal são fontes de beta-alanina, é compreensível que indivíduos onívoros apresentem maior conteúdo de carnosina muscular quando comparados com vegetarianos e, neste contexto, que o aumento de carnosina seja superior no músculo esquelético de vegetarianos e veganos, comparados a onívoros, após a suplementação com beta-alanina (Trexler et al., 2015). Adicionalmente, as concentrações musculares de carnosina tendem a ser superiores em homens do que em mulheres e a declinar com o envelhecimento, especialmente em decorrência da redução do consumo de fontes de beta-alanina neste grupo populacional. Quanto ao nível de atividade física, evidências indicam que, treinados ou sedentários, indivíduos suplementados com beta-alanina respondem de forma similar, no que se refere à melhoria de desempenho. Independente das características individuais, os estudos demonstram que a suplementação com beta-alanina aumenta os níveis musculares de carnosina, seja em maior ou menor proporção, exercendo, portanto, um efeito ergogênico em exercícios de alta intensidade e curta duração (Trexler et al., 2015). Possíveis efeitos colaterais da suplementação com beta-alanina O principal efeito colateral reportado após a suplementação com beta-alanina é a parestesia, principalmente na face, no pescoço e nas mãos. Este efeito geralmente surge após a ingestão de altas doses (> 800 mg, em fórmulas de liberação não sustentada) e está associado ao pico plasmático de beta-alanina. O início dos sintomas ocorre dentro de 10 a 20 minutos após a administração e dura, aproximadamente, 60 a 90 minutos. Os principais métodos para atenuar este efeito são o fracionamento da dose administrada e o uso de fórmulas de liberação sustentada, que resultam em menor concentração de beta-alanina durante o pico plasmático a partir de uma dose única, enquanto a liberação na corrente sanguínea e a captação muscular são mantidas por 6 horas com efeitos colaterais mínimos. Vale ressaltar que este efeito ocorre apenas por meio de suplementação, e não pelo consumo dietético de beta-alanina, e que não há evidência de que a parestesia impacte em algum risco à saúde, entretanto, é possível que o desconforto provocado por este evento comprometa a performance (Trexler et al., 2015). Ferramentas pedagógicas (EAD) Para saber mais: GUALANO, B. Suplementação de creatina: efeitos ergogênicos, terapêuticos e adversos. 1ª Ed. São Paulo: Manole, 2014. HARRIS, R. Creatine in health, medicine and sport: an introduction to a meeting held at Downing College, University of Cambridge, July 2010. Amino Acids. 2011;40:1267–70. HARRIS, R.; SÖDERLUND, K.; HULTMAN, E. Elevation of creatine in resting and exercised muscle of normal subjects by creatine supplementation. Clin Sci (Lond). 1992;83(3):367–74. HEATON, L.E.; DAVIS, J.K.; RAWSON, E.S.; NUCCIO, R.P.; WITARD, O.C.; STEIN, K.W. et al. Selected in-season nutritional strategies to enhance recovery for team sport athletes: a practical overview. Sport Med. 2017;47(11):2201–18. EDISON, E.E.; BROSNAN, M.E.; MEYER, C.; BROSNAN, J.T. Creatine synthesis: production of guanidinoacetate by the rat and human kidney in vivo. Am J Physiol Renal Physiol. 2007;293(6):F1799–804. SNOW, R.; MURPHY, R. Factors influencing creatine loading into human skeletal muscle. Exerc Sport Sci Rev. 2003;31(3):154–8. GASTIN, P. Energy system interaction and relative contribution during maximal exercise. Sport Med. 2001;31(10):725–41. BIRCH, R.; NOBLE, D.; GREENHAFF, P. The influence of dietary creatine supplementation on performance during repeated bouts of maximal isokinetic cycling in man. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1994;69(3):268–76. BARNETT, C.; HINDS, M.; JENKINS, D. Effects of oral creatine supplementation on multiple sprint cycle performance. Aust J Sci Med Sport. 1996;28(1):35–9. COOKE, W.; GRANDJEAN, P.; BARNES, W. Effect of oral creatine supplementation on power output and fatigue during bicycle ergometry. J Appl Physiol. 1995;78(2):670–3. FEBBRAIO, M.; FLANAGAN, T.; SNOW, R.; ZHAO, S.; CAREY, M. Effect of creatine supplementation on intramuscular TCr, metabolism and performance during intermittent, supramaximal exercise in humans. Acta Physiol Scand. 1995;155(4):387–95. RAWSON, E.; CLARKSON, P. Scientifically Debatable: Is Creatine Worth Its Weight? Gatorade Sport Sci Exch. 2004;16(4):1–6. SPILLANE, M.; SCHOCH, R.; COOKE, M.; HARVEY, T.; GREENWOOD, M.; KREIDER, R. et al. The effects of creatine ethyl ester supplementation combined with heavy resistance training on body composition, muscle performance, and serum and muscle creatine levels. J Int Soc Sports Nutr. 2009;6:1–14. MCKENNA, M.; MORTON, J.; SELIG, S.; SNOW, R. Creatine supplementation increases muscle total creatine but not maximal intermittent exercise performance. J Appl Physiol. 1999;87(6):2244–52. POWERS, M.E.; ARNOLD, B.L.; WELTMAN, A.L.; PERRIN, D.H.; MISTRY, D.; KAHLER, D.M. et al. Creatine supplementation increases total body water without altering fluid distribution. J Athl Train. 2003;38(1):44–50. TREXLER, E.T.; SMITH-RYAN, A.E.; STOUT, J.R.; HOFFMAN, J.R.; WILBORN, C.D.; SALE, C. et al. International society of sports nutrition position stand: Beta- Alanine. J Int Soc Sports Nutr. 2015;12(1):30. FINSTERER, J. Biomarkers of peripheral muscle fatigue during exercise. BMC Musculoskelet Disord. 2012;13(1):218. BAGUET, A.; REYNGOUDT, H.; POTTIER, A.; EVERAERT, I.; CALLENS, S.; ACHTEN, E. et al. Carnosine loading and washout in human skeletal muscles. J Appl Physiol. 2009;106(3):837–42. GLOSSÁRIO 1. Amina: classe de compostos químicos orgânicos nitrogenados derivados do amoníaco. 2. Cicloergômetro: aparelho estacionário, que permite rotações cíclicas. 3. Performance: Desempenho. 4. Potência: taxa de realização de trabalho a cada segundo. É medida em watts. AULA 04. CAFEÍNA – SUPLEMENTO UTILIZADO EM EXERCÍCIOS DE ENDURANCE INTRODUÇÃO A cafeína, de acordo com a Instrução Normativa 28/2018 proposta pela ANVISA, auxilia no aumento do estado de alerta e na melhora da concentração, bem como auxilia no aumento da capacidade de resistência e no desempenho em exercícios de endurance. Esta substância, além de ser vastamente consumida na forma de suplementos alimentares, está presente em muitas bebidas populares, incluindo a bebida mais consumida no mundo, o café. Considerando o abundante consumo de cafeína, por meio de inúmeras fontes, e sua importância na Nutrição Esportiva, esta seção objetivou discutir os principais aspectos relacionados ao estudo desta substância. Cafeína – características e metabolismo A cafeína pertence à família metilxantina e é conhecida como um alcaloide purínico natural obtido a partir de folhas, sementes e nozes de mais de 63 espécies de plantas (Lisko et al., 2017). Fontes dietéticas de cafeína, como chás, café, chocolate, refrigerantes e bebidas esportivas/energéticas, tipicamente fornecem de 30 a 100 mg de cafeína por porção (Goldstein et al., 2010) (quadro 6). Quadro 6. Concentração de cafeína em bebidas. Bebida Porção (mL) mg de cafeína/porção Bebidas energéticas/esportivas Red Devil 250 41,8 SoBe Adrenaline Rush 250 77,6 SoBe No Fear 250 74,1 Hair of the Dog 250 Não detectado Red Celeste 250 76,1 E MaxxTM 250 73,6 AMPTM 250 69,6 Red Bull Sugarfree 250 65,5 Red Bull 250 67,5 KMXTM 250 33,3 Refrigerantes Coca-Cola Clássica 355 29,5 Coca-Cola Diet 355 38,2 Coca-Cola Diet com Limão 355 39,6 Coca-Cola Diet sem Cafeína 355 Não detectado Pepsi 355 31,7 Pepsi Diet 355 27,4 Mountain Dew 355 45,4 Mountain Dew Live Wire 355 48,2 Dr Peppe 355 36,0 Diet Dr Peppe 355 33,8 Sierra Mist 355 Não detectado Celeste Cola 355 19,4 Sprite 355 Não detectado Seagram's Ginger Ale 355 Não detectado Barq's Root Bee 355 18,0 7-UP 355 Não detectado Outras bebidas Chá gelado de limão Nestea 250 8,1 Starbucks Doubleshot 250 136,6 Starbucks Frappuccino Mocha 250 63,5 Starbucks Frappuccino Baunilha 250 56,4 Leite achocolatado Velda Farms 250 2,0 Bebida achocolatada Yoohoo 250 2,5 Adaptado de McCusker et al. (2006). A cafeína é uma purina lipossolúvel que, após a ingestão oral, é prontamente absorvida pelo trato gastrointestinal, principalmente no intestino delgado, com início de ação em 15 a 45 minutos e pico de concentração plasmática atingido em até 1 hora, independente da dose ingerida. As concentrações de cafeína no plasma aumentam para ~ 15–20 µmol/ L com uma dose baixa de cafeína (3 mg/ kg de peso corporal), ~ 40 µmol/ L com uma dose moderada (6 mg/kg de peso corporal) e ~ 60– 70 µmol/L com uma dose alta de 9 mg/kg de peso corporal (Goldstein et al., 2010). A cafeína é metabolizada principalmente no fígado, onde sofre sucessivas desmetilações e uma oxidação na posição 8. A isoenzima CYP1A2 é encontrada apenas no fígado e representa 15% de todo o sistema enzimático citocromo P450 oxidase no fígado humano, sendo responsável por mais de 90% do metabolismo da cafeína (Arnaud, 2011). A CYP1A2 catalisa as desmetilações 1-, 3- e 7- da cafeína, a 7-desmetilação da paraxantina e as desmetilações 1 e 3 da teofilina. A CYP1A2 é responsável pela maioria das reações bioquímicas relacionadas à cafeína e seus metabólitos. A biotransformação da cafeína pela CYP1A2 representa um valor médio de 84% para a paraxantina, 12% para a teofilina e 4% para a teobromina. Por outro lado, a CYP2E1 é predominantemente responsável pela síntese de teofilina e teobromina. A CYP2D6-Met também catalisa a desmetilação e a 8-hidroxilação da cafeína, enquanto a CYP2E1 desempenha um papel menos importante nestas vias (Nehlig, 2018). A cafeína e seus metabólitos são excretados pelos rins e, aproximadamente, 3-10% permanecem inalterados na urina. Com base na absorção tecidual e na depuração urinária, as concentrações circulantes diminuem de 50 a 75% em 3-6 horas após a ingestão (Nehlig, 2018). Assim, a depuração da corrente sanguínea é análoga à taxa em que a cafeína é absorvida e metabolizada (Goldstein et al., 2010). Em adultos saudáveis, a meia-vida da cafeína – o tempo necessário para o corpo eliminar metade da quantidade total desta substância consumida em um determinado momento – é de aproximadamente 3-4 horas. Nas mulheres que utilizam contraceptivos orais, a duração é de 5 a 10 horas e, em gestantes a meia-vida é de aproximadamente de 9 a 11 horas. Em bebês e crianças, a meia-vida pode durar até 30 horas. Outros fatores como o tabagismo podem aumentar a atividade da CYP e encurtar a meia-vida da cafeína. Por outro lado, o metabolismo é reduzido com a ingestão de álcool (Nehlig, 2018). Mecanismos de ação da cafeína A cafeína é comumente utilizada para aumentar o alerta e aliviar o sono e a percepção do esforço físico. Sua ação estimulante no sistema nervoso central está diretamente relacionada com a dose ingerida. O consumo de doses baixas (entre 85 e 200 mg, equivalentes a uma ou duas xícaras de café) estimula o córtex cerebral, reduzindo o sono e a sensação de cansaço, além de aumentar a sensação de bem-estar, vigor e euforia e proporcionar períodos prolongados de produtividade e esforço mental (Goldstein et al., 2010). A cafeína atua por meio de múltiplos mecanismos, envolvendo tanto a ação em receptores e canais na membrana celular, quanto a ação intracelular nos canais de cálcio e monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). Em virtude da estrutura purínica, a cafeína pode atuar em alguns dos alvos da adenosina, como nucleosídeos e nucleotídeos, como a superfície celular P1 GPCRs para adenosina, bem como o receptor intracelular de rianodina (RyR), que é o alvo fisiológico de ADPRc (cíclico), ADP-ribose e AMPc-fosfodiesterase. Embora a ação seja agonista em alguns casos, é antagônica em outros. Fisiologicamente, no entanto, a ação da cafeína é improvável devido ao aumento da abertura do RyR, já que requer concentração plasmática acima da dosagem letal. A ação é mais provável por meio dos receptores de adenosina (Fukuda et al., 2010). Como o álcool, a nicotina e os antidepressivos, a cafeína atravessa facilmente a barreira hematoencefálica. Uma vez no cérebro, o principal mecanismo de ação da cafeína é como um antagonista dos receptores de adenosina. A molécula de cafeína é estruturalmente semelhante à adenosina, e se liga aos receptores de adenosina na superfície das células sem ativá-los (um mecanismo de ação antagonista). Portanto, a cafeína age como um inibidor competitivo e os efeitos são mediados principalmente pelos receptores A1 e A2A. Apesar da maior afinidade pelo receptor A2A, os efeitos agudos mais proeminentes da cafeína são atribuídos ao antagonismo do receptor A1 da adenosina. Entretanto, o consumo crônico de cafeína resulta na tolerância dos receptores A1, de modo que os efeitos da cafeína sejam pouco relevantes, e sua ação sobre os receptores de adenosina A2A torna-se predominante. A redução na atividade da adenosina resulta em aumento da atividade do neurotransmissor dopamina, responsável em grande parte pelos efeitos estimulantes da cafeína. A cafeína também pode aumentar as concentrações de adrenalina, possivelmente por meio de um mecanismo diferente. O uso agudo de cafeína também aumenta as concentrações de serotonina, causando mudanças positivas no humor (Gurley et al., 2015). A cafeína é também um inibidor competitivo conhecido da enzima AMPc- fosfodiesterase, que converte o AMPc na sua forma não-cíclica (5’AMP), permitindo que o AMPc se acumule nas células. O AMPc participa da ativação da Proteína Quinase A (PKA) para iniciar a fosforilação de enzimas específicas usadas na síntese de glicose. Ao bloquear sua remoção, a cafeína se intensifica e prolonga os efeitos da adrenalina e drogas semelhantes à adrenalina, como anfetamina, metanfetamina ou metilfenidato. Concentrações aumentadas de AMPc na célula muscular podem gerar a constante ativação das reações em cascata, aumento da circulação das catecolaminas e ao bloqueio dos receptores de adenosina, elevando, consequentemente, a oxidação lipídica (Nehlig, 2018). Estas enzimas também têm a capacidade de degradar a ligação da fosfodiesterase em alguns compostos, como o AMPc e o monofosfato de guanosina cíclico (GMPc). Uma das principais enzimas inibidas pela cafeína é a 3´, 5´ AMP fosfodiesterase, cuja função é degradar o AMPc, causando seu acúmulo local. A atividade antifosfodiesterase é dependente da concentração. O acúmulo de AMPc gera um aumento na fosforilação da enzima miosina de cadeia leve (MLC) no aparato contrátil da célula (actino-miosina). Nesse estado, a enzima é menos sensível ao Ca2+ e, portanto, sua atividade é diminuída. À medida que a fosfodiesterase é inibida, a fosforilação da MLC é diminuída e a interação da actino-miosina é inibida. Isso resulta em um aumento da concentração de Ca2+ intracelular sem contração, também descrito como uma perda de “sensibilidade” ao Ca2+. À medida que a fosforilação da MLC diminui, a atividade da MLC-fosfatase e relaxamento predominam. A estimulação agonista aumenta a concentração intracelular de Ca2+ no músculo liso, fazendo com que ele se ligue à calmodulina, que quando ligada ao Ca2+, ativa a enzima quinase na cadeia leve da miosina e, por consequência, a interação com a actina causa a contração (Echeverri et al., 2010). A cafeína e a teofilina podem se difundir livremente nas células e causar liberação de cálcio intracelular (independente do cálcio extracelular) dos depósitos localizados no retículo endoplasmático. Esta liberação é apenas parcialmente abolida pelo bloqueio do receptor da rianodina com a própria rianodina, dantroleno, rutênio vermelho e procaína (portanto, pode envolver o receptor de rianodina e provavelmente alguns canais de cálcio adicionais), mas completamente abolida após depleção das reservas de cálcio no retículo endoplasmático por inibidores da SERCA (do inglês “sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase”) como Thapsigargin (TG) ou ácido ciclopiazônico (CPA) (Gurley et al., 2015). A ação direta da cafeína na célula muscular lisa vascular ocorre inicialmente através dos canais de rianodina do retículo sarcoplasmático, estimulando o mecanismo de liberação de cálcio induzido pelo próprio cálcio, o que gera aumento de Ca2+ intracelular e leve contração transitória. Esta resposta é independente da quantidade de Ca2+ extracelular e da presença de bloqueadores dos canais de Ca2+. À medida que o Ca2+ intracelular é usado, a entrada de Ca2+ extracelular para a célula através dos canais lentos (tipo-L) e o canal não seletivo de cátions na membrana celular começa. A cafeína ativa diretamente o canal de cátions não seletivos para aumentar o Ca2+ intracelular, prolongando a contração muscular (Echeverri et al., 2010). A ação da cafeína no receptor de rianodina pode depender das concentrações citosólicas e luminais de Ca2+ no retículo endoplasmático. Na baixa concentração de cafeína, a probabilidade de abertura do canal de rianodina é significativamente aumentada principalmente devido a um encurtamento da vida útil do estado fechado. Em concentrações > 5 mM, a cafeína abre o RyR mesmo no Ca2+ citosólico e aumenta drasticamente o tempo de abertura do canal, de modo que a liberação de cálcio é mais forte do que aquela gerada por um potencial de ação. Este mecanismo de ação da cafeína deve-se provavelmente a mimetização da ação do metabólito fisiológico do NAD chamado cADPR (ADP cíclico ribose), que tem ação potencializadora similar sobre os receptores de rianodina (Gurley et al., 2015). Suplementação com cafeína e possíveis efeitos colaterais A cafeína, quando suplementada em doses baixas e moderadas (~ 3 a 6 mg por kg de peso corporal), na forma de cafeína anidra (ou seja, pílula ou pó), 60 minutos antes da sessão de exercício, apresenta efeito ergogênico para atletas bem treinados. Este efeito é superior ao apresentado após consumo de café. A suplementação com esta substância é indicada para atletas de esportes de endurance, com duração superior a cinco minutos, como ciclismo, corrida e natação. Pode, também, ser indicada para atletas de esportes de equipe e exercícios intermitentes, como futebol e rugby, mas não para exercícios resistidos (Goldstein et al., 2010) Vale ressaltar que a suplementação com doses maiores de cafeína (≥9 mg/kg de peso corporal) não parece beneficiar o desempenho físico (Maughan et al., 2018) e pode aumentar o risco de efeitos colaterais, como náusea, ansiedade, cefaleia, arritmias, insônia e inquietação, resultados que claramente acarretariam prejuízos ao desempenho (Burke, 2008). No quadro 7 são apresentados os principais efeitos ergogênicos da cafeína, bem como os principais efeitos colaterais. Quadro 7. Efeitos no desempenho esportivo e efeitos colaterais da cafeína. Efeitos no desempenho Efeitos colaterais Melhora da contratilidade muscular Dor abdominal Maior tempo até a exaustão Diarreia Melhora na concentração Desidratação Alerta aprimorado Insônia, ansiedade e irritabilidade Redução de fadiga Dores de cabeça Aumento na pressão arterial Alteração no padrão de sono e recuperação Aumento da tensão muscular Ferramentas pedagógicas (EAD) Para saber mais: LISKO, J.G.; LEE, GE.; KIMBRELL, J.B.; RYBAK, M.E.; VALENTIN-BLASINI, L.; WATSON, C.H. Caffeine concentrations in coffee, tea, chocolate, and energy drink flavored e-liquids. Nicotine Tob Res. 2017 Apr 1;19(4):484-492. GOLDSTEIN, E.R.; ZIEGENFUSS, T.; KALMAN, D.; KREIDER, R.; CAMPBELL, B.; WILBORN, C.; TAYLOR, L.; WILLOUGHBY, D.; STOUT, J.; GRAVES, B.S.; WILDMAN, R.; IVY, J.L.; SPANO, M.; SMITH, A.E.; ANTONIO J. International society of sports nutrition position stand: caffeine and performance. J Int Soc Sports Nutr. 2010 Jan 27;7(1):5. Arnaud, M.J. Pharmacokinetics and metabolism of natural methylxanthines in animal and man. Handb Exp Pharmacol. 2011;(200):33-91. Nehlig, A. Interindividual differences in caffeine metabolism and factors driving caffeine consumption. Pharmacol Rev. 2018 Apr;70(2):384-411. FUKUDA, D.H.; SMITH, A.E.; KENDALL, K.L.; STOUT, J.R. The possible combinatory effects of acute consumption of caffeine, creatine, and amino acids on the improvement of anaerobic running performance in humans. Nutr Res. 2010 Sep;30(9):607-14. GURLEY, B.J.; STEELMAN, S.C.; THOMAS, S.L. Multi-ingredient, caffeine- containing dietary supplements: history, safety, and efficacy. Clin Ther. 2015 Feb 1;37(2):275-301. ECHEVERRI, D.; MONTES, F.R.; CABRERA, M.; GALÁN, A.; PRIETO, A. Caffeine's vascular mechanisms of action. Int J Vasc Med. 2010; 2010: 834060. BURKE, L.M. Caffeine and sports performance. Appl Physiol Nutr Metab 2008;33:1319–34. MAUGHAN, R.J.; BURKE, L.M.; DVORAK, J.; LARSON-MEYER DE, PEELING P.; PHILLIPS, S.M.; RAWSON, E.S. et al. IOC consensus statement: dietary supplements and the high-performance athlete. Br J Sports Med. 2018 Apr;52(7):439-455. GLOSSÁRIO 1. Adenosina: nucleosídeo formado pela união de uma adenina e uma ribose. 2. Nucleosídeo: é constituído por uma base nitrogenada e por uma pentose (ribose ou desoxirribose). Um nucleosídeo é um nucleotídeo sem o agrupamento fosfato. 3. Nucleotídeo: formado pela reação de esterificação entre o ácido fosfórico e um nucleosídeo.
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